牧場投資可行性分析及最佳投資方案分析

1、牧場投資可行性分析及最佳投資方案分析參賽隊員姓 名學(xué) 號院 系 專 業(yè)簽 名劉 彬022990理學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)系02統(tǒng)計學(xué)唐文天022996理學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)系02統(tǒng)計學(xué)吳文智032729理學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)系03統(tǒng)計學(xué)2005年5月17日方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。牧場投資可行性分析及最佳投資方案分析摘要：本文針對某公司承包一農(nóng)場建立一家牧場以獲取豐厚盈利這一投資計劃進行可行性分析。討論該計劃是否可行，并且在可行的前提下，提出利潤最優(yōu)化的資源配置和經(jīng)營安排。通過對糧食和甜菜種植收益分析，我們發(fā)現(xiàn)無論是種植飼料自用或出售，其均能為公司帶來效益（帶來利潤或節(jié)省開支）。所以，投資方應(yīng)充

2、分利用農(nóng)場的土地用于種植作物。考慮到農(nóng)場自身土地對農(nóng)作物的種植限制及兩種作物所帶來的經(jīng)濟效益，可以得出當120畝土地用于種植甜菜，80畝土地用于種植糧食的情況下，投資方能夠得到最大的收益。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，牧場中牛的出生數(shù)量（包括小公牛與小母牛各自出生數(shù)量）與損失數(shù)量均與本年度牛的數(shù)量存在某一固定的比例關(guān)系。且幼牛與產(chǎn)奶牛的數(shù)量變化均有一定的規(guī)律性。而牧場運營中某年的各項支出與收入均由當年牛的組成結(jié)構(gòu)所決定。根據(jù)題意得出一個多約束的優(yōu)化問題:我們發(fā)現(xiàn)優(yōu)化問題中的各個變量都能由初始變量和每年所保留的小母牛數(shù)量確定。從而通過變量替換的方法來減少變量數(shù)量。也就是說整個規(guī)劃問題只需要尋找一個合適的保留

3、小母牛數(shù)量，使得投資者利潤最大化。由于該優(yōu)化問題為整數(shù)規(guī)劃，且其可行解的數(shù)量有限，故可考慮以枚舉的方式來尋求最優(yōu)解。最終得到最優(yōu)解，最大收益為618991.26元。方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。對于投資過程中如利率變化、還款方式變化等因素的影響，對模型的拓展性上進行一定的探討，得出如下結(jié)論：關(guān)鍵詞：牧場投資、可行性分析、最優(yōu)化方案、風(fēng)險控制問題提出：某公司計劃承包一擁有200畝土地的農(nóng)場，建立奶牛場，雇用工人對其進行養(yǎng)殖經(jīng)營。由于承租費用較高，其所有投資金額均為銀行貸款。現(xiàn)要對未來的五年制定生產(chǎn)計劃，并按照既定的還款規(guī)定向銀行還本付息，使公司盈利最大。 開始承包時，農(nóng)場中

4、有一定數(shù)額的產(chǎn)奶牛和幼牛，承包商需先按牛的折算價購入所有的牛。在經(jīng)營期間，農(nóng)場需要投入一定的人力和資金對牛進行養(yǎng)殖管理。同時為了解決牛的飼料問題，農(nóng)場必須投入相當?shù)娜肆唾Y金種植糧食和甜菜這兩種飼料。由于土地資源有限，農(nóng)場可能不能自行提供所有牛充足的糧食和甜菜，則需要從市場購入以彌補這一不足。在此期間應(yīng)以對于可能剩余的糧食及甜菜將會出售以獲取最大的利潤，或所額外支出的購買飼料費用盡可能小。奶牛本身出于自然規(guī)律會有幼牛的夭折和成年老牛的病故及折價出讓，給農(nóng)場本身帶來額外費用。由于農(nóng)場的規(guī)模是一定的，所以對奶牛的頭數(shù)是有一定約束的，當奶?？倲?shù)超過一定容量限制時需要投入額外費用。以上的各種因素均對農(nóng)

