动物饲料配方系统(AFS)软件研究.pdf

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1、174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，

2、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++Bui

3、lder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AFS20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

4、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数据库田1AFS2．0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

5、接应用到实际的饲养中。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175员情况等。22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。2．3人机接口231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。23．2系统界面整个系统以Windo

6、ws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。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。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

7、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同样，根据相应时期的蛋鸡营养需求，由用户在选项框中选择当地所具有的饲料原料品种和营养成分(图2)。最终按图3所示，从系统数据库中抽取相关数据。3．3教学模型在运筹学线性规划原理中要求变量个数要小于或等于约束条件的个数。假设所选的饲料原料种类为76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，～，。(单位为百痔数)．对庙饲#l单位价格讣别为

8、¨，r[I!，m3”j，(单位为元Jc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。围3数据抽取结果窗体圈目标函数为配合饲料的