CN103679536A - 生长肥育猪配合饲料配方设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种操作方便、调整灵活的生长肥育猪配合饲料配方设计方法。生长肥育猪配合饲料配方设计方法，利用Microsoft Office Excel自身提供的加载宏中的规划求解，计算出最低成本的配合饲料配方。本发明具有数据表示直观、计算方便、数据修改容易等优点，无需使用专用饲料配方软件，在Excel界面下，通过鼠标或键盘操作即可计算出最低成本的配合饲料配方；饲料原料营养成分既可以是最新的《中国饲料成分及营养价值表》、相关原料标准和产品所公布的数值，也可以是对饲料原料营养成分的实测值，实用性强。本发明方法具有简单、快捷、准确、方便等特点，非常适用于各种中小型饲料厂、规模养殖场进行优化饲料配方设计。

Description

生长肥育猪配合饲料配方设计方法

技术领域

本发明涉及饲料技术领域，特别是涉及一种生长肥育猪配合饲料配方设计方法。

背景技术

根据中华人民共和国国家标准《饲料工业术语》（GB/T10647-2008）中饲料产品术语和定义，饲料产品按照其功能和营养组成特点可分为配合饲料、浓缩饲料、添加剂预混合饲料和精料补充料等。配合饲料是根据不同品种、不同生长阶段和不同生产水平的动物对各种营养物质的需要量和消化生理特点，把各种饲料原料和添加成分按规定的配比和加工工艺混合成均匀一致、营养价值完全的饲料产品，其是由能量饲料、蛋白质饲料、矿物质饲料、各种饲料添加剂及添加剂预混料配合而成的，能满足动物的全部营养需要。

常用的饲料配方设计方法包括手工设计法和电子计算机设计法，其中，手工设计方法又分为代数法、方框法和试差法等。电子计算机设计法的原理是采用线性规划，将动物对营养物质的最适需要量和饲料原料的营养成分及价格作为已知条件，把满足动物营养需要量作为约束条件，再把最小饲料成本作为配方设计的目标函数。电子计算机设计法是目前最先进也是使用最广泛的饲料配方设计方法。

CN1098801公开了一种饲料配方智能机处理系统，通过专用汇编语言，将饲料营养知识及优化方法程序固化在存储卡上，用户通过操作输入单元，即可实现不同饲养对象的优化配方。该发明的缺点是数据库和饲料营养知识已经不能满足现代养猪业的发展，需要专业技术人员操作。

CN101897391A公开了一种乳猪饲料及配方，应用氨基酸平衡理论及电脑配方技术设计配方，采用优质高档原材料，使产品营养更趋合理，更接近乳猪营养要求。该发明的缺点是只针对乳猪，并且该乳猪饲料及配方不能变动。

目前，现有技术中的电脑饲料配方设计已不能满足现代养猪业的发展，尤其是生长肥育猪配合饲料配方设计不能紧扣动物营养和饲料科学的最新研究进展，不能及时随饲料原材料和生猪市场价格变动作灵活调整，对降低养殖成本、提供养猪经济效益有不利影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作方便、调整灵活的生长肥育猪配合饲料配方设计方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：生长肥育猪配合饲料配方设计方法，利用Microsoft Office Excel自身提供的加载宏中的规划求解，计算出最低成本的配合饲料配方。

进一步的，该方法的步骤为：1）建立Excel工作表和计算公式：包括输入原材料的名称、营养成分、原材料的最小用量、原材料的最大用量、原材料的价格、配合饲料配方所选用的标准值；2）规划求解：包括约束参数设置和规划求解及结果运行，最后得到配合饲料配方。

