CN110765603A - 一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于计算机软件信息化技术领域，公开了一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统及方法，优化处理系统包括：营养指标的选择模块、营养指标的简化处理模块、数学模型的建立模块、基础数据的数据库模块、规划求解模块。所述基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法包括：通过确定配方优化设计所需要考虑的营养素及其营养需要量；对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；得到最优配方。
Description
技术领域
本发明属于计算机软件信息化技术领域，尤其涉及一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统及方法。
背景技术
在畜牧业生产中，饲料配方设计方法虽然很多，但依据其发展历程和特点，大体可分为传统的人工设计法和基于计算机为工具的饲料配方软件设计法两大类。传统的人工设计法，不仅因饲料原料及其饲料营养成分的多样化和饲料价格随市场供求关系变化的常态化导致其计算工作量巨大，手工计算几乎是不可能完成的，而且其计算结果的准确性相对较差，成本难以控制。随着计算机应用的普及，基于计算机为工具的饲料配方软件设计法得到了快速发展，其专门用于饲料配方设计的软件越来越多，如Brill饲料配方软件、“资源配方师”系列软件、MAFIC饲料配方软件、农博士饲料配方软件、高农饲料配方软件、农大利饲料配方软件等，用计算机软件设计饲料配方，虽然可以使计算工作量大幅度下降，配方准确性提高，也便于控制成本，但以下问题极大地限制了其面向广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场的推广应用。
目前，计算机已经十分普及，广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场所采用的计算机都安装了Microsoft Office办公软件，其中的Excel电子表格就是一个功能强大的数据处理软件，它不仅具有常规数据统计、计算、分析功能，还具有线性规划功能，尤其是2003年11月微软公司发布的Microsoft Office System 2003中的Excel 2003，其数据处理功能更加强大，完全可以满足饲料配方优化设计过程中线性规划需要，也就是说依托计算机现有软件的基本功能，完全有可能替代上述软件且获得基本相同的设计结果，即目前的硬件设施是完全可行的。另外，近年来一些学者利用Excel 2003“线性规划”程序优化设计饲料配方在猪、鸡饲料配方优化设计过程中已经进行了有益尝试且大获成功，这也说明利用Excel 2003“线性规划”程序进行以粗饲料为主的草食家畜饲料配方的优化设计方法学上完全可行的。
虽然如此，但现行相关技术仍因存在以下主要问题，影响其面向广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场的推广应用。
(1)上述软件均属商业性开发的软件，其软件价格多在1000元～5000元之间，对于广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场而言价格较贵，很难普及；
(2)上述软件均十分复杂，基本上均基于线性规划原理进行设计，其具体应用需要专业人员进行操作，同时应用上述软件设计出的配方又往往脱离现实，还必须经过必要的手工调整，同样需要专业人员来完成，而对于广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场而言，因其人员专业性限制往往难以胜任，故推广应用受到极大限制。
(3)就是目前开发的利用Excel 2003“线性规划”程序进行饲料配方的优化设计的技术方法，基本上仅仅解决了一种优化的计算方法，避免了购买程序的问题，但该技术也同样存在以下问题：一是需要大量的基础数据，广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场的技术人员往往因缺乏相关的技术参数而束手无策；二是上述技术同样十分复杂，基本上均基于线性规划原理进行设计，其具体应用仍然需要专业人员进行操作，上述因素也一定程度限制了该技术的普及和推广。
综上所述，在饲料配方优化设计工作中，开发具有计算和调整简便、结果准确同时又符合生产实际需要、易于控制成本等显著优点，且适用于广大养殖农户以及中小型饲料厂和养殖场采用的“傻瓜型”饲料配方优化设计技术就显得十分必要。
解决上述技术问题的难度：
