1、引言
饲料配方软件的应用在我国已开始普及。但作为一种应用技术，必须不断的更新、完善与发展。一方面，它必须体现出动物营养学的最新进展，另一方面，它必须跟上计算机硬件及软件的不断发展。只有这样它才能满足生产需要，并适应社会科技的发展。
目前国内流行的几个不同版本的饲料配方软件，主要采用线性规划和目标规划进行配方优化设计。线性规划只能解决不变常数的问题，其约束条件是硬性的。在一定条件下嘬优解存在时），它能求出满足所有约束条件的最低成本配方，但调整不方便，需要有经验的配方设计人员使用。目标规划是在线性规划基础上发展起来的，其约束为软约束。由于目标规划通过权重来确定达成目标值的优先顺序，因此某些权重低的约束条件不易达到或接近其目标值。这就必然导致采用目标规划设计配方必须经过多次调整才能得到满意的结果。
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模糊集理论自70年代诞生以来，已广泛应用于各个学科，如人文科学、生物科学、计算机、人工智能等领域，并取得了惊人的成果。现在，模糊数学仍有着广阔的应用前景，如在专家系统中，用模糊数学来模拟专家的推理过程。因此本系统引入模糊线性规划，能根据各项营养成分的影子价格自动按用户给出的伸缩量调整配方，并且能得到一个较理想的结果。这是模糊线性规划优于其它方法的主要特征。
畜禽的饲养存在许多不定因素，不同种类、不同品种、不同生理状态、不同生产水平、不同环境下动物对各种营养物质的需求不同。饲养标准是根据科学研究而制定的不同种类、年龄及生产性能的动物营养物质的供给量，系动物最低营养需要量附加安全系数而计算的平均数。实践证明，许多营养指标在一定范围浮动对畜禽的生长并无多大的影响，即畜禽对营养的需求具有一定的模糊性。因此在饲料配方设计中，采用模糊线性规划，它能更准确地描述动物的生长特点，以便更好地满足实际需要。另外模糊线性规划也能较好地模拟配方调整过程，解决配方调整难的问题。
针对这种情况，本文对计算机优化饲料配方软件的设计及开发技术作了进一步的探讨，旨在通过对饲料配方软件系统的分析研究，寻求一种合理的设计方法，以提高配方设计人员的工作效率及配方质量。同时也为了寻求一种更为合理的优化方法，将配方自动调整过程引入配方系统。
2、系统总体设计
优化配方系统的设计必须遵循如下原则：
(1)交互性好：用户与优化配方系统信息交换的人机接口必须具有良好的交互性。系统与用户必须以尽可能自然、易于实现的方式进行信息传输。
(2)适应新技术发展：由于计算机技术的飞速发展，计算机软硬件更新速度加快，因此开发环境要考虑软件发展的趋势。
(3)面向对象：面向对象的基本意思是以某种问题所涉及的实际对象来看待该问题。它被用来描述各种事物，例如易于操作的应用程序、基于窗口的用户界面、应用程序的开发环境、操作系统、数据库技术以及软件组合的策略等。
作为一项计算机应用技术，考虑到当前计算机软件、硬件的发展趋势，作者在Windows95环境下，利用VisuaIBasb5.0面向对象的编程语言及A ccess 97数据库开发出了新一代的计算机优化饲料配方软件。该软件采用W indows级下拉菜单，所有的菜单项均采用汉字显示，数据库的维护及数据的输入采用对话框形式，在整个饲料配方软件的设计中力求做到操作简单，配方调整方便，用户界面友好直观。下面就对该软件作一简要介绍。
优化配方系统主要包括系统数据库管理子系统、模型数据管理子系统、配方浏览、辅助功能及系统帮助五个模块。
(1)系统数据库管理子系统：有原料数据库及饲养标准数据库。系统数据库又称公用数据库，仅供建立配方模型用，不参与配方的优化计算。用户可以通过人机接口对系统数据库进行编辑、维护。
