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动物饲料配方系统(AFS)软件研究


目前,针对家畜和家禽的饲料配方种类繁多, 人们可以根据所饲养的家畜或家禽的品种及所处的 饲养阶段来找到所需的饲料配方。但是,如果在某 一地方,只具备几种饲料原料,不能与现有的饲料 配方相吻台,或者在当地有许多种饲料原料,这时 如何能配制出既符合家畜或家禽的营养需要又使饲 料成本降低至最低,是生产实际中亟需解决的问 题。面对这些繁杂的饲料原料和饲养家畜或家禽所 需的营养成分.用人工计算的方法来得到最优的饲 料配方简直是不可想象的。这种复杂的迭代运算问 题,使用计算机将会迎刃而解。计算机现今已广泛 应用井已成为人们日常工作的重要工具。使用计算 机实现的最优饲料配方将为畜牧业生产带来极大的 方便和经济效益。 1 系统设计环境与工具
钙:0 02xI+013x!+0113,+0 3l,+n.25 T5十5 74a 6十2.24x7+35a"8+32x口+24x…>一0 8
有效群:012jl+01 7a,+u 24。,+0 24J 4十njh s十3 12x6+¨…’1i。1u>=0 35
r』9、Jlo≥0 71.。2.。j.』4。,一』c.j1,。s 3 4 编制程序求解
本软件系统模仿DES算法加密,保证软件的 安全性。一方面对非法盗版有一定的抑制作用.另 一方面对系统数据的安全也提供保障。 4.5’系统帮助
提供系统各模块的操作帮助。 5问题和讨论
采用微机计算饲料配方,具有可选择的饲料品 种多、约束条件全面、运算速度快、可靠性好、输 出信息完备等特点。能够不局限于已有的配方.而 是根据实际情况,得到既符合营养要求.叉能保证 成本最低的饲料配方。
田1 AFS2.0系统总体结构 数据库由数据以及数据库管理部分组成。数 据库的主要内容有: 1)中国饲料数据库、Feedstuff公布的部分饲 料数据库 主要是饲料名称、饲料成分标准的记 录,如相应饲料的干物质、粗蛋白、各类氨基酸含 量等。 2)用户饲料配方库 由用户用本系统配制而 保存的数据库,包括饲料的配合量、各饲料成分含 量、配合的总成本等,用户还可以对特定的配方进 行图形化分析。 3)经典配方库 主要存储多少年来经过专家 验证的配方,给用户配方时参考,或者直接应用到
使用计算机实现饲料配方的最优化工作,还需 要从畜牧饲养及营养角度出发.给予合理的制约。 饲料配方的适口性问题,需要饲养人员从生产实际 出发,所以在这里没有加以讨论。
单纯追求成本降低,有时会导致饲料结构不合 理.所以在对一些参数的控制中要合理地给出限 值。但在应用中要符合运筹学的要求.给出的条件 不要太苛刻,否则将得不鲫l最优解。总之.要从多 方面去考虑.以保证得到可行的配方。
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懈决线一陀规剐问厢的方{圭很多,本研究采用
单纯形洼,啦解,用雎纯形堵求解线性规划同题, 必须将其数学模型变换成标准型,在考虑是否加
人^工变量后,将其数学模型写成如下形式: MinZ(目标函数)

