1、引言
    飼料配方軟件的應用在我國已開始普及。但作為一種應用技術，必須不斷的更新、完善與發(fā)展。一方面，它必須體現(xiàn)出動物營養(yǎng)學的最新進展，另一方面，它必須跟上計算機硬件及軟件的不斷發(fā)展。只有這樣它才能滿足生產(chǎn)需要，并適應社會科技的發(fā)展。
目前國內流行的幾個不同版本的飼料配方軟件，主要采用線性規(guī)劃和目標規(guī)劃進行配方優(yōu)化設計。線性規(guī)劃只能解決不變常數(shù)的問題，其約束條件是硬性的。在一定條件下嘬優(yōu)解存在時），它能求出滿足所有約束條件的最低成本配方，但調整不方便，需要有經(jīng)驗的配方設計人員使用。目標規(guī)劃是在線性規(guī)劃基礎上發(fā)展起來的，其約束為軟約束。由于目標規(guī)劃通過權重來確定達成目標值的優(yōu)先順序，因此某些權重低的約束條件不易達到或接近其目標值。這就必然導致采用目標規(guī)劃設計配方必須經(jīng)過多次調整才能得到滿意的結果。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售飼料顆粒機、秸稈壓塊機等顆粒飼料成型機械設備。    模糊集理論自70年代誕生以來，已廣泛應用于各個學科，如人文科學、生物科學、計算機、人工智能等領域，并取得了驚人的成果。現(xiàn)在，模糊數(shù)學仍有著廣闊的應用前景，如在專家系統(tǒng)中，用模糊數(shù)學來模擬專家的推理過程。因此本系統(tǒng)引入模糊線性規(guī)劃，能根據(jù)各項營養(yǎng)成分的影子價格自動按用戶給出的伸縮量調整配方，并且能得到一個較理想的結果。這是模糊線性規(guī)劃優(yōu)于其它方法的主要特征。
    畜禽的飼養(yǎng)存在許多不定因素，不同種類、不同品種、不同生理狀態(tài)、不同生產(chǎn)水平、不同環(huán)境下動物對各種營養(yǎng)物質的需求不同。飼養(yǎng)標準是根據(jù)科學研究而制定的不同種類、年齡及生產(chǎn)性能的動物營養(yǎng)物質的供給量，系動物最低營養(yǎng)需要量附加安全系數(shù)而計算的平均數(shù)。實踐證明，許多營養(yǎng)指標在一定范圍浮動對畜禽的生長并無多大的影響，即畜禽對營養(yǎng)的需求具有一定的模糊性。因此在飼料配方設計中，采用模糊線性規(guī)劃，它能更準確地描述動物的生長特點，以便更好地滿足實際需要。另外模糊線性規(guī)劃也能較好地模擬配方調整過程，解決配方調整難的問題。
    針對這種情況，本文對計算機優(yōu)化飼料配方軟件的設計及開發(fā)技術作了進一步的探討，旨在通過對飼料配方軟件系統(tǒng)的分析研究，尋求一種合理的設計方法，以提高配方設計人員的工作效率及配方質量。同時也為了尋求一種更為合理的優(yōu)化方法，將配方自動調整過程引入配方系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)總體設計
    優(yōu)化配方系統(tǒng)的設計必須遵循如下原則：
    (1)交互性好：用戶與優(yōu)化配方系統(tǒng)信息交換的人機接口必須具有良好的交互性。系統(tǒng)與用戶必須以盡可能自然、易于實現(xiàn)的方式進行信息傳輸。
   (2)適應新技術發(fā)展：由于計算機技術的飛速發(fā)展，計算機軟硬件更新速度加快，因此開發(fā)環(huán)境要考慮軟件發(fā)展的趨勢。
    (3)面向對象：面向對象的基本意思是以某種問題所涉及的實際對象來看待該問題。它被用來描述各種事物，例如易于操作的應用程序、基于窗口的用戶界面、應用程序的開發(fā)環(huán)境、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術以及軟件組合的策略等。
    作為一項計算機應用技術，考慮到當前計算機軟件、硬件的發(fā)展趨勢，作者在Windows95環(huán)境下，利用VisuaIBasb5.0面向對象的編程語言及A ccess 97數(shù)據(jù)庫開發(fā)出了新一代的計算機優(yōu)化飼料配方軟件。該軟件采用W  indows級下拉菜單，所有的菜單項均采用漢字顯示，數(shù)據(jù)庫的維護及數(shù)據(jù)的輸入采用對話框形式，在整個飼料配方軟件的設計中力求做到操作簡單，配方調整方便，用戶界面友好直觀。下面就對該軟件作一簡要介紹。
    優(yōu)化配方系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)、模型數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、配方瀏覽、輔助功能及系統(tǒng)幫助五個模塊。
    (1)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)：有原料數(shù)據(jù)庫及飼養(yǎng)標準數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫又稱公用數(shù)據(jù)庫，僅供建立配方模型用，不參與配方的優(yōu)化計算。用戶可以通過人機接口對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行編輯、維護。
