Model za optimalno upravljanje multifunkcionalnom farmom

Abstract

Informacioni sistemi za upravljanje farmama (FMIS, Farm Management Information Systems) su upravo takva svemoćna sredstva koja imaju ulogu da pomažu poljoprivrednicima u održanju svoje nezavisnovsti i povećanju profitabilnosti. Cilj ovog istraživanja je razvoj ,,univerzalnog’’ FMIS-a koji teži da bude jednostavan za prilagođavanje, a da istovremeno bude podoban da ispuni posebne uslove svake pojedinačne farme. On objedinjava sve neophodne mere i svojstva u cilju sprovođenja sledećih zadataka: Prikupljanje podataka /monitoring/, planiranje /analiza posledica/, kontrola/ upoređivanje ostvarenih ciljeva/ i ekonomska optimizacija. Dobro dizajniran FMIS pruža lak pristup svim informacijama, koje su od velike važnosti za unosnost i održivost farme. U ovom smislu, univerzalni FMIS se opredeljuje za optimalnu alokaciju resursa, zato što jedino na ovaj način može efikasno podržati poljoprivrednika u donošenju boljih upravljačkih odluka, čineći njegovu farmu profitabilnom. Za studiju slučaja je odabrana farma srednje veličine, smeštena u Nemačkoj. Farma se bavi standardnim poljoprivrednim delatnostima kao što su ratarstvo, voćarstvo i tov svinja. Gazdinstvo se dopunski bavi i poslovima uslužnog držanja pansiona za sportske konje i direktnom prodajom jagoda i malina. Kako se radi o multifunkcionalnoj, diverzifikovanoj farmi, ona služi kao dobar primer za složenu strukturu farme, čineći je prikladnim predmetom u istraživačke svrhe, pošto je idealna kao studija slučaja za najbolje izvršenje prakse FMIS-a. Generalni zaključak istraživanja u ovoj doktorskoj disertaciji da je učinjen zanačajan napredak u definisanju opšte primenjivog modela i informacionog sistema za upravljanje multifunkcionalnom farmom. Model je formulisao opšti algoritam kojim je definsano prikupljanje podataka i obezbeđenje praćenja pojedinih linija poljoprivredne proizvodnje, drugih nepoljoprivrednih aktivnosti, usluga i poslovanja farme. U sledećem koraku izgrađen je detaljnim informacioni sistem, koji je testiran na konkretnoj multifunkcionalnoj farmi, odnosno na studiji slučaja. Izgrađeni opšti informacioni sistem za upravljenje farmom (i njegovo testiranje na konkretnom primeru) omogućio je ekonomski optimalno planiranje proizvodnih i neproizvodnih aktivnosti multifunkcionalne farme, čime je potvrđena i druga postavljena hipoteza u ovim istraživanjima. Za to je primenjena metoda matematičkog optimiranja, odnosno linearno i razlomljeno programiranje za maksimiziranje ekonomske efektivnosti i efikasnosti. XI Rešavanje varijanti je sprovedeno uz pomoć dva softverska paketa: Lindo i Excel AdIn Open Solver 2.1. Optimalne varijante, koje maksimiziraju ekonomsku efektivnost i ekonomsku efikasnosti, znatno prevazilaze neoptimizovanu, inicijalnu varijantu, kada je u pitanju neto prihod (833.452 i 820.954 u odnosu na 760.004 evra, odnosno za 9,66 i 8,02 %). Isti je slučaj i sa ekonomskom efikasnošću, merenu koeficijentom ekonomičnosti (1,2394 i 1,2395 u odnosu na 1,1761, što je povećanje ekonomičnosti za oko 5,78%). Struktura proizvodnje se znatno razlikuje kod optimalnih rešenja. Ovo naročito važi za ozimu pšenicu, ozimi ječam i ozimu uljanu repicu, koji pokazuju primetna odstupanja. Optimalno rešenje varijante 2 predlaže da se površina pod kukuruzom u potpunosti zameni silažnim kukuruzom. Interesantni su različiti rezultati za površine pod malinom. Dok inicijalna varijanta i varijanta za maksimiziranje efektivnosti pokazuju iste površine, varijanta optimalnog rešenja na bazi maksimiranja efikasnosti predlaže smanjenje za više od 50%. To ukazuje da je proizvodnja malina, iako veoma intenzivna i efektivna, manje efikasna od nekih drugih linija proizvodnje. Nasuprot razlikama u strukturi biljne prozvodnje kod pojedinih optimalnih varijanti modela, ne postoje razlike u strukturi proizvodnje u svinjarstvu i uslugama pansiona za konje. U oba optimalna rešenja predlaže se maksimalno korišćenje raspoloživih kapaciteta. To ukazuje na visoku ekonomsku efektivnost i efikasnost ovih poslovnih aktivnosti i sinergensku povezanost sa biljnom proizvodnjom. Sprovedena proizvodno ekonomska analiza studije slučaja u diskusiji rezultata istraživanja pokazala je da je izgrađeni informacioni sistem menadžmenta sposoban da obezbedi elemente kontrole proizvodnje i usluga na farmi, a u cilju analize i poređenje planiranih i ostvarenih rezultata. Različite strukture proizvodnje na farmi primenom različitih kriterijuma optimiranja omogućile su identifikovanje ukupnih potencijale farme i njihovo korišćenje na optimalni način. Doprinosi FMIS-a i linearne i nelinearne optimizacije dugoročno su isplativi za poljoprivrednike. Ako su dobro dizajnirani, oni mogu podržati proces donošenja odluka i doneti porast u ukupnog ekonomskog uspeha farme, što u krajnjem slučaju obezbeđuje opstanak i napredak multifunkcionalne farme.

