JP7418685B1 - 飼料配合設計システム、飼料配合設計プログラム及び、飼料配合設計方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、一実施形態のシステムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、飼料配合設計システム0は、情報処理装置1、及びユーザ端末装置3を備え、これらがネットワークNWを介して通信可能に構成される。
図2は、ハードウェア構成図である。図2(a)に示すように、情報処理装置1は、処理部101、記憶部102及び、通信部103を備える。
記憶部102は、命令セットを記憶可能なRAMなどの揮発性メモリ、OS及び飼料配合設計プログラムなどを記録可能なHDDやSSDなどの不揮発性の記録媒体を有する。
通信部103は、ネットワークに接続する為の通信インタフェース装置を有し、ネットワークNWとの通信制御を実行して、情報の入出力を行う。
記憶部902は、命令セットを記憶可能なRAMなどの揮発性メモリ、OS等を記録可能なHDDやSSDなどの不揮発性の記録媒体を有する。
通信部903は、ネットワークに接続する為の通信インタフェース装置を有し、ネットワークNWとの通信制御を実行して、情報の入出力を行う。
入力部904は、キーボードやタッチパネルなどの入力処理が可能な入力デバイスを有する。
表示部905は、ディスプレイなどの表示処理が可能な表示デバイスを有する。
図3は、情報処理装置1の機能ブロック図である。図3に示すように、情報処理装置1は、設定手段11、算出手段12、配合度合管理手段13、エラー特定手段14、表示処理手段15、及びデータベース2を備える。これは、ソフトウェア(記憶部102に記憶されている)による情報処理がハードウェア(処理部101)によって具体的に実現されたものである。
データベース2は、原料制限情報21、成分要求情報22、成分比要求情報23、生産数量情報24、原料情報25、原料供給量情報26、原料成分情報27、成分丸め情報28、及び原料丸め情報29を含む。
原料制限情報21は、配合飼料に含まれる飼料原料の配合率に課される制限に関する情報である。原料制限情報21は、配合飼料を製造する工場を特定する工場ID、配合飼料を特定する製品ID、製品名、飼料原料を特定する原料ID、原料名、飼料原料の配合率の上限及び/又は下限(以下、配合率制限と呼ぶ)、及び配合率の履歴である配合率履歴を含む。
成分要求情報22は、配合飼料の栄養成分に課される制限に関する情報である。成分要求情報22は、工場ID、製品ID、製品名、栄養成分を特定する成分ID、成分名、及び配合飼料に含まれる栄養成分の成分量(以下、栄養成分量と呼ぶ)の上限及び/又は下限(以下、成分制限と呼ぶ)を含む。
成分比要求情報23は、配合飼料の栄養成分の成分比に課される制限に関する情報である。成分比要求情報23は、工場ID、製品ID、製品名、成分ID、成分名、成分比の分母となる栄養成分を特定する分母成分ID、成分比の分子となる栄養成分を特定する分子成分ID、及び栄養成分比の上限及び/又は下限(以下、成分比制限と呼ぶ)を含む。
生産数量情報24は、配合飼料の生産予定の数量に関する情報である。生産数量情報24は、工場ID、製品ID、製品名、生産予定数量を含む。
原料情報25は、配合飼料に含まれる飼料原料に関する情報である。原料情報25は、工場ID、原料ID、原料名、工場の在庫にある原料を特定する在庫原料ID、飼料原料の原料単価を含む。ここで本実施形態においては、原料ID及び在庫原料IDは1対1でなくても良い。例えば、原料を加工して、複数種類の在庫原料とする場合がある。具体的には、飼料原料がとうもろこしの場合、原料IDは、原料名「とうもろこし粗目」、「とうもろこし中目」、「とうもろこし粉」に割り当てられるが、在庫原料IDは、原料名「とうもろこし」に割り当てられる。即ち、在庫原料IDが共通する複数の原料IDが含まれていてもよい。
原料供給量情報26は、飼料原料の供給制限に関する情報である。原料供給量情報26は、工場ID、原料名、在庫原料ID、及び原料供給量の上限及び/又は下限(以下、原料供給制限と呼ぶ)を含む。
原料成分情報27は、飼料原料に含まれる栄養成分のマスタ情報である。原料成分情報27は、工場ID、原料ID、成分ID、飼料原料に含まれる栄養成分の量を示す成分含有量を含む。
成分丸め情報28は、栄養成分量の丸め方に関する情報である。成分丸め情報28は、成分ID、成分名、調整成分区分、丸め区分、切捨桁数を含む。ここで、調整成分区分とは、栄養成分が栄養成分の数値を丸める対象であるか否かを示す情報である。また、丸め区分とは、切り捨て、又は切り上げを示す情報である。
