1、引言
    飼料配方軟件的應(yīng)用在我國(guó)已開始普及。但作為一種應(yīng)用技術(shù)，必須不斷的更新、完善與發(fā)展。一方面，它必須體現(xiàn)出動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的最新進(jìn)展，另一方面，它必須跟上計(jì)算機(jī)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(yīng)社會(huì)科技的發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)流行的幾個(gè)不同版本的飼料配方軟件，主要采用線性規(guī)劃和目標(biāo)規(guī)劃進(jìn)行配方優(yōu)化設(shè)計(jì)。線性規(guī)劃只能解決不變常數(shù)的問(wèn)題，其約束條件是硬性的。在一定條件下嘬優(yōu)解存在時(shí)），它能求出滿足所有約束條件的最低成本配方，但調(diào)整不方便，需要有經(jīng)驗(yàn)的配方設(shè)計(jì)人員使用。目標(biāo)規(guī)劃是在線性規(guī)劃基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其約束為軟約束。由于目標(biāo)規(guī)劃通過(guò)權(quán)重來(lái)確定達(dá)成目標(biāo)值的優(yōu)先順序，因此某些權(quán)重低的約束條件不易達(dá)到或接近其目標(biāo)值。這就必然導(dǎo)致采用目標(biāo)規(guī)劃設(shè)計(jì)配方必須經(jīng)過(guò)多次調(diào)整才能得到滿意的結(jié)果。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售飼料顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等顆粒飼料成型機(jī)械設(shè)備。    模糊集理論自70年代誕生以來(lái)，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科，如人文科學(xué)、生物科學(xué)、計(jì)算機(jī)、人工智能等領(lǐng)域，并取得了驚人的成果�，F(xiàn)在，模糊數(shù)學(xué)仍有著廣闊的應(yīng)用前景，如在專家系統(tǒng)中，用模糊數(shù)學(xué)來(lái)模擬專家的推理過(guò)程。因此本系統(tǒng)引入模糊線性規(guī)劃，能根據(jù)各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分的影子價(jià)格自動(dòng)按用戶給出的伸縮量調(diào)整配方，并且能得到一個(gè)較理想的結(jié)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(dòng)物對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求不同。飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)科學(xué)研究而制定的不同種類、年齡及生產(chǎn)性能的動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給量，系動(dòng)物最低營(yíng)養(yǎng)需要量附加安全系數(shù)而計(jì)算的平均數(shù)。實(shí)踐證明，許多營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)在一定范圍浮動(dòng)對(duì)畜禽的生長(zhǎng)并無(wú)多大的影響，即畜禽對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求具有一定的模糊性。因此在飼料配方設(shè)計(jì)中，采用模糊線性規(guī)劃，它能更準(zhǔn)確地描述動(dòng)物的生長(zhǎng)特點(diǎn)，以便更好地滿足實(shí)際需要。另外模糊線性規(guī)劃也能較好地模擬配方調(diào)整過(guò)程，解決配方調(diào)整難的問(wèn)題。
    針對(duì)這種情況，本文對(duì)計(jì)算機(jī)優(yōu)化飼料配方軟件的設(shè)計(jì)及開發(fā)技術(shù)作了進(jìn)一步的探討，旨在通過(guò)對(duì)飼料配方軟件系統(tǒng)的分析研究，尋求一種合理的設(shè)計(jì)方法，以提高配方設(shè)計(jì)人員的工作效率及配方質(zhì)量。同時(shí)也為了尋求一種更為合理的優(yōu)化方法，將配方自動(dòng)調(diào)整過(guò)程引入配方系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    優(yōu)化配方系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)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(shí)現(xiàn)的方式進(jìn)行信息傳輸。
   (2)適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展：由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)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(shì)。
    (3)面向?qū)ο螅好嫦驅(qū)ο蟮幕�本意思是以某種問(wèn)題所涉及的實(shí)際對(duì)象來(lái)看待該問(wèn)題。它被用來(lái)描述各種事物，例如易于操作的應(yīng)用程序、基于窗口的用戶界面、應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)以及軟件組合的策略等。
    作為一項(xiàng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，考慮到當(dāng)前計(jì)算機(jī)軟件、硬件的發(fā)展趨勢(shì)，作者在Windows95環(huán)境下，利用VisuaIBasb5.0面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言及A ccess 97數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)出了新一代的計(jì)算機(jī)優(yōu)化飼料配方軟件。該軟件采用W  indows級(jí)下拉菜單，所有的菜單項(xiàng)均采用漢字顯示，數(shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)及數(shù)據(jù)的輸入采用對(duì)話框形式，在整個(gè)飼料配方軟件的設(shè)計(jì)中力求做到操作簡(jiǎn)單，配方調(diào)整方便，用戶界面友好直觀。下面就對(duì)該軟件作一簡(jiǎn)要介紹。
    優(yōu)化配方系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)模塊。
    (1)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)：有原料數(shù)據(jù)庫(kù)及飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)又稱公用數(shù)據(jù)庫(kù)，僅供建立配方模型用，不參與配方的優(yōu)化計(jì)算。用戶可以通過(guò)人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行編輯、維護(hù)。
