飼料配方課件

某配合飼料廠關(guān)于飼料配方的優(yōu)化研究一、問題的提出某配合飼料廠是生產(chǎn)以雞飼料為主的專業(yè)廠，主要產(chǎn)品是以玉米、麥麩、骨粉等為主要原料加工而成的各種配合飼料。隨著養(yǎng)雞業(yè)的發(fā)展，對雞飼料的需求很大，盡管該廠每年的雞飼料銷售量為1000萬kg左右，但依然供不應(yīng)求。目前，該廠面臨著兩個主要問題，第一是如何設(shè)法提高產(chǎn)品（飼料）的產(chǎn)量，這主要可在挖潛改造方面下工夫；第二就是如何降低產(chǎn)品成本，盡管當前銷售情況良好，但由于原料價格有上漲趨勢，影響成本看漲，長此下去前景不容樂觀。廠里試圖將各種現(xiàn)代化的管理方法引入實際生產(chǎn)過程并推廣應(yīng)用。提出的第一個課題就是飼料配方的優(yōu)化研究。由于以往都是按經(jīng)驗配方生產(chǎn)雞飼料，由有經(jīng)驗的工人師傅把關(guān)配方，質(zhì)量基本上均能達到要求，但成本核算結(jié)果不穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計資料核算，平均每公斤飼料成本約為0.42元。為了保證生產(chǎn)與銷售能協(xié)調(diào)發(fā)展，降低飼料成本就成為當務(wù)之急，而解決這個問題的突破口就是科學的制定飼料配方。二、飼料配方的現(xiàn)狀分析廠方目前生產(chǎn)的配合飼料是選用玉米、豆餅、麥麩、魚粉、骨粉和雞促進素等作為原料加工制成的，原料的進價每公斤分別為0.314元、0.54元、0.22元、1.2元、0.40元和0.50元（1986年的價格），上述6種原料所含營養(yǎng)成分如表1所示。配合飼料中以喂養(yǎng)肉用仔雞的飼料銷量最大，故這里選用相應(yīng)的配方作為研究對象，肉用仔雞飼養(yǎng)標準如表2所示，該廠現(xiàn)行的肉用仔雞飼料配方如表3所示。表2肉用仔雞飼養(yǎng)標準所需營養(yǎng)成分%品種粗蛋白鈣總磷賴氨酸蛋氨酸色氨酸胱氨酸肉用仔雞19.01.00.700.940.360.190.32表3該廠現(xiàn)行的肉用仔雞飼料配方飼料玉米豆餅麥麩魚粉骨粉雞促進素配比%5925771.50.5三、配方優(yōu)化研究根據(jù)經(jīng)驗并通過實驗，有部分職工提出了一個新的配比方案，即上述6種原料的配比依次為：37%，8%，41%，12%，1%，1%通過計算可知，這個新的配方在滿足肉用仔雞營養(yǎng)需要的同時，使每公斤飼料的成本由0.42下降為0.40元。這就說明雞的飼料可有多個配方方案可供選用。此問題的目標是在保證滿足肉用仔雞生長過程中所需的營養(yǎng)成分的前提下尋求一個成本最小的配比方案。因此，優(yōu)化條件和約束條件均都具備。這樣，只要能將上述條件表達成線性表達式，那就可以利用線性規(guī)劃模型來實現(xiàn)尋優(yōu)目標。今設(shè)玉米、豆餅、麥麩、魚粉、骨粉和雞促進素6種原料在配合飼料中所占的比例分別為x1、x2、x3、x4、x5和x6。為方便起見,以100kg飼料為單位，計算上述6種原料應(yīng)各取多少公斤進行配合生產(chǎn)。于是x1、x2、x3、x4、x5、x6的單位可取為公斤。這樣，100kg飼料的原料成本價應(yīng)該為：Z=0.314x1+0.54x2+0.22x3+1.20x4+0.40x5+0.50x6由于配合飼料必須滿足肉用仔雞所需的營養(yǎng)成分，故根據(jù)表1和表2可列出相應(yīng)的7種營養(yǎng)成分所應(yīng)滿足的不等式約束，加上配比的條件即：

x1+x2+x3+x4+x5+x6=100因此可得到如下的線性規(guī)劃模型：極小化Z=0.314x1+0.54x2+0.22x3+1.20x4+0.40x5+0.50x6約束條件：(1)8.6%x1+43%X2+15.4%x3+62%x4≥19%*100粗蛋白(2)0.04%x1+0.32%x2+0.14%x3+3.91%x4+36.4%x5+31.5%x6≥1%*100鈣(3)0.21%x1+0.50%x2+1.06%x3+2.9%x4+16.4%x5+4.5%x6≥0.7%*100總磷(4)0.27%x1+2.45%x2+0.54%x3+4.35%x4≥0.94%*100賴氨酸(5)0.13%x1+0.48%x2+0.18%x3+1.65%x4≥0.36%*100蛋氨酸(6)0.08%x1+0.60%x2+0.27%x3+0.80%x4≥0.19%*100色氨酸(7)0.18%x1+0.60%x2+0.40%x3+0.56%x4≥0.32%*100胱氨酸(8)x1+x2+x3+x4+x5+x6=100四、進一步的分析和討論從計算結(jié)果中可以知道剩余變量的取值情況如下:S1=200.0960S3=75.4163S4=6.5734S6=14.2673S2=S5=0

這就是說鈣和蛋氨酸剛好滿足要求，而其他5種營養(yǎng)成分均超過基本要求,其中以粗蛋白(S1)為最甚,每100kg配合飼料中富裕200.096%,即富裕2kg多粗蛋白.因此，若能尋找某幾中價格低廉的代用品.只要所含其他營養(yǎng)成分相當而粗蛋白總含量可以再降低2%,這樣總成本還再可望下降.此外，骨粉也是加工產(chǎn)品，若能從生產(chǎn)工藝著手降低其成本，若降低價格0.02元/kg，也可使全廠總成本下降為：0.02元*（1.0848%*1*107）=2169.6元還可看出，人工合成的雞促進素其所以沒有