一是利用Excel 2003“线性规划”程序优化设计饲料配方的计算机程序；二是解决“傻瓜化”问题，主要通过点击选择的方式即可使普通技术人员都可以胜任饲料配方的优化设计，利用该技术的推广应用。
解决上述技术问题的意义：
饲料是畜牧业生产的物质基础，饲料配方优化设计是畜禽养殖过程中的一项关键性技术工作。饲料配方的优劣，不仅关系到畜禽的身体健康，而且也关系到畜禽生长发育和生产力水平的发挥；更为重要的是，对于养殖或者是饲料生产企业而言，配方的优劣直接关乎其经济效益状况。因此，饲料配方的优化设计为广大畜禽养殖生产者和饲料生产者所重视。利用Excel 2003“线性规划”程序优化设计饲料配方的“傻瓜型”配方设计系统的研发，重点解决了利用Excel2003“线性规划”程序优化设计饲料配方的计算机程序和“傻瓜化”问题，主要通过点击选择的方式即可使普通技术人员都可以胜任饲料配方的优化设计，利于该技术的推广应用。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统及方法。
本发明是这样实现的，一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统包括：
营养指标的选择模块、营养指标的简化处理模块、数学模型的建立模块、规划求解模块。
所述数学模型的建立模块包括：决策变量、目标函数、约束条件。
营养指标的选择模块，用于确定配方优化设计所需要考虑的营养素及其营养需要量；
营养指标的简化处理模块，用于对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；
数学模型的建立模块，用于使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；
基础数据的数据库模块，用于配方优化过程中诸如营养需要和饲料营养价值等基础数据的采集，主要包括四眼标准数据库和常用饲料营养价值数据库，在系统设计过程中均采用点击选择的方式，以期满足“傻瓜化”的设计目标；
规划求解模块，用于求出最优配方。
决策变量是特定条件下可用于配方优化设计的全部饲料原料的配合比例。
目标函数是计算饲料成本的函数，通过求函数的最小值得到最低成本。
约束条件包括3部分：
(1)营养需要量，配方的营养含量必须满足饲养标准；
(2)原料用量，各种饲料原料由于其自身的营养特点和价格决定其在配方中的比例有一定的限制；
(3)重量限制，各种饲料原料在配方中的用量之和为一定值，即100％。
本发明的另一目的在于提供基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法，所述基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法包括：
通过确定配方优化设计所需要考虑的营养素及其营养需要量；对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；得到最优配方。
进一步，可根据特定动物及其特定生产目的，查阅饲养标准，确定配方优化设计所必需的考虑的主要营养素及其营养需要量。
进一步，基于可能提供的饲料原料的种类，并结合必须考虑的主要营养素种类，查阅饲料原料数据库，取得饲料原料中与之对应的主要营养素含量基础数据。
进一步，建立相关数学模型，应选择相应的计算工具和计算方法，具体如下：
(1)目标函数，目标函数如下：
minS＝c1x1+c2x2+…+cnxn
(2)约束条件，约束条件如下：
x1+x2+x3+…+xn＝100
其中，假设在某特定条件下，可用于饲料配方优化设计的饲料原料有n种，其价格分别为c1、c2、…、cn。为特定动物满足特定生产目的，优化设计一种最低成本饲料配方；根据饲养标准，假设其必须满足的营养指标为m个，其营养需要量指标值分别为b1、b2、…、bm，各种原料的营养物质含量分别为aij(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)；假设优化结果中n种原料的配合比例分别为x1、x2、…、xn，配合饲料的成本为S。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明方法利用Excel 2003设计饲料配方容易修改，提高了工作效率，且界面美观，打印方便。
本发明方法主要通过点击选择的方式即可使普通技术人员都可以胜任饲料配方的优化设计，较好的实现了“傻瓜化”目标，利于该技术的推广应用。
本发明既可以手工调整配方，又可以修改标准，也可以修改约束条件。只需在修改后按“Enter”键即可再次运行“规划求解”，求出最优配方。Excel 2003将大量繁琐复杂的数学计算简单化，只要建立合适的数学模型就可以迅速准确地得出结果。
