利用Excel線性規(guī)劃優(yōu)化飼料配方【薦】.ppt

利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 鄭州牧業(yè)工程高等專(zhuān)科學(xué)校畜牧工程系 聶芙蓉 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 一、背景 飼料配方是生產(chǎn)配合飼料的核心技術(shù)，設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的高水平飼料配方愈來(lái)愈受到飼料和養(yǎng)殖行業(yè)的關(guān)注。 近年來(lái),計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在飼料生產(chǎn)中越來(lái)越普及。多數(shù)大型飼料廠都配備了計(jì)算機(jī)以及專(zhuān)門(mén)用于設(shè)計(jì)飼料配方的軟件。如Brill飼料配方軟件、“資源配方師”系列軟件、MAFIC飼料配方軟件、農(nóng)博士飼料配方軟件、高農(nóng)飼料配方軟件、農(nóng)大利飼料配方軟件。這些軟件價(jià)格多在1 000元~5 000元之間,有些甚至更高，對(duì)于中小型飼料廠和養(yǎng)殖場(chǎng)價(jià)格較貴,很難普及。 大多數(shù)的計(jì)算機(jī)都安裝了Microsoft Office辦公軟件。 Microsoft Office 中的Excel 電子表格是功能很強(qiáng)的計(jì)算工具，利用它所具有的線性規(guī)劃和目標(biāo)規(guī)劃的功能，只要確定合適的目標(biāo)函數(shù)，設(shè)置恰當(dāng)?shù)募s束條件，就可能獲得滿足所有約束條件且成本最低的最優(yōu)飼料配方。 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 二、軟件安裝 安裝有Microsoft Windows 9x、2000或XP操作系統(tǒng)的電子計(jì)算機(jī)、Microsoft Office System 2003辦公軟件。在缺省狀態(tài)下,Microsoft Office System 2003沒(méi)有安裝“規(guī)劃求解”功能,需要打開(kāi)Excel電子表格,點(diǎn)選“工具”菜單-“加載宏”命令-“加載宏”對(duì)話框,選中“規(guī)劃求解”復(fù)選框。同時(shí),根據(jù)提示,插入Mi-crosoft Office System 2003安裝光盤(pán),然后單擊“確定”按鈕,安裝“規(guī)劃求解”功能。 在安裝MicrosoftOffice System2003時(shí),選擇的是“自定義安裝”中的“全部安裝”,且“從本機(jī)運(yùn)行所有程序”,只需從“工具”菜單-“加載宏”命令-“加載宏”對(duì)話框中選中“規(guī)劃求解”復(fù)選框,然后單擊“確定”按鈕,就可以使用“規(guī)劃求解”功能了。 完成安裝后,只需要單擊“工具”菜單,點(diǎn)選“規(guī)劃求解”命令就可以使用。 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 三、構(gòu)建線性規(guī)劃求解的數(shù)學(xué)模型 飼料配方設(shè)計(jì)問(wèn)題可表示為線性規(guī)劃的優(yōu)化問(wèn)題 ,并可用線性規(guī)劃計(jì)算滿足營(yíng)養(yǎng)需要量下的最低成本配方。線性規(guī)劃最低成本配方優(yōu)化有下列幾個(gè)基本的假定 : 只有一個(gè)目標(biāo)函數(shù) ,一般情況下是求解配方的最低成本。該目標(biāo)函數(shù)是決策變量的線性函數(shù)。 決策變量是配方中各原料的用量。營(yíng)養(yǎng)需要量可轉(zhuǎn)化為決策變量的線性函數(shù) ,每個(gè)線性函數(shù)為一個(gè)約束條件。所有線性函數(shù)構(gòu)成系統(tǒng)的約束條件集。 最優(yōu)配方是在滿足約束條件下的最低成本配方。 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 基本步驟 1、查閱飼料標(biāo)準(zhǔn)和《飼料營(yíng)養(yǎng)成分及價(jià)值表 》，然后把所有的數(shù)據(jù)及原料的價(jià)格錄入 Excel表格。 2、建立 Excel飼料配方工作表 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 3、設(shè)置目標(biāo)單元格、可變單元格和約束條件 單擊“工具 ”菜單中的“規(guī)劃求解 ”命令 ，從彈出的“規(guī)劃求解參數(shù) ”對(duì)話框中設(shè)置以下 3個(gè)參數(shù) ，見(jiàn)下圖 。設(shè)置“目標(biāo)單元格 ”為“目標(biāo)函數(shù) ”的單元格 ,在這里為“最低成本 ”設(shè)置“等于 ”項(xiàng)為“最小值 ”,表示目標(biāo)函數(shù)求最小值。設(shè)置“可變單元格 ”為“決策變量 ”的單元格 ,在這里為 所用幾種飼料原料的配比。在“約束 ”項(xiàng)中 ,單擊“添加 ”按鈕 ,分別輸入“人為約束條件 ”,這些約束條件包括配方中特定飼料原料用量的限定； “合計(jì) ”和“飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn) ”之間的差在經(jīng)檢驗(yàn)所允許的范圍之內(nèi)。 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 4、規(guī)劃求解 在輸完約束條件以后關(guān)閉窗口 ，回到“規(guī)劃求解參數(shù) ”窗口 ，擊選項(xiàng)按鈕，進(jìn)入“規(guī)劃求解選項(xiàng) ”對(duì)話框，選中“采用線性模型 ”、“假定非負(fù) ”、“正切函數(shù)”、“向前差分 ”、“牛頓法 ”，然后點(diǎn)擊確定按鈕 ，回到“規(guī)劃求解參數(shù) ”對(duì)話框。 利用Excel 2003“線性規(guī)劃”優(yōu)化設(shè)計(jì)畜禽飼料配方 把這些條件全部輸入后單擊“求解 ”：這時(shí)如果限制的約束條件都很恰當(dāng) ，就可以求得最優(yōu)解 ,得到最低成本的飼料配方。然后單擊“確定 ”，出現(xiàn)“規(guī)劃求解結(jié)果”窗口，可在報(bào)告中選取“運(yùn)算結(jié)果 ”等 3個(gè)報(bào)告,它們對(duì)分析配方結(jié)果很有幫助，最后單擊“確定”即可。有時(shí)由于條件限制過(guò)于苛刻等原因，導(dǎo)致無(wú)法求得最優(yōu)解，電腦會(huì)給出

總結(jié)

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