进一步的，所述约束参数设置是对原料的最大用量和最小用量进行限制。

进一步的，如果出现规划求解找不到有用的解的情况，就对约束参数进行反复调整，直到规划求解成功。

采用上述的生长肥育猪配合饲料配方设计方法还可以对现有配方进行验证。

本发明的有益效果是：具有数据表示直观、计算方便、数据修改容易等优点，无需使用专用饲料配方软件，在Excel界面下，通过鼠标或键盘操作即可计算出最低成本的配合饲料配方；饲料原料营养成分既可以是最新的《中国饲料成分及营养价值表》、相关原料标准和产品所公布的数值，也可以是对饲料原料营养成分的实测值，实用性强；结合原料的特性、市场价格、库存状况等，对原料用量进行限制，灵活多变；通过对现行配方进行验证，检验其营养指标是否符饲养标准或产品标准，实时纠偏。本发明方法具有简单、快捷、准确、方便等特点，非常适用于各种中小型饲料厂、规模养殖场进行优化饲料配方设计。

附图说明

图1是Excel工作表。

图2是加载宏对话框。

图3是规划求解参数对话框。

图4是目标单元格和可变单元格设置。

图5是添加约束对话框。

图6是原料用量约束条件设置。

图7是原料配比总和约束条件设置。

图8是配方主要营养成分指标约束条件设置。

图9是规划求解结果。

图10是配方结果报告。

图11是找不到有用的解的规划求解结果。

图12是运算结果报告。

图13是现有配方验证结果报告。

具体实施方式

实施例：以60～90kg瘦肉型生长肥育猪配合饲料配方设计为例，展示如何用玉米、大豆油、小麦麸、大豆粕、菜籽粕、鱼粉、碳酸钙、磷酸氢钙、L-赖氨酸盐酸盐、DL-蛋氨酸、L-苏氨酸、L-色氨酸、食盐、抗氧化剂、防霉剂、氯化胆碱、维生素预混料和微量元素预混料，设计最低成本的饲料配方。

本发明的具体操作步骤为：

1）建立Excel工作表和计算公式

如图1所示，表内营养成分数据来自最新的《中国饲料成分及营养价值表》、相关原料标准和产品信息，也可通过消化试验和实验室化学分析实测。

其中：

A4至A21栏是配方设计所用各种原材料的名称。

B4至B21栏是拟设计配方所用各种原材料的计算配比值（重量%，以下同）。

B22栏是规划求解后，由程序自动计算出的每种原料配比的总和。在B22输入公式=SUM(B4:B21)。

C4至C21栏是规定设计配方时所用各种原材料的最小用量。这要根据经验估计，或者是配方中规定必须使用的量，如食盐、抗氧化剂、防霉剂、氯化胆碱、维生素预混料、微量元素预混料，对生长肥育猪而言，这几种原料的常用量如下：食盐0.3%、抗氧化剂0.02%、防霉剂0.10%、氯化胆碱0.10%、维生素预混料0.02%、微量元素预混料0.2%。

D4至D21栏是规定设计配方时所用各种原材料的最大用量。这要根据原料的特点（如菜籽粕含有抗营养因子）和市场供给状况，限制某些原料的最高用量，或者是配方中规定必须使用的量，如食盐、抗氧化剂、防霉剂、氯化胆碱、维生素预混料、微量元素预混料等。

E2至M2栏是饲养标准或产品标准中的主要营养指标项目，可根据需要修改或增减。

E4至M21区域栏是所用饲料原料营养成分的含量，数据来源于最新的《中国饲料成分及营养价值表》、相关原料标准和产品信息或实测数据。

E23至M23栏是规划求解后，根据每种原料的用量计算出的饲料配方中营养成分含量的合计。单击单元格E23，输入公式：=SUMPRODUCT($B1:$B21,E$1:E$21)/100，按Enter确认输入，再利用自动句柄填充功能（即把鼠标放到E23单元格的右下角，当其变成黑色实心十字时向右拖动即可），将输入的公式填充到F23至M23。

N4至N21栏是所用饲料原料的价格（元/kg）。N23栏是规划求解后，根据每种原料的配比和价格，由程序自动计算出的饲料总成本（元/kg），也是此规划求解的目标函数值。在N23输入公式：=SUMPRODUCT(B1:B21,N1:N21)/100，或把鼠标放到M23单元格的右下角，当其变成黑色实心十字时向右拖动即可。