本发明配方的数学模型的建立满足动物的各项营养指标，均衡元素比例，并且使成本最低，从而实现饲料生产利润的最大化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统结构示意图；
图中：1、营养指标的选择模块；2、营养指标的简化处理模块；3、数学模型的建立模块；4、基础数据的数据库模块；5、规划求解模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为解决背景技术中的问题，本发明提供了一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统及方法。针对特定动物的特定生产目的，基于可能提供的饲料原料种类和价格，通过一定的计算方法，获得可能采用相关原料的科学合理的组合比例，以此为依据配制可基本满足其特定营养需要且价格最低的全价日粮。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统包括：
营养指标的选择模块1、营养指标的简化处理模块2、数学模型的建立模块3、基础数据的数据库模块4及规划求解模块5。
所述数学模型的建立模块3包括：决策变量、目标函数、约束条件。
营养指标的选择模块1，用于确定配方优化设计所需要考虑的营养素及其营养需要量；
营养指标的简化处理模块2，用于对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；
数学模型的建立模块3，用于使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；
基础数据的数据库模块4，用于配方优化过程中诸如营养需要和饲料营养价值等基础数据的采集，主要包括四眼标准数据库和常用饲料营养价值数据库，在系统设计过程中均采用点击选择的方式，以期满足“傻瓜化”的设计目标；
规划求解模块5，用于求出最优配方。
决策变量6是特定条件下可用于配方优化设计的全部饲料原料的配合比例(配方设计中等待决定的参数)。
目标函数7是计算饲料成本的函数，通过求函数的最小值，使成本最低。
约束条件8包括3部分：
(1)营养需要量，配方的营养含量必须满足饲养标准；
(2)原料用量，即各种饲料原料由于其自身的营养特点和价格决定了其在配方中的比例有一定的限制，比如，棉籽粕由于含有“游离棉酚”等抗营养因子，使它在饲料中的用量受到一定限制；
(3)重量限制，即各种饲料原料在配方中的用量之和为一定值，即100％。
本发明实施例提供的基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法包括：
通过确定配方优化设计所需要考虑的营养素及其营养需要量；对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；得到最优配方。
可根据特定动物及其特定生产目的，查阅饲养标准，确定配方优化设计所必需的考虑的主要营养素及其营养需要量。
基于可能提供的饲料原料的种类，并结合必须考虑的主要营养素种类，查阅饲料原料数据库，取得饲料原料中与之对应的主要营养素含量基础数据。
建立相关数学模型，应选择相应的计算工具和计算方法，具体如下：
(1)目标函数，目标函数如下：
minS＝c1x1+c2x2+…+cnxn
(2)约束条件，约束条件如下：
x1+x2+x3+…+xn＝100
其中，假设在某特定条件下，可用于饲料配方优化设计的饲料原料有n种，其价格分别为c1、c2、…、cn。为特定动物满足特定生产目的，优化设计一种最低成本饲料配方；根据饲养标准，假设其必须满足的营养指标为m个，其营养需要量指标值分别为b1、b2、…、bm，各种原料的营养物质含量分别为aij(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)；假设优化结果中n种原料的配合比例分别为x1、x2、…、xn，配合饲料的成本为S。
实施案例
以肉用绵羊的育肥羊日粮配方优化设计为例予以说明。假设可供采用的饲料原料包括玉米、麸皮、豆粕、棉粕、菜粕、豆油、玉米全株青贮(或者玉米秸秆青贮)、苜蓿干草、玉米秸秆、食盐、羊用5％预混合饲料以及其他必须的饲料添加剂产品(如磷酸氢钙、硫酸钾、硫酸钙等)。
(1)营养指标的选择
根据我国现行肉羊饲养标准(详见基础数据的数据库模块4)，育肥羊饲养标准规定的营养素，主要包括能量(消化能和代谢能)、粗蛋白质、矿物质(钙、磷、氯、钠、硫等常量元素以及铜、铁、锌、锰、碘、硒、钴等微量元素)和维生素(维生素A、维生素D、维生素E)共4类计18个营养指标。
(2)营养指标的简化处理
如果直接选择以上18个营养指标，则过于复杂，可对营养指标做以下简化处理。
1)能量需要量度量指标的简化处理
根据我国目前肉羊营养学研究进展情况，目前可单一选择消化能指标作为能量需要量的度量指标(因为目前代谢能基础数据系由消化能估算而来：ME＝0.82×DE).