(2)模型数据库管理子系统：用于存放配方模型数据，也称为用户数据库，与系统数据库分离。模型数据库中的数据是直接参与配方优化计算的数据，用户也可通过人机接口对该数据库进行编辑、维护，其中数据的修改与系统数据库无关。用户还可建立配方模型，并对模型进行优化计算，输出配方结果。
(3)配方浏览：是指对优化计算的结果进行编辑、浏览、打印等基本操作。
(4)辅助功能：指对配方使用的公司名称、配方设计员及操作口令的修改等。
(5)系统帮助：包括基本的动物营养知识、软件功能介绍、配方优化步骤和使用注意事项等。
其中系统数据管理和模型管理子系统为本系统的核心部分，下面重点讨论这两个子系统的功能。
3、系统功能介绍
3.1 系统数据管理
饲料配方软件的特点是数据量大。因此本系统设计了强大的数据编辑、维护功能。
3.1.1 数据编辑
本系统采用V isuaIBasc5.0编程，利用其开放数据库链接功能，直接将系统与A ccess 97数据库连接，在此基础上开发了灵活方便的数据库编辑功能，概括起来有以下几个特点：
(1)系统所有的原料数据集中存放于一个数据库中，按代码分类，且原料名称及其
营养含量等数据均可在同一屏幕中进行编辑，不需要进行屏幕切换，因而操作简单、
直观。饲养标准数据也是按代码分类存放，其编辑方法与原料数据的编辑方法相同。
(2)所有原料及饲养标准均对应有80项营养指标。其中40项营养指标作为常规的营养指标相对固定，而另外四十项营养指标可满足不同用户的需要，即可由用户自行定义。系统的这一开放性设计为配方人员设计配方提供了极大方便，同时也增加了软件的适应性，使软件能适应动物营养学的发展。
(3)本系统数据库是用A ccess 97建立的，因此本系统数据库的存储容量是非常大的，可以说系统所能存储的原料数据及饲养标准是无限制的。
(4)系统库与模型库（用户库）相互独立又有一定的联系。系统库与模型库（用户库）数据的编辑是相互独立的，互不影响。而一旦用户需要，又可从系统库中取用数据加入到模型库中，为用户设计配方模型提供了方便。
3.1.2数据估测
地区差异、季节变化以及原料的储运方式，所有这些因素都会引起原料的一些常规营养成分的改变。为了减少用户数据的输入量，系统设计了对原料常规营养成分的变化进行估测的功能。
(1)根据原料干物质的变化估测其常规营养成分的变化。系统设置的40种常规的营养成分均可根据用户对原料干物质的修改而自动按比例修改。从而减少了用户的数据输入工作。
(2)根据原料粗蛋白的含量估测氨基酸的含量。许多因素都会影响原料氨基酸的含量。为了精确和经济地配合饲料，必须了解原料中氨基酸的含量。但是，一般中小型饲料厂由于缺少相应的化验条件，不可能对每种原料样品全部进行分析，即使大型饲料厂有条件对每种原料样品全部进行分析，但化验成本高且数据输入量较大，也给配方设计人员带来不便。因此根据概略养分和蛋白质的含量估算氨基酸含量是非常必要的。
(3)当干物质发生变化时，系统不仅可修改蛋白质含量，还可根据用户需要直接修改氨基酸的含量。
3.2模型管理
在模型管理子系统中，用户可以对模型数据库进行各种数据编辑、维护工作。另外用户还可建立配方模型，进行配方设计。为了适应动物营养学的发展，本系统设计了较全面的功能，不仅可计算全价料配方，还可计算任意比例的预混料、浓缩料配方，也可用手工规划验算已有配方的营养含量。另外还可根据可消化氨基酸进行配方设计。
系统为用户提供了三种优化设计方法：线性规划、目标规划和模糊规划。线性规划能求出满足所有约束条件下的最低成本配方，在无解的情况下给出参考解；目标规划能根据配方员提出的配方成本价格得到一个满意的配方；模糊线性规划则能根据配方员给出的伸缩指标对配方进行调整，以便获得一个更为合理的配方。三种方法交叉使用，取长补短，把配方设计者的经验融入配方优化设计中。
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