选定N4至N23栏，点鼠标右键，点“设置单元格格式（F）”，再点“数字”，然后点“货币”，在“货币符号（国家/地区）（S）”栏内，选择相应货币符号，点“确定”。

E24至M24栏是所设计配合饲料配方所选用的标准。该标准可以是《饲养标准》、《产品标准》（国家标准、地方标准、企业标准），或自定标准。本实施例采用中华人民共和国农业行业标准《猪饲养标准》（NY/T65-2004）中60～90kg瘦肉型生长肥育猪的指标。

E25至M25栏是所设计配方的主要营养成分计算值与所选用标准的差，主要是便于直观查看配方设计是否合理，便于设定约束条件，进一步规划求解直到满意为止。单击单元格E25，输入公式：=E23-E24，按Enter确认输入，最后利用自动句柄填充功能，将输入的公式填充到F25至M25，并注意检查公式是否正确。

2）规划求解

以Excel2003为例，在选项窗口用鼠标点“工具”，再点“加载宏”，出现“加载宏”对话框，如图2所示，选择“规划求解”，再点“确定”。然后再回到Excel的最上面，用鼠标点“工具”，再点“规划求解”，出现“规划求解参数”对话框，如图3所示，当光标在“设置目标单元格”内闪烁时，将鼠标移到N23栏，单击，也就是饲料配方的“最低成本”单元格，即“$N$23”，然后在“规划求解参数”对话框下面一栏选择“最小值”，在“可变单元格”内输入B4:B21（也就是所选18种原料的配比），形成如图4所示的对话框，点击“添加”按钮，出现如图5所示的“添加约束”对话框。

①约束参数设置

原料用量控制：在“添加约束”对话框中的“单元格引用位置”内输入B4:B21，中间按钮选择“﹤=”，在“约束值﹝C﹞”框内，输入D4:D21，也就是对原料的最大用量进行限制，点“确定”,然后，点“添加”，再次出现添加约束条件对话框，在“单元格引用位置”内输入B4:B21，中间按钮选择“﹥=”，在“约束值﹝C﹞”框内，输入C4:C21，也就是对原料的最小用量进行限制，点“确定”，最后形成如图6所示的对话框。

原料配比总和控制：点“添加”，在“单元格引用位置”内输入B22，中间按钮选择“=”，在“约束值﹝C﹞”框内，输入100，亦即所有原料配比的总和为100%，如图7所示。

配方主要营养成分指标E23:M23区域的控制：对消化能、粗蛋白质、钙、总磷、有效磷、赖氨酸、蛋+胱氨酸、苏氨酸、色氨酸指标进行约束，首先，要求上述指标大于或等于NY/T65-2004猪饲养标准，规划求解后不合理再进行微调。点“添加”，在“单元格引用位置”内输入E23，中间按钮选择“﹥=”，在“约束值﹝C﹞”框内，输入E24，点“确定”，也就是对消化能指标进行约束。同理，点“添加”，依次对粗蛋白质、钙、总磷、有效磷、赖氨酸、蛋+胱氨酸、苏氨酸、色氨酸指标进行约束，如图8。至此，规划求解的约束参数设置完毕。

②规划求解及结果运行

规划求解约束参数设置完毕后，单击“规划求解参数”对话框中的“求解”按钮，计算机将立即出现“规划求解结果”框，如图9所示，即“规划求解找到一解，可满足所有的约束及最优状况”。最优解，即为既满足营养指标限制条件，又使成本最低的饲料配方。选择“保存规划求解结果﹝K﹞”，单击“确定”按钮，最终出现如图10所示的配方结果报告。其中，B4到B21栏为各种饲料原料的配比；E23至M23分别是该配方的消化能、粗蛋白质、钙、总磷、有效磷、赖氨酸、蛋+胱氨酸、苏氨酸、色氨酸指标；N23是配方价格。