2)维生素和微量元素度量指标的简化处理
在肉羊饲料配制过程中，常规饲料中维生素和微量元素含量一般均较低，不能满足肉羊的营养需要，故一般通过添加专门添加剂的方式予以满足。从理论上讲，添加剂的使用剂量必须依据饲养标准和饲料原料中相应养分含量以及饲料的配合比例准确确定，但由于常规饲料中维生素和微量元素含量一般均较低，其所提供的量占营养需要量的比例相对较小，而动物对维生素和微量元素的耐受量均较高，故在反刍动物日粮配制的实践中，将饲料所提供的维生素和微量元素忽略不计，动物对维生素和微量元素的需要量则全部由相应的添加剂来提供，为方便饲料配方的优化设计，市场上已有多种规格且能同时提供微量元素(铜、铁、锌、锰、碘、硒、钴等)和维生素(维生素A、维生素D、维生素E等)的微量元素和维生素预混合和饲料产品可供选择，需根据不同微量元素和维生素预混合和饲料产品说明准确计算出其在日粮中的添加比例(目前市场上的大多数产品，其添加比例一般为1％或者3％或者5％)。在此情况下，上述维生素和微量元素的多个度量指标则可用一个“1％添加剂预混料(简称预混料)”指标所代替(若选择1％产品，则相对于营养需要量而言可视其含量浓度为100.0％；如选择3％产品，则相对于营养需要量而言可视其含量浓度为33.3％；若选择5％产品，则相对于营养需要量而言可视其含量浓度为20.0％)。
通过以上营养指标的简化处理，可将配方优化设计的营养指标由上述18项简化为仅包括消化能、粗蛋白质、钙、磷、食盐、硫、“1％添加剂预混料(简称预混料)”共7项指标，大大降低了配方优化设计的计算工作量和技术难度。不仅如此，一些预混合料产品生产企业，为了进一步方便用户需要，甚或在其5％产品中，以精粗比例50∶50为假设条件，按照满足维生素和微量元素营养需要的思路，将食盐和硫的添加也一并在5％预混料中加以考虑，此时营养指标可进一步简化为5个指标。
(3)建立电子表格
1)启动Excel
打开电脑，在桌面界面下点击鼠标右键，在对话框中点击“新建”复选框—在“新建”复选框中点击“Microsoft Office Excel工作表”，桌面即新建了一个Excel文件，双击该文件即可；或者在桌面有“Excel桌面快捷方式”的条件下，直接双击“Excel桌面快捷方式”即可。
2)启动Excel表格的“规划求解”功能
安装有Microsoft Windows操作系统条件下的启动操作：
单击“文件”选项卡——再单击“选项”——在弹出的Excel选项对话框中选择“加载项”——选择分析工具库—VBA——转到“加载项”对话框——选择“规划求解”加载项——点击“确定”按钮；或者
单击“数据”选项卡——按鼠标键的右键——再单击“自定义功能区(R)”——在弹出的Excel选项对话框中选择“加载项”——选择分析工具库—VBA——转到“加载项”对话框——选择“规划求解”加载项——点击“确定”按钮。
安装有金山WPSOffice软件操作系统条件下的启动操作：
单击“数据”选项卡——再单击“模拟分析”选项，之后稍等片刻——单击“模拟分析”选项旁边下拉箭头——选择“规划求解”选项。
3)构建Excel工作薄和工作表
Excel启动后，Excel工作薄中仅有“Sheet1”1个工作表或者“Sheet1”、“Sheet2”和“Sheet3”3个工作表，可通过点击左下角“+”增加“Sheet4”、“Sheet5”等工作表(视需要而定)，以此共同构成Excel工作薄。根据配方优化设计需要，可将上述工作表依次分别命名为“基础资料与数据”、“规划求解”、“肉绵羊营养需要—育肥羊”、“肉绵羊营养需要—生长羊”、“饲料原料营养价值(简称饲料营养价值)”等。
4)构建“配方优化”电子表格
“基础资料与数据”是“配方优化”电子表格重要组成部分，是配方优化设计的基础。根据饲料配方优化设计需要，主要包括3部分内容：一是饲喂对象基本情况(包括品种、性别、目前体重、预期增重目标)；二是饲料原料及其营养价值；三是饲养标准(包括以养分每天总摄入量和以日粮养分浓度2种表示方式，在日粮配方优化设计过程中一般选用后者)。
在“基础资料与数据”Excel工作表中，为实现“傻瓜化”目标，除表中红色标注单元格外的其他部分，均根据需要进行了固定化设计或设计为可自动生成，但红色标注单元格中的内容需要人工辅助完成，其中D3、D4、D5和D6单元格需要人工填写；D11单元格需要通过人工选择方式自动生成：即首先在D11单元格按“＝”键，再将光标转入“肉绵羊营养需要—育肥羊”Excel工作表，在第“D5”大行点击第“D6”单元格，然后按“回车键(Enter键)”即可；E11～L11各单元格，通过如下操作可自动生成：点击D11单元格——按鼠标右键——点击“复制”复选框——光标一次性选择E11～L11单元格——按鼠标右键——点击“黏贴选项”复选框中适宜选项。假设为30kg、预期日增重300g的小尾寒羊模样进行日粮配方优化设计，则建立的Excel工作表——基础资料与数据(应用表格)。