原料丸め情報29は、飼料原料の配合率の丸め方に関する情報である。原料丸め情報29は、工場ID、製品ID、原料ID、丸め込み桁数、計量可能な最小値を示す最小計量値を含む。
設定手段11は、データの入力を受け付けて配合コストの最適化に必要な数値を設定する。設定手段11は、配合飼料を製造する工場及び/又は飼料原料毎にMIPの変数となる配合率の丸め込み桁数を設定する。本実施形態では、設定手段11は、工場の工場ID及び飼料原料の原料IDの組み合わせ毎に、配合率の丸め込み桁数を設定するものとする。
算出手段12は、動物に与えられる飼料原料の配合に係る制約条件下で、配合コストを最小とする飼料原料の配合率を算出する。算出手段12は、MIPを用いて、配合コストを最小とする飼料原料の配合率を算出する。具体的には、飼料原料の桁数を丸め込むことによって、MIPを用いて、配合コストを最小とする飼料原料の配合率を算出する。
配合度合管理手段13は、算出された配合率の履歴を格納する。配合度合管理手段13は、飼料原料毎に、配合コストを最小とする解として得られた前回の配合率を配合率履歴として格納する。
エラー特定手段14は、配合コストを最小とする配合率の解が得られなかった場合に、エラーを特定する。エラー特定手段14は、配合率の解が算出されない場合に、前回の算出結果(配合率履歴)、及び飼料原料の配合に係る制約条件の変数となる量に基づいて、該制約条件を満たさない飼料原料を特定する。
表示処理手段15は、計算の結果得られる数値を表示処理する。表示処理手段15は、配合コストを最小とする解として得られた配合率を表示処理する。また、表示処理手段15は、配合コストを最小とする解が得られなかった場合に、エラー特定手段14が特定した飼料原料、及び該飼料原料についての制約条件の上限及び/又は下限を並べて表示処理する。
以下、図4を参照して、本発明の飼料配合設計方法について説明する。図4は、制約条件となる情報の入力を受け付けることで、MIPを用いて最適化計算を行う処理を示すフローチャートである。
まず、ステップS1(以下、「ステップSX」を単に「SX」と呼ぶ)において、設定手段11は、データの入力を受け付けて、配合コストを最小とする配合率の算出に必要な数値を設定する。本実施形態において設定手段11は、原料制限情報21の原料名、配合率制限、及び配合率履歴と;成分要求情報22の成分名、及び栄養成分制限と;成分比要求情報23の成分名、及び成分比制限と;生産数量情報24の製品名、及び生産予定数量;原料情報25の原料名、及び原料単価と;原料供給量情報26の原料名、及び原料供給制限と;成分丸め情報28の成分名、及び切捨桁数と;原料丸め情報29の製品ID、原料ID、丸め込み桁数、及び最小計量値と;の入力を受け付けることで、製品毎、成分毎、及び原料毎の丸め込み桁数、及び制約式の数値を設定する。
次いで、S2において算出手段12は、MIPを用いて、配合コストを最小とする配合率を算出する。算出手段12は、配合率制限、成分制限、成分比制限、原料供給制限、及び計量値制限の制約条件下で、配合率を変数として、配合コストを最小とする解を算出する。
そして、S3において、エラー特定手段14は、配合率の解が得られたか否かを判定する。そして、配合率の解が得られた場合(S3でYES)には、表示処理手段15は、得られた解を表示処理する(S4)。そして、S5において配合度合管理手段13は、得られた解を配合率履歴として格納する。図5は、算出手段12が算出した算出結果の一例を示す図である。
一方、S3において、エラー特定手段14は配合率の解が得られたか否かを判定し、解が得られなかった場合(S3でNO)には、エラー特定手段14がエラーを特定し、表示処理手段15がエラーを表示処理する(S6)。
そしてS7において、設定手段11は、解を算出する為の新たなデータの入力を受け付ける。本実施形態において設定手段11は、新たなデータとして原料供給制限、成分制限、成分比制限、及び配合率制限の1又は複数について、上限及び/又は下限の入力を製品毎に受け付ける。そして、S2に戻って、MIPの計算を実行し、配合率の解が得られるまでS2~S3、S6~S7の処理を繰り返す。
1 :情報処理装置
2 :データベース
3 :ユーザ端末装置
100 :サーバ
101 :処理部
102 :記憶部
103 :通信部
91 :処理部
92 :記憶部
93 :通信部
94 :入力部
95 :出力部
11 :設定手段
12 :算出手段
13 :配合度合管理手段
14 :エラー特定手段
15 :表示処理手段
Claims (7)