5、場的收益具有一定的影響。同時農(nóng)場必須履行與銀行的協(xié)議，每年年底償還銀行的部分貸款，付清每年的土地承租費用，付給工人一年的勞動報酬，一年養(yǎng)牛及種地等各項其他費用。根據(jù)現(xiàn)有的狀況，需要對這一投資計劃是否可行進行探討。并且在計劃可行的前提下，對其五年內(nèi)的生產(chǎn)計劃進行合理安排以使得投資方所獲得利潤最大化。同時考慮到某些不可抗拒的因素如銀行利率波動，還貸方式改變，由于氣候等外因變化引起的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與價格的變化及勞動力市場價格的變化等的客觀存在。其將會對于五年生產(chǎn)計劃及收益產(chǎn)生一定影響。對投資收益模型進行進一步探究，對其風(fēng)險的控制提出相關(guān)的建議與應(yīng)對措施。方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用

6、。問題分析1.損失的牛的年齡通過資料表明，一般牛的壽命為1216歲，同時參照生命表理論。我們提出以下的假設(shè)：0歲的小牛較1歲的小牛易于夭折，而11歲的產(chǎn)奶牛相當于牛類當中的老年群體，其死亡的概率較其他年齡的成年牛大。2.損失的牛的數(shù)量按照慣例，我們得到一個小牛和產(chǎn)奶牛的損失概率，而根據(jù)其概率計算很有可能會發(fā)生當年損失牛的數(shù)量為非整數(shù)。當損失、生產(chǎn)牛的數(shù)量按比例計算時出現(xiàn)非整數(shù)時，我們認為不能簡單的采取四舍五入或者全部取整的算法，這樣的整體誤差會相對比較大。對于當年的小數(shù)部分進行滯留處理，將其以四舍五入的方法取整，將滯留因子累加到下一年，以提高整體的精確度。3.關(guān)于飼料的種植我們假設(shè)承包的農(nóng)場土

7、地從不荒蕪，即土地上始終種植著糧食和甜菜。也就是說，我們認為其作物的種植與產(chǎn)出是一個持續(xù)的過程。同時，當年產(chǎn)出的糧食必須在當年消耗或售出，沒有結(jié)余。為考慮模型的簡潔性，我們不妨假設(shè)，飼料的種植或購買均以年為結(jié)算周期，且均在年底結(jié)賬。根據(jù)實際情況，我們可以發(fā)現(xiàn)200畝的土地中，僅有80畝土地可以用來種植糧食，其亦能夠種植甜菜。如何安排糧食和甜菜的種植問題，其主要從兩個方面來考慮：1.收益率（即種植成本與售出價格的關(guān)系）2.費用節(jié)省（即種植成本與購入價格的關(guān)系。） 下表為糧食與甜菜種植的投資收益分析表：勞動成本畝產(chǎn)量其他費用每畝投入每噸投入售出單價買入單價每畝收入利潤收益率糧食2000.91503

8、50388.897509006753250.93甜菜3001.5100400266.675007007503500.88從上表中我們可以發(fā)現(xiàn)，無論種植糧食或甜菜，收獲后將其出售均能夠獲利。而且結(jié)合題意，自行種植飼料要比購入飼料所花費的費用要小。因為勞動力是充裕的，所以在120畝只能種植甜菜的土地上，我們應(yīng)其種植滿甜菜，以獲得最大利益，或盡可能節(jié)省甜菜消耗的費用。方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。120畝甜菜的產(chǎn)量有180噸，足夠供應(yīng)約275頭奶牛的使用。因此我們可以認為甜菜總是充裕的，無需從市場購入。因為糧食的收益率大于甜菜的收益率，在兩者皆充裕的情況下，要盡可能多的種植糧食