通过以上步骤,最终得到60～90kg瘦肉型生长肥育猪配合饲料配方为：玉米74.59%、小麦麸7.56%、大豆粕9.84%、菜籽粕6.00%、碳酸钙0.91%、磷酸氢钙0.20%、L-赖氨酸盐酸盐0.17%、食盐0.30%、抗氧化剂0.02%、防霉剂0.10%、氯化胆碱0.10%、维生素预混料0.02%、微量元素预混料0.20%。而大豆油、鱼粉、DL-蛋氨酸、L-苏氨酸、L-色氨酸5种原料未选择，说明通过优化配方，其余原料提供的营养成分能够满足各种营养指标的限制条件。上述配方的营养成分指标：消化能13.39MJ/kg、粗蛋白质14.50%、钙0.49%、总磷0.43%、有效磷0.18%、赖氨酸0.70%、蛋+胱氨酸0.54%、苏氨酸0.52%、色氨酸0.15%。上述配方的价格为2.84元/kg。

从E25到M25栏可以看出，配方的所有营养指标均满足《猪饲养标准》（NY/T65-2004）要求，只是蛋+胱氨酸略高，但属于可接受范围。

有时，约束参数条件太苛刻，就可能会出现“规划求解找不到有用的解”。本实施例中，如果将消化能的标准设置为15.00MJ/kg，就会出现规划求解找不到有用的解的结果，如图11所示，点“确定”，然后对约束参数条件进行调整，反复几次后，即可使规划求解成功。

③规划求解结果选择

在图9的对话框中，点“保存规划求解结果﹝K﹞”，再点“确定”，即可保存有效的运算结果；点“恢复为原值﹝O﹞”，点“确定”，即废弃计算结果，重新恢复到求解前的配方。

在“报告﹝R﹞”中，可选择：运算结果报告、敏感性报告和极限值报告，点“确定”，在屏幕最左下方，分别生成“运算结果报告1”、“敏感性报告1”和“极限值报告1”，再点击各个报告，查看详情。其中，运算结果报告1，如图12所示，反映约束条件满足状况，图中的“型数值”代表求解值与限定值之间的差距，在无法求得最优解时，可据此适当调节约束条件。

本发明还可以对现有的配方进行验证，方法为：

利用已经建立的Excel原始工作表，如图1所示，可对正在使用的配方或过往配方进行验证，检验其营养指标是否符合中华人民共和国农业行业标准《猪饲养标准》（NY/T65-2004）的规定。例如，现有配方如下：玉米68.00%、小麦麸15.00%、大豆粕6.80%、菜籽粕6.00%、鱼粉2.00%、碳酸钙1.00%、磷酸氢钙0.20%、L-赖氨酸盐酸盐0.26%、食盐0.30%、抗氧化剂0.02%、防霉剂0.10%、氯化胆碱0.10%、维生素预混料0.02%、微量元素预混料0.20%。在图1所示Excel原始工作表中的B4-B21“配比”栏中输入以上数据，则自动生成E23至M23栏的营养成分计算值以及N23的配方价格，如图13所示。

将E23至M23栏的营养成分计算值与E24至M24栏的猪饲养标准值进行比较，就可直观看出现有配方的营养指标是否满足中华人民共和国农业行业标准《猪饲养标准》（NY/T65-2004）的要求。通过图13可以看出，现有配方的消化能偏低，其余营养指标略高于标准，与图10规划求解结果报告比较，每吨配合饲料成本反而增加90元。

Claims (5)

1.生长肥育猪配合饲料配方设计方法，其特征是，利用Microsoft OfficeExcel自身提供的加载宏中的规划求解，计算出最低成本的配合饲料配方。

2.如权利要求1所述的生长肥育猪配合饲料配方设计方法，其特征是，该方法的步骤为：1）建立Excel工作表和计算公式：包括输入原材料的名称、营养成分、原材料的最小用量、原材料的最大用量、原材料的价格、配合饲料配方所选用的标准值；2）规划求解：包括约束参数设置和规划求解及结果运行，最后得到配合饲料配方。

3.如权利要求2所述的生长肥育猪配合饲料配方设计方法，其特征是，所述约束参数设置是对原料的最大用量和最小用量进行限制。

4.如权利要求2所述的生长肥育猪配合饲料配方设计方法，其特征是，如果出现规划求解找不到有用的解的情况，就对约束参数进行反复调整，直到规划求解成功。

5.采用权利要求1所述的生长肥育猪配合饲料配方设计方法对现有配方进行验证。

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