Farm Management Information Systems (FMIS) are powerful tools that play a vital role in helping farmers with maintaining their independence and increasing the profitability of their farms. The aim of this research is the development of a “universal” FMIS that is easily adjustable to the specific needs of individual farms. It is designed to incorporate all necessary measures and features that allow following tasks to be executed: data collection/monitoring, planning/scenario analysis, controlling/targetactual comparisons, identification of optimization potentials/ and profit maximization. Well-designed FMISs provide an easy access to all information that are relevant to ensure a farm’s profitability and sustainability. The universal FMIS is based on the logic of optimal resource allocation. This operating logic allows the farmer to improve management decisions and thus contributes to the farm's profitability. A medium-sized farm situated in Germany serves as a case study. The farm is dealing with standard agricultural activities such as husbandry, fruit-growing and hog fattening. Additional business activities include services related to the accommodation of horses and direct sales of strawberries and raspberries. Given this multifunctional diversified and complex farm structure the farm serves as an ideal case study to develop and implement a FMIS. The key insight of this doctoral research is that a universally applicable information system and its incorporated optimization model can significantly improve the overall economic performance of diversified farms. First, a model is formulated based on a universal algorithm that defines the sources for data collection sources and which provides detailled information of both agricultural production lines and non-agricultural activities like services and farm management. Second, drawing from information of the case study farm, a detailed information system is developed and tested. The developed universal farm management information system provides an economically optimal plan for production and non-production activities related to the diversified case study farm. A method of mathematical optimization, namely linear and non-linear programming designed for the maximization of economic effectiveness and efficiency, is applied. The variants’ solution was executed with the help of two software packages – Lindo and Excel AdIn Open Solver 2.1. With regards to the net income, optimal variants that maximize the economic effectiveness and efficiency noticeably exceed the non-optimized, initial variant (833.452 and 820.954 to 760.004 euros, respectively 9,66 and 8,02 %). IX The case is the same with the economic efficiency, which is measured with the coefficient of efficiency (1,2394 and 1,2395 to 1,1761, which is an increase in efficiency of about 5,78%). The structure of production considerably differs within optimal solutions. This holds particularly true for winter wheat, winter barley, and winter canola, which show significant deviations. The optimal solution of Variant 2 suggests that grain maize should entirely be replaced with silo maize. The results for raspberry cultivation are especially interesting. While the initial variant and the variant for effectiveness maximization suggest that the same area allocated to raspberries, the optimal solution variant, based on efficiency maximization, proposes a decrease of more than 50%. This indicates that even though the raspberry production is very intensive and effective, it is less efficient than other production lines. In contrast to differences in plant production structure within certain optimal variant models, differences in production structure with regards to hog fattening and horse pension services do not exist. In both optimal solutions, utilization of available capacities is suggested. This implies that the economic effectiveness and efficiency of these activities are comparatively high, and that a synergetic interconnection with plant production does exist. The discussion of research results includes a production-economy analysis of the case study farm. The analysis reveals that the developed management information system can provide control elements for the production and service activities of the case study farm, and a comparison between planned and achieved results. Informed by the application of different optimization criteria, various production structures of the farm allow the identification of, and optimized utilization of, the farm’s potential. The development and application FMIS based on linear and non-linear optimization are profitable for farmers in the long run. If well- designed, FMIS can support the farmers’ decision-making processes and result in an increase of farms’ overall economic success. Thus, ultimately, FMIS can lead to the progress and sustainability of diversified farms.