9、。若糧食供應(yīng)有缺口，種植甜菜的收益遠小于由此減少糧食種植面積所帶來的額外支出，因此80畝土地一定要種植滿糧食。全部土地都要充分利用。4.奶牛的年消耗 根據(jù)題意及所給數(shù)據(jù)，我們可以得到以下奶牛年消耗明細表：勞動成本/元糧食消耗量/噸甜菜消耗量/噸其他費用/元產(chǎn)奶牛4200.60.71000幼牛1000.40.47500模型建立與求解一.變量聲明變量名變量說明Xi （i=16）第i年初產(chǎn)奶牛頭數(shù)Y0i（i=16）第i年初0歲幼牛頭數(shù)Y1i（i=16）第i年初1歲幼牛頭數(shù)Yi（i=16）第i年初幼牛頭數(shù)Zi（i=16）第i年初飼養(yǎng)牛的總數(shù)Ci（i=15）第i年盈利額Si（i=15）第i年保留小母牛數(shù)

10、Ti（i=15）第i年出售小公牛數(shù)（即公、母牛當年出生數(shù)量）Wi（i=15）第i年出售超齡牛數(shù)D0，i（i=15）第i年損失的幼牛數(shù)Dx，i（i=15）第i年損失產(chǎn)奶牛數(shù)Oij第i年各項支出Iij第i年各項收入方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。P起初承包貸款金額A附加投資貸款金額R銀行利率標準二、模型假設(shè)1假設(shè)牛的數(shù)量變化（組成結(jié)構(gòu)變化）都在年末發(fā)生。2假設(shè)生育牛的數(shù)量以當年初產(chǎn)奶牛的數(shù)量為準。3假設(shè)當年損失牛的基數(shù)均以年初時的數(shù)量為準。4假設(shè)所有的收入和支出均以年為結(jié)算周期（即所有收入和支出均在年末發(fā)生，不考慮其時間差）。5假設(shè)經(jīng)營者不發(fā)生拖欠銀行貸款或其他款項支付的情況。

11、6假設(shè)承包的土地不間斷地種植和產(chǎn)出飼料。7假設(shè)損失牛的年齡主要為0歲和11歲的牛。8假設(shè)在開始進行投資經(jīng)營時，生產(chǎn)經(jīng)營條件不發(fā)生變動。三、模型建立根據(jù)問題分析對問題進行討論后，不妨將問題歸結(jié)為一個多約束的最優(yōu)化問題。其目標函數(shù)為投資方在五年內(nèi)所獲得利潤最大化。且每年的幼牛、產(chǎn)奶牛數(shù)量為非零整數(shù)，當年損失牛的數(shù)量均為非零整數(shù)，當年保留的小牛數(shù)量為非負整數(shù)且小于當年所出生的小母牛數(shù)量。并且農(nóng)場主希望最終產(chǎn)奶牛的數(shù)量在一定的范圍之內(nèi)，即。由此，我們可以得到模型的雛形，其可以表示為：由假設(shè)，經(jīng)營者當年不得拖欠任何款項，所以要求截止到各年末的累計金額為非負數(shù)?？紤]到可以采取增加貸款的方式來彌補前期的資金

12、漏洞，故考慮增設(shè)額外投資貸款變量。同時考慮如增加貸款每年所需要額外償還的費用。方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。在模型中，我們所需要求解的最優(yōu)解形式為5年中保留小母牛的數(shù)量。其可以表示為向量。由題設(shè)中我們得曉，顯然第五年所產(chǎn)生的小母牛應(yīng)全部售出即。而因在第五年末牧場中所有的牛都將以產(chǎn)奶牛4000元/頭、幼牛400元/頭出售。且小母牛出生時出讓價格亦為400元/頭，故此第四年出生的小母牛也應(yīng)全部售出，否則其最終售價非但不變，而且得付出一年的飼養(yǎng)費用以及必須承擔(dān)幼牛數(shù)量損失的風(fēng)險，顯然在當年保留小母牛是極其不明智的選擇。故此，其最優(yōu)解的形式可以表示為。另外由于每年出生的小母牛數(shù)量