   (2)模型數(shù)據(jù)庫管理子系統(tǒng)：用于存放配方模型數(shù)據(jù)，也稱為用戶數(shù)據(jù)庫，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分離。模型數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是直接參與配方優(yōu)化計算的數(shù)據(jù)，用戶也可通過人機接口對該數(shù)據(jù)庫進行編輯、維護，其中數(shù)據(jù)的修改與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫無關。用戶還可建立配方模型，并對模型進行優(yōu)化計算，輸出配方結果。
    (3)配方瀏覽：是指對優(yōu)化計算的結果進行編輯、瀏覽、打印等基本操作。
    (4)輔助功能：指對配方使用的公司名稱、配方設計員及操作口令的修改等。
    (5)系統(tǒng)幫助：包括基本的動物營養(yǎng)知識、軟件功能介紹、配方優(yōu)化步驟和使用注意事項等。
    其中系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和模型管理子系統(tǒng)為本系統(tǒng)的核心部分，下面重點討論這兩個子系統(tǒng)的功能。
3、系統(tǒng)功能介紹
3.1  系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理
    飼料配方軟件的特點是數(shù)據(jù)量大。因此本系統(tǒng)設計了強大的數(shù)據(jù)編輯、維護功能。
3.1.1  數(shù)據(jù)編輯
    本系統(tǒng)采用V isuaIBasc5.0編程，利用其開放數(shù)據(jù)庫鏈接功能，直接將系統(tǒng)與A ccess 97數(shù)據(jù)庫連接，在此基礎上開發(fā)了靈活方便的數(shù)據(jù)庫編輯功能，概括起來有以下幾個特點：
     (1)系統(tǒng)所有的原料數(shù)據(jù)集中存放于一個數(shù)據(jù)庫中，按代碼分類，且原料名稱及其
營養(yǎng)含量等數(shù)據(jù)均可在同一屏幕中進行編輯，不需要進行屏幕切換，因而操作簡單、
直觀。飼養(yǎng)標準數(shù)據(jù)也是按代碼分類存放，其編輯方法與原料數(shù)據(jù)的編輯方法相同。
    (2)所有原料及飼養(yǎng)標準均對應有80項營養(yǎng)指標。其中40項營養(yǎng)指標作為常規(guī)的營養(yǎng)指標相對固定，而另外四十項營養(yǎng)指標可滿足不同用戶的需要，即可由用戶自行定義。系統(tǒng)的這一開放性設計為配方人員設計配方提供了極大方便，同時也增加了軟件的適應性，使軟件能適應動物營養(yǎng)學的發(fā)展。
    (3)本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是用A ccess 97建立的，因此本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的存儲容量是非常大的，可以說系統(tǒng)所能存儲的原料數(shù)據(jù)及飼養(yǎng)標準是無限制的。
    (4)系統(tǒng)庫與模型庫（用戶庫）相互獨立又有一定的聯(lián)系。系統(tǒng)庫與模型庫（用戶庫）數(shù)據(jù)的編輯是相互獨立的，互不影響。而一旦用戶需要，又可從系統(tǒng)庫中取用數(shù)據(jù)加入到模型庫中，為用戶設計配方模型提供了方便。
3.1.2數(shù)據(jù)估測
    地區(qū)差異、季節(jié)變化以及原料的儲運方式，所有這些因素都會引起原料的一些常規(guī)營養(yǎng)成分的改變。為了減少用戶數(shù)據(jù)的輸入量，系統(tǒng)設計了對原料常規(guī)營養(yǎng)成分的變化進行估測的功能。
    (1)根據(jù)原料干物質的變化估測其常規(guī)營養(yǎng)成分的變化。系統(tǒng)設置的40種常規(guī)的營養(yǎng)成分均可根據(jù)用戶對原料干物質的修改而自動按比例修改。從而減少了用戶的數(shù)據(jù)輸入工作。
    (2)根據(jù)原料粗蛋白的含量估測氨基酸的含量。許多因素都會影響原料氨基酸的含量。為了精確和經(jīng)濟地配合飼料，必須了解原料中氨基酸的含量。但是，一般中小型飼料廠由于缺少相應的化驗條件，不可能對每種原料樣品全部進行分析，即使大型飼料廠有條件對每種原料樣品全部進行分析，但化驗成本高且數(shù)據(jù)輸入量較大，也給配方設計人員帶來不便。因此根據(jù)概略養(yǎng)分和蛋白質的含量估算氨基酸含量是非常必要的。
    (3)當干物質發(fā)生變化時，系統(tǒng)不僅可修改蛋白質含量，還可根據(jù)用戶需要直接修改氨基酸的含量。
3.2模型管理
    在模型管理子系統(tǒng)中，用戶可以對模型數(shù)據(jù)庫進行各種數(shù)據(jù)編輯、維護工作。另外用戶還可建立配方模型，進行配方設計。為了適應動物營養(yǎng)學的發(fā)展，本系統(tǒng)設計了較全面的功能，不僅可計算全價料配方，還可計算任意比例的預混料、濃縮料配方，也可用手工規(guī)劃驗算已有配方的營養(yǎng)含量。另外還可根據(jù)可消化氨基酸進行配方設計。
    系統(tǒng)為用戶提供了三種優(yōu)化設計方法：線性規(guī)劃、目標規(guī)劃和模糊規(guī)劃。線性規(guī)劃能求出滿足所有約束條件下的最低成本配方，在無解的情況下給出參考解；目標規(guī)劃能根據(jù)配方員提出的配方成本價格得到一個滿意的配方；模糊線性規(guī)劃則能根據(jù)配方員給出的伸縮指標對配方進行調整，以便獲得一個更為合理的配方。三種方法交叉使用，取長補短，把配方設計者的經(jīng)驗融入配方優(yōu)化設計中。
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