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、完善與發展。一方面，它必須體現出動物營養學的最新進展，另一方面，它必須跟上計算機硬件及軟件的不斷發展。只有這樣它才能滿足生產需要，并適應社會科技的發展。
目前國內流行的幾個不同版本的飼料配方軟件，主要采用線性規劃和目標規劃進行配方優化設計。線性規劃只能解決不變常數的問題，其約束條件是硬性的。在一定條件下嘬優解存在時），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，需要有經驗的配方設計人員使用。目標規劃是在線性規劃基礎上發展起來的，其約束為軟約束。由于目標規劃通過權重來確定達成目標值的優先順序，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劃設計配方必須經過多次調整才能得到滿意的結果。
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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。現在，模糊數學仍有著廣闊的應用前景，如在專家系統中，用模糊數學來模擬專家的推理過程。因此本系統引入模糊線性規劃，能根據各項營養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。這是模糊線性規劃優于其它方法的主要特征。
畜禽的飼養存在許多不定因素，不同種類、不同品種、不同生理狀態、不同生產水平、不同環境下動物對各種營養物質的需求不同。飼養標準是根據科學研究而制定的不同種類、年齡及生產性能的動物營養物質的供給量，系動物最低營養需要量附加安全系數而計算的平均數。實踐證明，許多營養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，本文對計算機優化飼料配方軟件的設計及開發技術作了進一步的探討，旨在通過對飼料配方軟件系統的分析研究，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化方法，將配方自動調整過程引入配方系統。
2、系統總體設計
優化配方系統的設計必須遵循如下原則：
(1)交互性好：用戶與優化配方系統信息交換的人機接口必須具有良好的交互性。系統與用戶必須以盡可能自然、易于實現的方式進行信息傳輸。
(2)適應新技術發展：由于計算機技術的飛速發展，計算機軟硬件更新速度加快，因此開發環境要考慮軟件發展的趨勢。
(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、應用程序的開發環境、操作系統、數據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、硬件的發展趨勢，作者在Windows95環境下，利用VisuaIBasb5.0面向對象的編程語言及A ccess 97數據庫開發出了新一代的計算機優化飼料配方軟件。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，數據庫的維護及數據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。
優化配方系統主要包括系統數據庫管理子系統、模型數據管理子系統、配方瀏覽、輔助功能及系統幫助五個模塊。
(1)系統數據庫管理子系統：有原料數據庫及飼養標準數據庫。系統數據庫又稱公用數據庫，僅供建立配方模型用，不參與配方的優化計算。用戶可以通過人機接口對系統數據庫進行編輯、維護。
(2)模型數據庫管理子系統：用于存放配方模型數據，也稱為用戶數據庫，與系統數據庫分離。模型數據庫中的數據是直接參與配方優化計算的數據，用戶也可通過人機接口對該數據庫進行編輯、維護，其中數據的修改與系統數據庫無關。用戶還可建立配方模型，并對模型進行優化計算，輸出配方結果。
(3)配方瀏覽：是指對優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)系統幫助：包括基本的動物營養知識、軟件功能介紹、配方優化步驟和使用注意事項等。
其中系統數據管理和模型管理子系統為本系統的核心部分，下面重點討論這兩個子系統的功能。
3、系統功能介紹
3.1 系統數據管理
飼料配方軟件的特點是數據量大。因此本系統設計了強大的數據編輯、維護功能。
3.1.1 數據編輯
本系統采用V isuaIBasc5.0編程，利用其開放數據庫鏈接功能，直接將系統與A ccess 97數據庫連接，在此基礎上開發了靈活方便的數據庫編輯功能，概括起來有以下幾個特點：
(1)系統所有的原料數據集中存放于一個數據庫中，按代碼分類，且原料名稱及其
營養含量等數據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。飼養標準數據也是按代碼分類存放，其編輯方法與原料數據的編輯方法相同。
(2)所有原料及飼養標準均對應有80項營養指標。其中40項營養指標作為常規的營養指標相對固定，而另外四十項營養指標可滿足不同用戶的需要，即可由用戶自行定義。系統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學的發展。
(3)本系統數據庫是用A ccess 97建立的，因此本系統數據庫的存儲容量是非常大的，可以說系統所能存儲的原料數據及飼養標準是無限制的。
(4)系統庫與模型庫（用戶庫）相互獨立又有一定的聯系。系統庫與模型庫（用戶庫）數據的編輯是相互獨立的，互不影響。而一旦用戶需要，又可從系統庫中取用數據加入到模型庫中，為用戶設計配方模型提供了方便。
3.1.2數據估測
地區差異、季節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營養成分的改變。為了減少用戶數據的輸入量，系統設計了對原料常規營養成分的變化進行估測的功能。
(1)根據原料干物質的變化估測其常規營養成分的變化。系統設置的40種常規的營養成分均可根據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據輸入工作。
(2)根據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，但化驗成本高且數據輸入量較大，也給配方設計人員帶來不便。因此根據概略養分和蛋白質的含量估算氨基酸含量是非常必要的。
(3)當干物質發生變化時，系統不僅可修改蛋白質含量，還可根據用戶需要直接修改氨基酸的含量。
3.2模型管理
在模型管理子系統中，用戶可以對模型數據庫進行各種數據編輯、維護工作。另外用戶還可建立配方模型，進行配方設計。為了適應動物營養學的發展，本系統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，也可用手工規劃驗算已有配方的營養含量。另外還可根據可消化氨基酸進行配方設計。
系統為用戶提供了三種優化設計方法：線性規劃、目標規劃和模糊規劃。線性規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；目標規劃能根據配方員提出的配方成本價格得到一個滿意的配方；模糊線性規劃則能根據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，把配方設計者的經驗融入配方優化設計中。
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