13、有限，則當年保留的小母牛數(shù)量應(yīng)小于等于該數(shù)值。我們可以由此進一步固定前三年小母牛保留數(shù)量的范圍。我們可以列表對其進行分析：第一年第二年第三年第四年第五年產(chǎn)奶牛10010099幼牛2019*0歲幼牛100*1歲幼牛109出生小母牛555554前三年小母牛的出生數(shù)量分別為55頭、55頭、54頭。則顯然各年保留小母牛的數(shù)量可能為零到當年出生數(shù)量之間的任一整數(shù)。綜上所述，本問所討論的最優(yōu)化問題必須滿足以下所有約束條件：1.各年內(nèi)幼牛和產(chǎn)奶牛數(shù)量均不小于零2.各年內(nèi)幼牛和產(chǎn)奶牛損失數(shù)量均不小于零3.各年內(nèi)保留的小母牛數(shù)量均不小于零且小于當年所生產(chǎn)的小母牛數(shù)量4.第五年末產(chǎn)奶牛的數(shù)量在農(nóng)場主所能接受的范圍

14、內(nèi)50，1755.各年末累積資金余額均為非負（包含由于附加貸款當年還款額的影響） 本文所需要討論的最優(yōu)化問題可以表述為以下形式：方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。*其中、為承包結(jié)束（即第六年初）產(chǎn)奶牛和小牛的數(shù)量。四、算法設(shè)計與計算機實現(xiàn)：牧場每年的盈利額可以由下式確定：其中，為牧場經(jīng)營過程中的第I年各項收入與支出，為第I年飼料收益（或購買）金額和超額飼養(yǎng)牛所需支付的額外費用。各參數(shù)的定義和計算方法為：第i年的產(chǎn)奶收入：第i年的幼牛收入：第i年出售超齡牛收入： 第i年出售甜菜收入： 第i年產(chǎn)奶牛勞動成本及其他費用：第i年幼牛勞動成本及其他費用：起初承包貸款每年還款金額：第i年

15、土地租金：方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。第i年飼料種植費用：第i年飼料種植收益（或購買費用）： 第i年養(yǎng)?？倲?shù)超額費用： 在上述公式中的所有變量均可由每年保留小母牛的數(shù)量來表示。即可以進行變量替換以減少變量，我們可以通過迭代的思想進行替換。在規(guī)定損失牛的年齡時，我們對其進行適當簡化，規(guī)定在0歲牛和11歲牛的數(shù)量大于當年損失牛的數(shù)量時，則僅損失這兩個年齡段的牛。而當其小于當年損失牛的數(shù)量時，則0歲和11歲的牛完全損失，差額部分依次由累計到1歲和10歲的牛中。第i+1年產(chǎn)奶牛的數(shù)量可以表示為： 在五年的經(jīng)營中，每年達到出售年齡的高齡牛有且只有10頭（不涉及其是否損失）。又由于

16、，而根據(jù)題意得，則。故此不可能發(fā)生損失10歲牛的情況。故原式可以表示為：*上式中的其定義為：第i+1年初0歲小牛的數(shù)量可表示為：第i+1年初1歲小牛的數(shù)量可表示為：第i+1年初幼牛的數(shù)量可表示為：根據(jù)題意得到，產(chǎn)奶牛的年損失率為2%，幼牛的年損失率為5%。若嚴格按照題意可得：。但其不能保證和均為整數(shù)。故此我們在基本符合實際的前提下，對損失牛的數(shù)量計算方法進行一定的改進。方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。最簡化的方法是對每年按照計算所得結(jié)果進行取整。而每年都會出現(xiàn)一定的誤差，其最終誤差為各年誤差的累計。故其相對缺乏合理性。我們考慮使用對每年的損失指標進行四舍五入取整后作為當年損