“规划求解”是“配方优化”电子表格的“配方优化”电子表格的核心，系饲料配方优化设计的主Excel工作表。为实现“傻瓜化”目标，表中各单元格的内容均做了相应的特殊设计。
表中标注的“饲料名称”，预留了17行，其中“0”行为方便今后新建工作表之需而特别设计，一般不参与规划求解，也不需改动，其他16行则是为满足配方优化设计需要所预留的16种饲料原料(如不够使用可随时添加)。B5～B20单元格中的“饲料名称”不需要直接填写，仅需在“原料营养价值”Excel工作表中通过选择即可自动生成：将光标移至依次B5单元格按“＝”键，再将光标转入“原料营养价值”Excel工作表，查找到与之对应的饲料名称后该单元格，然后按“回车键(Enter键)”即可，依次完成B5～B20单元格中“饲料名称”的选择。
1～16行的C～I各列的所有单元格的相关数据，可通过以下操作自动生成：通过光标选择B5～B20单元格——按鼠标右键——点击“复制”复选框——光标一次性选择1～16行的C～I列所有单元格——按鼠标右键——点击“黏贴选项”复选框中适宜选项。
J5～J20和L5～L20的各个单元格分别为每种原料用量的“约束条件”，其中J5～J20的各个单元格分别为各种原料的最小使用量(min)，L5～L20的各个单元格分别为各种原料的最大使用量(max)。上述各单元格均需自行填写。
表中红色标注的“原料价格”的N5～N20单元格，需要操作者依据饲料原料的市场价格逐一进行填写。
K5～K20各个单元格不需操作者进行任何处理，规划求解后可自动生成，其数据表示饲料配方中各饲料原料的百分数。
“营养水平下限”、“营养需要量”和“营养水平上限”3行所对应的B22、B23和B24单元格中的数据表示营养需要量的校正系数(可依据实际情况进行适当调整)；在本表中其3行对应的C23～H23各个单元格的数据，可由“基础资料与数据”Excel工作表按照一定公式自动计算生成。
“实际营养需要量”行中C25～H25各个单元格的数据，分别表示饲料配方中各营养素实际水平；“饲料成本(最低)”行的C26单元格表示饲料成本。上述各单元格的数据均可通过“规划求解”过程自动生成。
为实现“傻瓜化”目标，本系统在“规划求解”Excel工作表中同时设计了“肉绵羊营养需要—育肥羊”、“肉绵羊营养需要—生长羊”、“饲料原料营养价值(简称饲料营养价值)”等辅助Excel工作表。
在本研究假设条件下建立的Excel工作表——规划求解(应用表格)。
(5)规划求解——“设置参数”
单击“数据”选项卡——继续点击“规划求解”工具选项——在弹出的“规划求解参数”对话框中设置一下参数。
①设置目标
将“目标单元格”设置为“目标函数”即“饲料成本(最低)”单元格：将光标移至“目标单元格”并点击“饲料成本(最低)”行C26单元格即可。
②设置等于选项
设置“等于”项为“最小值”，表示目标函数求最小值。
③设置“可变单元格”
将光标移至“可变单元格”后点击“饲料用量”列K5～K20单元格即可。
④设置“约束条件”
第一次使用时需设置“约束条件”，但以后使用可以不再设置。在“约束”项中，单击“添加”按钮，分别依次输入“人为约束条件”。本表设计的“约束条件”如下：
$C$25:$H$25<＝$C$24:$H$24——表示饲料原料的最大使用量(上限max)
$C$25:$H$25>＝$C$22:$H$22——表示饲料原料的最小使用量(下限min)
$K$25<＝$L$25——表示饲料配方中饲料原料总百分数的最大值(上限max)
$K$25>＝$J$25——表示饲料配方中饲料原料总百分数的最小值(下限min)
$K$5:$K$20<＝$L$5:$L$20——表示饲料配方中实际营养水平的最大值(上限max)
$K$5:$K$20>＝$J$5:$J$20——表示饲料配方中实际营养水平的最小值(下限min)
(4)规划求解——“求解运行”
单击“求解”按钮，程序即自动运行求解过程。单击“确定”按钮，即可保存纠结结果。
单击“求解”运行“求解”命令后，可能出现2种情况。
第一，弹出的“规划求解”对话框中出现“规划求解找到一解，可满足所有的约束条件及最优状况”，表示规划求解成功。选择“保存规划求解结果”，！单击“确定”按钮，即可在k5":k20"单元格看到最优解。所谓最优解，就是既满足营养需要和限制条件，又是成本最低的饲料配方。
