Производственный процесс в растениеводстве можно рассматривать как многополюсную систему, входы которой представляют собой следующие группы:
Y- технологические входы (семена, химикаты и др.);
R- средства труда (энергетические средства, сельскохозяйственные машины и др.);
L- живой труд (люди, участвующие в производстве).
Выходом V производственного процесса является готовая продукция растениеводства. Производственная функция при этом:
.
Вид этой зависимости может быть разнообразным. В реальном производственном процессе растениеводства каждая группа входов, как и выход, представляют собой многокомпонентные, т.е. векторные величины:
.
Введем в рассмотрение коэффициенты
,
определяющие размер затрат i ресурсов Y, L или R на производство единицы j продукта. Совокупности этих коэффициентов удобно представить в виде следующих матриц: - материальных затрат; - трудовых затрат; - производственных мощностей.
При этом производственная функция может быть записана в виде трех матричных соотношений:
.
Данная модель раскрывает структуру производственного процесса, но не учитывает цели производства - достижение максимальной прибыли.
Повышение эффективности производственного процесса растениеводства состоит прежде всего в достижении оптимального баланса между производством и потреблением, что выражается в составлении балансовых уравнений, описывающих многопродуктовые модели производства. Такие модели могут быть статическими или динамическими.
Статические модели не отражают важнейшего фактора производства, его непрерывного развития и усовершенствования, т.к. рассматривают производственный процесс неизменным на протяжении длительного времени.
Поэтому остановимся на динамической модели.
Внутренними силами, обуславливающими развитие производства, являются капитальные вложения. Последние создаются за счет произведенной и реализованной продукции V и образуют его накапливаемую часть - фонд накопления. Остальная часть составляет фонд потребления.
Фонд накопления можно условно разбить на две части. Первая часть HR составляет производственные фонды, расходуемые на увеличение и усовершенствование средств производства. Вторая часть HИ направлена на повышение информационного потенциала, куда входят капитальные затраты на научно-исследовательские работы.
Воздействие капитальных затрат происходит всегда с запаздыванием относительно момента их вложения. Капитальные затраты на расширение производственных фондов реализуются, как правило, с меньшим запаздыванием, но имеют и меньшую отдачу. Затраты на научно-исследовательские работы реализуются с большим запаздыванием, но обеспечивают непрерывное совершенствование производственного процесса и могут в корне изменить характер производства.
С целью упрощения будем рассматривать единый фонд накопления H и считать, что эффект от капиталовложений реализуется без запаздывания. Обозначим через интенсивность продукта, идущего в фонд накопления в i производстве. Уравнение для i производства можно записать в виде
. (2.2)
Согласно (2.2) производственный продукт расходуется на потребление с интенсивностью wi, на производство с интенсивностью yi и на увеличение производственных фондов с интенсивностью gi. Обозначая через yij интенсивность расходования продукта i на воспроизводство продукта j, а через gij интенсивность расходования продукта i на капитальные вложения в производство продукта j, получаем
. (2.3)
Для того, чтобы увязать расход продукта на увеличение производственных фондов с ростом выпуска продукции, необходимо слить воедино два процесса: процесс образования производственного фонда и процесс его расходования. Рассмотрим приращение производственного фонда за малый интервал dt. Это приращение пропорционально интенсивности накопления и интервалу dt:
. (2.4)
Расходование производственных фондов идет на усовершенствование используемых технических средств , поэтому
. (2.5)
Сопоставляя (2.4) и (2.5), находим , откуда
, (2.6)
где - коэффициент удельных капиталовложений, называемый также коэффициентом капиталоемкости.
С учетом (2.3) и (2.6) уравнения баланса принимают вид
. (2.7)
На основании полученной системы уравнений (2.7) возможна оптимизация производственных процессов растениеводства в среднемноголетних условиях их функционирования (оптимизация стратегии), но адаптация этой модели к изменяющимся погодно-производственным ситуациям требует более детального математического описания.