17、失牛的數(shù)量，且將小數(shù)部分疊加到下一年中的指標中，繼續(xù)對下一年進行計算。這種算法的整體誤差較小，僅為對最后一年的損失指標四舍五入時所余下的小數(shù)。其算法可以表示為：1.初始化滯留因子，2.計算第i年損失牛的數(shù)量：3.計算滯留因子：4.反復(fù)進行迭代，直至第五年計算完畢同時，我們需要考慮其每年的資金不間斷性，即每年均不能發(fā)生無力支付費用的情況。故此應(yīng)考慮截止至各年年末的資金累計余額均大于零。在前期可以考慮在投資初增加貸款的方式來彌補由于資金不足所帶來的缺口。故要求對此我們對上式進行適當分析處理：1 當?shù)趇年，且時方案不可行，終止判斷2 當?shù)趇年,則選取A最小，使得根據(jù)上述的算法分析，我們通過MATLA

18、B軟件編程計算運行程序solo.m得到最優(yōu)解為每年保留的小母牛數(shù)量，最優(yōu)值為618991.26方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。元。模型探討及改進：在現(xiàn)有模型中，未對對利率的變動、還款方式變化、由于氣候等外界因素的變化所以引起的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與價格變化以及勞動力市場價格的變動等對牧場投資收益的影響以及最優(yōu)方案的影響進行分析。可以在原有模型基礎(chǔ)上進行模型改進，對投資者所承擔(dān)的風(fēng)險、收益影響及其方案調(diào)整進行討論。對于原程序solo.m和功能函數(shù)io進行一定的改進，利率，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與價格，勞動力市場的價格這些給定的常數(shù)，我們將其替換為輸入變量，即需求者只需輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，就能判斷是否存在

19、可行解并求得相對應(yīng)的最優(yōu)值和最大收益。由計算機演算得，在利率波動3個百分點以內(nèi)，投資利潤最優(yōu)方案不變，其由于利率的波動而導(dǎo)致利息變化，使得最終受益隨著利率波動而變化。如下表所示：利率變動最優(yōu)解最大收益收益比較0618991.260-3%710268.0991276.83-2%680938.5961947.33+2%552457.52-66533.74+3%517392.93-101598.33經(jīng)計算機演算得到，當利率調(diào)整至17%時，仍有贏利可能，但其最優(yōu)方案發(fā)生變化，而當其調(diào)整至18%時，無盈利可能，應(yīng)取消投資計劃。當還款方式變化時，進行每年等額本金還款，則每年的還款額均小于或等于原還款額，則

20、其最優(yōu)方案不變，其利潤由于利息支付的減少而增加，在利率等條件不變時其利潤為685227.86元。由于天氣等不可抗力因素的影響，糧食與甜菜的價格、畝產(chǎn)量以及勞動力費用的標準均會發(fā)生一定的影響。其相互之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，并且其指標變化發(fā)生存在不同的概率。由于該問題并非本題中的主要問題，且受到篇幅的影響。我們對其發(fā)生概率不再做深入探究，有待日后深入。方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。其因素影響的后果可稱之為風(fēng)險因素，若對其風(fēng)險收益問題進行考慮，求取其投資收益期望值，可以作為考慮風(fēng)險因素的投資最優(yōu)化評判標準，尋求投資收益期望值最大化。從而使得投資方的利潤和安全得到保障。通過改進的程

21、序solopt.m和功能函數(shù)iop.m，我們可以對任一條件下的投資收益問題進行分析，并求得其最優(yōu)方案。利用此程序，可以通過對其投資風(fēng)險因素進行一定的考慮，并加上一定的隨機算法，如蒙特卡羅算法，求其最優(yōu)投資收益期望值。這樣能夠得到更好的效果！方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。參考文獻：01 姜啟源等，數(shù)學(xué)模型（第三版），北京：高等教育出版社，200302 王沫然，MATLAB與科學(xué)計算（第二版），北京：電子工業(yè)出版社，2003附錄：計算程序：solopt.m:clear;f=input('請輸入利率標準：');f1=input('請輸入勞動力價格：