- 配合飼料に含まれる飼料原料の配合設計をする飼料配合設計システムであって、
前記飼料配合設計システムは、
混合整数線形計画法を用いて、前記飼料原料の配合度合いを変数とし、動物に与えられる前記飼料原料の配合に係る制約条件下で、配合コストを最小とする前記飼料原料の配合度合いを求める算出手段と、
供給先に供給される複数の前記飼料原料毎に、前記配合度合いの丸め込み桁数を設定する設定手段と、を備え、
前記算出手段は、前記供給先に供給される前記飼料原料毎に設定された前記丸め込み桁数に基づいて、前記配合コストを最小とする飼料原料の配合度合いを求める、飼料配合設計システム。 - 前記設定手段は、前記配合飼料を製造する前記供給先及び前記供給先に供給される前記飼料原料の組み合わせ毎に、前記丸め込み桁数を設定する、請求項1に記載の飼料配合設計システム。
- 前記設定手段は、供給先に供給される複数の前記飼料原料毎に、前記飼料原料を計量可能な最小値を示す最小計量値を設定し、
前記算出手段は、更に、前記配合度合いが前記最小計量値よりも大きいとする制約条件下で、前記配合度合いを算出する、請求項1に記載の飼料配合設計システム。 - 前記飼料配合設計システムは、配合度合管理手段、及びエラー特定手段を更に備え、
前記配合度合管理手段は、前記算出された配合度合いを配合度合履歴として格納し、
前記エラー特定手段は、前記配合度合いが算出されない場合に、前記飼料原料毎の配合度合履歴及び前記配合飼料毎の生産予定数量に基づいて、配合飼料毎に含まれる飼料原料量を算出し、
複数の配合飼料について前記飼料原料量を足し合わせた原料供給量と、飼料原料毎の供給制限を示す原料供給制限とを比較して、比較結果に基づいて、前記原料供給制限を満たさない前記飼料原料を特定する、請求項1に記載の飼料配合設計システム。 - 前記飼料配合設計システムは、表示処理手段を更に備え、
前記表示処理手段は、前記供給制限を満たさない飼料原料の前記原料供給量、及び該飼料原料の前記原料供給制限を並べて表示処理する、請求項4に記載の飼料配合設計システム。 - 配合飼料に含まれる飼料原料の配合設計をする飼料配合設計プログラムであって、
前記飼料配合設計プログラムは、コンピュータを、
混合整数線形計画法を用いて、前記飼料原料の配合度合いを変数とし、動物に与えられる前記飼料原料の配合に係る制約条件下で、配合コストを最小とする前記飼料原料の配合度合いを求める算出手段と、
供給先に供給される複数の前記飼料原料毎に、前記配合度合いの丸め込み桁数を設定する設定手段と、として機能させ、
前記算出手段は、前記供給先に供給される前記飼料原料毎に設定された前記丸め込み桁数に基づいて、前記配合コストを最小とする飼料原料の配合度合いを求める飼料配合設計プログラム。 - 配合飼料に含まれる飼料原料の配合設計をする飼料配合設計方法であって、
コンピュータは、
混合整数線形計画法を用いて、前記飼料原料の配合度合いを変数とし、動物に与えられる前記飼料原料の配合に係る制約条件下で、配合コストを最小とする前記飼料原料の配合度合いを求める算出ステップ、
供給先に供給される複数の前記飼料原料毎に、前記配合度合いの丸め込み桁数を設定する設定ステップと、を実行し、
前記算出ステップにおいて、前記供給先に供給される前記飼料原料毎に設定された前記丸め込み桁数に基づいて、前記配合コストを最小とする飼料原料の配合度合いを求める、飼料配合設計方法。
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JP2001178374A (ja) | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Takaaki Satake | 飼料の多目的配合設計方法 |
JP2004538573A (ja) | 2001-08-03 | 2004-12-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | ホストされるアプリケーションのためのサーバ・リソース管理 |
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Non-Patent Citations (1)
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坂和 正敏,線形計画法の基礎と応用,第1版,日本,株式会社朝倉書店 朝倉 邦造,2012年03月10日,P64-65 |
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