第二，弹出的“规划求解”对话框中出现“规划求解找不到有用的解”，那么系统将给出一个与最优解最接近的参考配方，这个解虽然不能满足所有的约束条件，但是与最优解最接近，有一定的参考价值，一般稍加调整就可以在生产中使用。
本发明用Excel2003的“规划求解功能”设计饲料配方。可以节约购买专用饲料配方软件的费用，可以随时更新数据和约束条件，使用方便。可大大提高工作效率，适合我国国情，具有一定的实用价值和推广价值。如果最优解的价格偏高，可以调整某些饲料原料的限制用量。如果设置约束条件不能得到“最优解”，表面设置的约束条件过分苛刻，修改约束条件即可求到最优解。
本发明Excel 2003在“规划求解”程序中使用的算法是由Leon Ladon,(University of Texal At Austin)和Allan Waren(Cleveland State University)改进的通用非线性规划最佳化代码。
本发明在“规划求解”中可以指定最多500个的约束条件，对每一个可变单元格而言分别有一个上限和下限。同时，还可添加100个附加约束条件，约束条件的单元格不能大于1000。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统，其特征在于，所述基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统包括：
营养指标的选择模块、营养指标的简化处理模块、数学模型的建立模块、基础数据的数据库模块、规划求解模块；
营养指标的选择模块，用于确定配方优化设计所需要考虑的营养素及其营养需要量；
营养指标的简化处理模块，用于对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；
数学模型的建立模块，用于使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；
基础数据的数据库模块，用于配方优化过程中诸如营养需要和饲料营养价值基础数据的采集，包括四眼标准数据库和常用饲料营养价值数据库，在系统设计过程中均采用点击选择的方式，满足傻瓜化的设计目标；
规划求解模块，用于求出最优配方。
2.如权利要求1所述的基于计算机的饲料配方数据的优化处理系统，其特征在于，所述数学模型的建立模块包括：决策变量、目标函数、约束条件；
决策变量是特定条件下可用于配方优化设计的全部饲料原料的配合比例；
目标函数是计算饲料成本的函数，通过求函数的最小值得到最低成本。
3.一种基于权利要求1所述计算机的饲料配方数据的优化处理系统的计算机的饲料配方数据的优化处理方法，其特征在于，所述基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法包括：
通过确定配方优化设计所需要考虑的营养素及营养需要量；对营养指标进行简化处理，获得饲料原料中主要营养素及其含量基础数据；使实际问题转化为由决策变量、目标函数和约束条件表示的数学语言，然后通过编写程序，设置约束条件转化为计算机语言，通过计算机运算求出最优解；得到最优配方。
4.如权利要求3所述的基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法，其特征在于，建立相关数学模型，应选择相应的计算工具和计算方法，具体如下：
(1)目标函数，目标函数如下：
minS＝c1x1+c2x2+…+cnxn
(2)约束条件，约束条件如下：
其中，假设在某特定条件下，可用于饲料配方优化设计的饲料原料有n种，价格分别为c1、c2、…、cn；根据饲养标准，假设必须满足的营养指标为m个，营养需要量指标值分别为b1、b2、…、bm，各种原料的营养物质含量分别为aij(i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n)；假设优化结果中n种原料的配合比例分别为x1、x2、…、xn，配合饲料的成本为S。
5.一种实现权利要求3～4任意一项所述基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法的信息数据处理终端。
6.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求3-4任意一项所述的基于计算机的饲料配方数据的优化处理方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200207 |
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