22、9;);f2=input('請輸入糧食購入價：');f3=input('請輸入糧食出售價：');f4=input('請輸入甜菜購入價：');f5=input('請輸入甜菜出售價：');f6=input('請輸入糧食畝產(chǎn)量：');f7=input('請輸入甜菜畝產(chǎn)量：');X(1)=100; %第一年初產(chǎn)奶牛數(shù)量Y(1)=20; %第一年初小牛數(shù)量Y0(1)=10; %第一年初0歲牛數(shù)量Y1(1)=10; %第一年初1歲年數(shù)量（次年成為產(chǎn)奶牛的數(shù)量）maxZ=0;hk=(1+f)5/5;for r1=

23、0:55 %對第1，2，3年末保留小母牛數(shù)進行枚舉方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。 for r2=0:55 for r3=0:54 r=r1 r2 r3 0 0; df1=0; %產(chǎn)奶牛死亡余留小數(shù)部分 df2=0; %小牛死亡余留小數(shù)部分 df3=0; %產(chǎn)小牛余留小數(shù)部分 for i=1:5 %對各參數(shù)進行循環(huán) dX=round(X(i)*0.02+df1); %當年死亡產(chǎn)奶牛數(shù) dY=round(Y(i)*0.05+df2); %當年死亡小牛數(shù) cY=round(X(i)*1.1+df3)/2); %當年產(chǎn)出小公（母）牛數(shù) df1=(X(i)*0.02+df1)-dX

24、; %迭代 df2=(Y(i)*0.05+df2)-dY; df3=(X(i)*1.1+df3)-2*cY; X(i+1)=X(i)+Y1(i)-10; %次年初（本年末）產(chǎn)奶牛數(shù)量 Y1(i+1)=Y0(i)-dY; %次年初（本年末）1歲小牛數(shù)量 Y0(i+1)=r(i); %次年初（本年末）0歲小牛數(shù)量 if Y1(i+1)<0 %如果當年0歲小牛數(shù)小于小牛死亡數(shù) X(i+1)=X(i+1)-(dY-Y0(i); %差額算在1歲（即次年轉(zhuǎn)變?yōu)槌赡昱＃┥?Y1(i+1)=0; %當年0歲小牛全死光 end Y(i+1)=Y0(i+1)+Y1(i+1); %次年初（本年末）小牛數(shù)量 s

25、Y(i)=cY-r(i); %本年賣出小母牛數(shù)量 sX(i)=10-dX; %本年賣出役滿牛數(shù)量 sgY(i)=cY; %本年賣出小公牛數(shù)量 end方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。 if (X(6)<50|X(6)>175) %判斷第五年末產(chǎn)奶牛數(shù)量是否符合標準（判斷其是否為可行解） continue end zz=0; for j=1:5 %每年的凈利潤 z(j)=iop(X(j),Y(j),sgY(j),sY(j),sX(j),hk,f1,f2,f3,f4,f5,f6,f7); zz=zz+z(j); zs(j)=zz; end T=floor(1/hk);

26、 p=0; p1=0; for o=(T+1):5 if zs(o)<0 p=1; break end end if p=1; continue; end A=0; for v=1:T if zs(v)<0 sA=zs(v)/(1-v*hk); p1=1; if sA>A A=sA;方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。 end end end for o=1:5 if zs(o)-A*hk*o<0 p=1; end end if p=1 continue end if p1=1 Z=zs(5)-A*(5*hk-1)+4000*X(6)+400*Y(6); else Z=zs(5)+4000*X(6)+400*Y(6); %計算總利潤 end if Z>maxZ %判斷最優(yōu)解 maxZ=Z; Sr=r; S=r 0;X;Y;zs,0;z,0;Y0;Y1;A 0 0 0 0 0; end end endendif maxZ=0 display('投資方案不可行！');elseif maxZ>0 display('最優(yōu)投資收益為：'); maxZ方案范文無法思考和涵蓋全面，最好仔細瀏覽后下載使用。 SrEn