Z==(,*巧



满足约束条件
_,f
J=1
所有以≥0 ”为约束条件十数,々_为峦量个敬.
采用VisualBasi6.0设计系统的主要控制部分。其 他的高级语言(如Delphi、C++Builder等)创建动态 连接库(DLL)作为VB调用。以Acess97设计数据库 的库结构。
系统在K一6—2300、64MRAM计算机的中文 Win&r,.vs98Se操作平台上开发。可在PC586、32MRAM 以上计算机的中文Windows95以上版本运行。 2系统的组织结构及内容
3饲料配方最优化数学模型的建立与求解 本软件是针对动物的全价配合饲料而设计的。
为了取得最优解,使用运筹学线性规划原理建立数 学模型。运筹学的线性规划原理是在满足一组线性 约束和变量为非负的限制条件下,求多变量线性函 数的最优值。饲料配方的数学模型必须满足各种动 物在各阶段所需的各项营养指标,又要求饲料成本 为最低。
数).对庙饲#l单位价格讣别为¨,r[I!,
m3
”j,(单位为元J c似定所选择的饲料丹别
为玉米,高聚、齄应,豆饼花生饼芝麻讲、鱼 粉(倒产J、骨耪.皿壳粉、百粉则得到立u下数
学校型。
目标函数为配合饲料的成本为最低:
围3数据抽取结果窗体圈
MinZ=,”1‘‘1}J”2“7二+J”5+』。+
.·+“10’。10
在运筹学线性规划原理中要求变量个数要小于或
成分(图2)。最终按图3所示,从系统数据库中
等于约束条件的个数。假设所选的饲料原料种类为
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巾国草食动物
2002年专辑
10种.营养成分为5种。以蛋呜所需营养成分量 和当地饲料朦料的价格作为约束条件,得到线性函
数,根据线性规划原理得到数学模型:设每种饲料
在配方中舯用量为,。,f2,~ ,。(单位为百痔
粗蛋白:8.7,t+9,2}1 5
7 r3—40
9 r4十44-7T,十52.5a 6十39
2j 7
>一16
萤氪醴+J匕氪酸0 38Jl+n 20I 2+0 39x 3+1 2。。+0 77f^+』^+1 42a 7 >一0 58
赖氪酸:0 24a L十0 18。2+0 58。3十2 383l 4-L 32x,+3 41#6十0 82T7 >=O 6
4系统功能介绍 4.1配方文件
包括经典配方、用户配方文件打开后浏览、编 辑、删除、修改和打印功能。此外还包括文件属性 浏览、文件修理和压缩等功能。 4.2系统数据
包括饲料原料数据管理、动物营养标准数据管 理和营养指标管理。这些模块都包括数据添加、删 改、修改、浏览、查询和编辑等功能。另外,系统 所有数据文件都可以定期备份,防止数据丢失。 4.3配方制作
AFS2 0的系统总体结构如图1所示,主要由 系统知识库、数据抽取、系统内核计算、数据库 (中国饲料数据库、中国饲养标准数据库等)、系统 库维护等部分组成。用户通过人机接口对数据库中 的数据及知识库中的知识进行抽取,利用系统内核 进行配方的优化计算。用户也可以对系统的知识
库、数据库进行编辑、更新,为输出更为优化的结 果提供保障。这样,整个系统协凋地结合在一起, 完成系统的功能。 2.1数据库
沈军 (上海市转基因研究中心)
l问题提出的背景 中国幅源辽阔,畜牧业发展不平衡。今年人关
在望,为适应全球贸易一体化,我国加大了农村产 业结构词整,大力发展草食动物,推动了畜牧业的
发展。 畜牧业发展三要素是:种畜、技术、市场。如
何将三者有机结合起来是畜牧业发展的关键。 国家“948”计划早在1995年从德国引进良种
最优解的计算。程序简单流程如图4。
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围4程序简单流程图
2.3人机接口
2 3 1解释机制系统采用跟踪用户目标,从数据 库中提取数据的方法.不需要大范围搜索,只利用目 标数据库(或动态数据库)中保留的中间数据来进行 结果运算。 2 3.2系统界面 整个系统以Windows为界面, 通过桀单、图标、图形、动画等方式与用户交互, 通过简单的鼠标点按选择就可以完成操作。
实际的饲养中。 秸秆压块机
4)资源管理库 存储有现有饲料资源(包括 饲料种类、来源、存储量、采购价格等).现有人
其它
2001~2002年全国养羊生产与学术研讨会议论文集
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员情况等。 2 2知识库
知识库是对系统功能的解释和演绎。内容主要 包括领域专家怎样解决配方生产问题的知识。本系 统知识以网页形式保存,知识库中的知识通过简 单、易于理解的网络浏览器来向用户表示。
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中国草食动物
2002年专辑
动物饲料配方系统(AFS)软件研究
潘效干。杨利国.姜勋平 (南京农业大学动物繁育研究所, 210095,网址:www.iarrtau.conl)
摘要 主要介绍《动物饲料配方系统》计算机软件的设计环境与工具、结构与内容、功能和使 用方法.旨在为进一步推广应用该软件,促进饲料工业的发展,提高动物生产经济效益提供先 进的技术。 关键词 饲料配方;线性规划;单纯形法;软件系统
下面以蛋鸡的饲料配方优选为例.介绍计算机 的实现过程。
3.1营养需要
蛋鸡从育雏到产蛋期,在每阶段的营养需要是 不同的,首先我们根据各期的营养需要来选择营养 标准(图2)。
图2选择原料标准
3.2饲料原料的营养成分和价格
抽取相关数据。
同样,根据相应时期的蛋鸡营养需求,由用户
3.3教学模型
在选项框中选择当地所具有的饲料原料品种和营养
乖软件利用了单纯形嚏的基本算法编制程序 的思想是,首先将何料原料的品种千口营荠成分及各 时期所饲养的动物t吊种所需茸养啦分均放在系统数 据库中。恨据用户选j葶的饲料原料种类和营养戚丹

从系统数据库中抽取所需数据 然后进jj目标卤数
其它
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建立中国种羊数据库和网上交易查询 系统的设想与实践
包括手工配方制作、青粗料配方生成器、优化 配方制作和预混料生成器等功能模块。手工配方制 作模块可根据用户自由选择饲料和营养指标编辑配 方,在制作配方或凋整配方时,可将配方的营养成 分、配比和成本立即反映出来。待用户满意后即可
保存和打印。优化配方制作包括求最优解、影子价 格、价格吨位和营养指标灵敏度分析等。预混料生 成器是方便用户由全价料生成一个任意比例的预混 料配方。在这些配方制作过程中.数据抽取结果窗 体中的原料价格、原料营养成分、动物营养标准都 可以根据当时、当地的实际值进行更改.然后再进 行配方制作。 4.4系统安全
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