   (2)模型數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分離。模型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是直接參與配方優(yōu)化計(jì)算的數(shù)據(jù)，用戶也可通過(guò)人機(jī)接口對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行編輯、維護(hù)，其中數(shù)據(jù)的修改與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)關(guān)。用戶還可建立配方模型，并對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，輸出配方結(jié)果。
    (3)配方瀏覽：是指對(duì)優(yōu)化計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行編輯、瀏覽、打印等基本操作。
    (4)輔助功能：指對(duì)配方使用的公司名稱、配方設(shè)計(jì)員及操作口令的修改等。
    (5)系統(tǒng)幫助：包括基本的動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)知識(shí)、軟件功能介紹、配方優(yōu)化步驟和使用注意事項(xiàng)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(diǎn)討論這兩個(gè)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(diǎn)是數(shù)據(jù)量大。因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯、維護(hù)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(kù)鏈接功能，直接將系統(tǒng)與A ccess 97數(shù)據(jù)庫(kù)連接，在此基礎(chǔ)上開發(fā)了靈活方便的數(shù)據(jù)庫(kù)編輯功能，概括起來(lái)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
     (1)系統(tǒng)所有的原料數(shù)據(jù)集中存放于一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，按代碼分類，且原料名稱及其
營(yíng)養(yǎng)含量等數(shù)據(jù)均可在同一屏幕中進(jìn)行編輯，不需要進(jìn)行屏幕切換，因而操作簡(jiǎn)單、
直觀。飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)均對(duì)應(yīng)有80項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。其中40項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)作為常規(guī)的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)相對(duì)固定，而另外四十項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)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(shè)計(jì)為配方人員設(shè)計(jì)配方提供了極大方便，同時(shí)也增加了軟件的適應(yīng)性，使軟件能適應(yīng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展。
    (3)本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是用A ccess 97建立的，因此本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)容量是非常大的，可以說(shuō)系統(tǒng)所能存儲(chǔ)的原料數(shù)據(jù)及飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是無(wú)限制的。
    (4)系統(tǒng)庫(kù)與模型庫(kù)（用戶庫(kù)）相互獨(dú)立又有一定的聯(lián)系。系統(tǒng)庫(kù)與模型庫(kù)（用戶庫(kù)）數(shù)據(jù)的編輯是相互獨(dú)立的，互不影響。而一旦用戶需要，又可從系統(tǒng)庫(kù)中取用數(shù)據(jù)加入到模型庫(kù)中，為用戶設(shè)計(jì)配方模型提供了方便。
3.1.2數(shù)據(jù)估測(cè)
    地區(qū)差異、季節(jié)變化以及原料的儲(chǔ)運(yùn)方式，所有這些因素都會(huì)引起原料的一些常規(guī)營(yíng)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(shè)計(jì)了對(duì)原料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的變化進(jìn)行估測(cè)的功能。
    (1)根據(jù)原料干物質(zhì)的變化估測(cè)其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的變化。系統(tǒng)設(shè)置的40種常規(guī)的營(yíng)養(yǎng)成分均可根據(jù)用戶對(duì)原料干物質(zhì)的修改而自動(dòng)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(cè)氨基酸的含量。許多因素都會(huì)影響原料氨基酸的含量。為了精確和經(jīng)濟(jì)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(yīng)的化驗(yàn)條件，不可能對(duì)每種原料樣品全部進(jìn)行分析，即使大型飼料廠有條件對(duì)每種原料樣品全部進(jìn)行分析，但化驗(yàn)成本高且數(shù)據(jù)輸入量較大，也給配方設(shè)計(jì)人員帶來(lái)不便。因此根據(jù)概略養(yǎng)分和蛋白質(zhì)的含量估算氨基酸含量是非常必要的。
    (3)當(dāng)干物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)不僅可修改蛋白質(zhì)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(duì)模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)編輯、維護(hù)工作。另外用戶還可建立配方模型，進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。為了適應(yīng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了較全面的功能，不僅可計(jì)算全價(jià)料配方，還可計(jì)算任意比例的預(yù)混料、濃縮料配方，也可用手工規(guī)劃驗(yàn)算已有配方的營(yíng)養(yǎng)含量。另外還可根據(jù)可消化氨基酸進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。
    系統(tǒng)為用戶提供了三種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法：線性規(guī)劃、目標(biāo)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(wú)解的情況下給出參考解；目標(biāo)規(guī)劃能根據(jù)配方員提出的配方成本價(jià)格得到一個(gè)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(biāo)對(duì)配方進(jìn)行調(diào)整，以便獲得一個(gè)更為合理的配方。三種方法交叉使用，取長(zhǎng)補(bǔ)短，把配方設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)融入配方優(yōu)化設(shè)計(jì)中。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。