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饲料配方软件


 

      一、饲料配方的要求
     饲料配方是配合饲料生产的核心技术。在饲料配方技术发展的初期,主要是解决了如何在饲养标准的基础上,利用各种原料的配合来满足畜禽的营养需要,处于这一阶段的配方技术主要有对角线法、代数法和试差法。利用这些技术设计的饲料配方从营养的角度看是可行的,能满足畜禽对主要营养成分的需要,但对饲料的成本等经济因素则基本未加考虑,因而不能保证饲料生产获得最大的经济效益。
概括讲,科学的饲料配方设计必须满足三个基本条件:
    ①要满足饲养标准中对营养物质在种类和数量方面的要求(即营养性约束条件);
    ②要满足对原料在配方中使用比例的要求(即原料性约束条件,如对麸皮和鱼粉用量的限制);
    ③是要达到某个优化目标,如最低成本,或最大收益等。要满足这些条件,必须采用现代数学提供的比较复杂的计算方法,如线性规划、非线性规划和目标规划等。用人工完成这些计算过程不但费事,而且极易出现计算误差。这一工作正是计算机可以大显身手的地方。利用计算机设计饲料配方,具有快速、准确、优化功能强等特点,已成为提高饲料质量、降低生产成本的强有力手段。目前,大多数大中型饲料厂均已采用计算机(主要是微机)来设计饲料配方,饲料生产企业已成为整个畜牧业生产中计算机应用最普及、收益也最大的部门。

二、饲料配方软件采用的配方技术 
(一)线性规划
线性规划最低成本配方是目前研究最深入、应用最广泛的一种配方技术,已有大量线性规划配方软件开发成功并投入生产使用。
线性规划是现代运筹学理论的一个重要组成部分,可以在满足一定约束条件下,实现目标函数的极大或极小化。具体到在饲料配方中的应用,一般是将每个营养性约束条件和原料性约束条件转化为一个线性约束函数,以达到最低饲料成本为目标函数。运算方法主要有单纯形法和改进单纯形法。线性规划不但能计算最低成本配方意义下的最优解,也能通过参数规划、灵敏度分析等输出以下决策信息:

(1)各种原料的影子价格(理论价格);
(2)原料价格的变化对配方最优解的影响;
(3)原料某约束条件的变化对配方最优解的影响;
(4)原料营养成分的变化对配方最优解的影响。
尽管线性规划的最低成本饲料配方设计中得到广泛应用,但这一技术在解决实际配方问题时仍有一些局限性,主要表现在:
(1)在约束条件之间或约束条件与目标函数间存在矛盾时,系统没有可行解;
(2)系统给出的满足约束条件和目标函数的“优化”配方,从营养的角度看可能是不可行的。这些问题在一定程度上限制了线性规划技术的应用和发展。
(二)目标规划

线性规划在实际应用中的问题是由其技术本身优化目标单一、约束条件集弹性小这两大弱点所决定的。因此,应当寻求一种能有效地处理好约束条件之间以及与目标函数之间矛盾的优化技术,这种技术可以在上述矛盾中给出能满足多方面要求的解。60年代初出现的目标规划技术就是能达到上述要求的优化新技术。在目标规划中,每个约束条件都被当作是一个目标。这样一个目标规划系统就有许多个目标,这些目标形成该目标规划系统的目标集。每个目标有一个预定实现的值,称为目标值,由配方人员事先给定。如粗蛋白达到17.5%等。在运算过程中,目标规划系统将根据各个目标重要性优先级的不同,使所有优化值尽量满足要求。因此,任何约束条件(目标)都可以在一定范围内“伸缩”,约束集是松驰的,具有一定弹性,当约束条件之间不相容时也能找到一组较为满意的解,从而放宽了问题求解范围的要求。

三、饲料配方软件
上述饲料配方技术的计算过程比较复杂,可能会使大多数人望而生畏。专业化饲料配方软件的诞生,使这一难题得到很好的解决。计算机专家与营养学家密切配合,充分利用计算机技术提供的有利条件,开发出实用价值很强、功能齐备、操作方便的饲料配合软件。这些软件中的佼佼者一般有以下特点:
(1)适用性强,可用于各种主流机型微机;用户界面友好,最好是彩色多窗口显示,窗口间可任意切换;操作简便;可靠性强;
(2)系统提供多种配方技术,如线性规划、目标规划和手工优化,可供用户选择;
(3)系统贮存有比较完整的数据库,包括多种饲料成分、各种饲养标准和添加剂类型等数据,可供用户随时调用。同时应当提供方便的编辑功能,以便用户随时对数据作修改;

(4)结果完整,输出格式规范、美观,可直接打印输出也可贮存的磁盘上;
(5)充分利用现代营养学的研究成果,使用户在必要时能够考虑可利用氨基酸需要量指标、能量和营养素比例指标、粗蛋白和必需氨基酸比例指标、饲料有毒成分及至适口性等问题,使优化配方更符合营养上的要求;
(6)最好应当具有计算影子价格、进行灵敏度分析等系统优化决策功能;
(7)软件供应商还必须对用户提供完善的技术培训和良好的售后服务。优秀饲料配方软件的出现,可以使广大饲料生产厂商充分利用计算机技术,迅速采用最先进的配方技术来设计优化饲料配方,为养鸡生产者提供优质廉价的饲料。总之,饲料配方软件已成为饲料生产和研究必不可少的工具。


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