饲料配方.ppt

1、某配合饲料厂关于饲料配方的优化研究某配合饲料厂关于饲料配方的优化研究一、问题的提出一、问题的提出 某配合饲料厂是生产以鸡饲料为主的专业厂，某配合饲料厂是生产以鸡饲料为主的专业厂，主要产品是以玉米、麦麸、骨粉等为主要原料加工主要产品是以玉米、麦麸、骨粉等为主要原料加工而成的各种配合饲料。随着养鸡业的发展，对鸡饲而成的各种配合饲料。随着养鸡业的发展，对鸡饲料的需求很大，尽管该厂每年的鸡饲料销售量为料的需求很大，尽管该厂每年的鸡饲料销售量为1000万万kg左右，但依然供不应求。目前，该厂面临左右，但依然供不应求。目前，该厂面临着两个主要问题，第一是如何设法提高产品（饲料）着两个主要问题，第一是如何设

2、法提高产品（饲料）的产量，这主要可在挖潜改造方面下工夫；第二就的产量，这主要可在挖潜改造方面下工夫；第二就是如何降低产品成本，尽管当前销售情况良好，但是如何降低产品成本，尽管当前销售情况良好，但由于原料价格有上涨趋势，影响成本看涨，长此下由于原料价格有上涨趋势，影响成本看涨，长此下去前景不容乐观。去前景不容乐观。厂里试图将各种现代化的管理方法引入实际生产厂里试图将各种现代化的管理方法引入实际生产过程并推广应用。提出的第一个课题就是饲料配过程并推广应用。提出的第一个课题就是饲料配方的优化研究。由于以往都是按经验配方生产鸡方的优化研究。由于以往都是按经验配方生产鸡饲料，由有经验的工人师傅把关配方，

3、质量基本饲料，由有经验的工人师傅把关配方，质量基本上均能达到要求，但成本核算结果不稳定。据统上均能达到要求，但成本核算结果不稳定。据统计资料核算，平均每公斤饲料成本约为计资料核算，平均每公斤饲料成本约为0.42元。元。为了保证生产与销售能协调发展，降低饲料成本为了保证生产与销售能协调发展，降低饲料成本就成为当务之急，而解决这个问题的突破口就是就成为当务之急，而解决这个问题的突破口就是科学的制定饲料配方。科学的制定饲料配方。二、二、饲料配方的现状分析饲料配方的现状分析 厂方目前生产的配合饲料是选用玉米、豆饼、麦厂方目前生产的配合饲料是选用玉米、豆饼、麦麸、鱼粉、骨粉和鸡促进素等作为原料加工制成的

4、，麸、鱼粉、骨粉和鸡促进素等作为原料加工制成的，原料的进价每公斤分别为原料的进价每公斤分别为0.314元、元、0.54元、元、0.22元、元、1.2元、元、0.40元和元和0.50元（元（1986年的价格），上述年的价格），上述6种种原料所含营养成分如表原料所含营养成分如表1所示。配合饲料中以喂养肉所示。配合饲料中以喂养肉用仔鸡的饲料销量最大，故这里选用相应的配方作用仔鸡的饲料销量最大，故这里选用相应的配方作为研究对象，肉用仔鸡饲养标准如表为研究对象，肉用仔鸡饲养标准如表2所示，该厂现所示，该厂现行的肉用仔鸡饲料配方如表行的肉用仔鸡饲料配方如表3所示。所示。营养成分营养成分%原料原料粗蛋粗蛋白

5、白钙钙总总磷磷赖氨酸赖氨酸蛋氨酸蛋氨酸色氨酸色氨酸胱氨酸胱氨酸玉米玉米豆饼豆饼麦麸麦麸鱼粉鱼粉骨粉骨粉鸡促进素鸡促进素8.64315.4620.040.320.143.9136.431.50.210.501.062.9016.44.50.272.450.544.350.130.480.181.650.080.600.270.800.180.600.400.56表表1 各种原料主要营养成分各种原料主要营养成分表表2 肉用仔鸡饲养标准肉用仔鸡饲养标准所需营养成所需营养成 分分%品种品种粗蛋白粗蛋白钙钙总总磷磷赖赖氨氨酸酸蛋蛋氨氨酸酸色氨酸色氨酸胱氨酸胱氨酸肉用仔鸡肉用仔鸡19.0 1.00.70

6、0.94 0.36 0.190.32表表3 该厂现行的肉用仔鸡饲料配方该厂现行的肉用仔鸡饲料配方饲料饲料玉米玉米豆饼豆饼麦麸麦麸鱼粉鱼粉骨粉骨粉鸡促鸡促进素进素配比配比%5925771.50.5三、配方优化研究三、配方优化研究 根据经验并通过实验，有部分职工提出了一个新的配比方案，即根据经验并通过实验，有部分职工提出了一个新的配比方案，即上述上述6种原料的配比依次为：种原料的配比依次为：37%，8%，41%，12%，1%，1%通过计算可知，这个新的配方在满足肉用仔鸡营养需要的同时，通过计算可知，这个新的配方在满足肉用仔鸡营养需要的同时，使每公斤饲料的成本由使每公斤饲料的成本由0.42下降为下降

7、为0.40元。元。这就说明鸡的饲料可有多个配方方案可供选用。此问题的目标这就说明鸡的饲料可有多个配方方案可供选用。此问题的目标是在保证满足肉用仔鸡生长过程中所需的营养成分的前提下寻求一是在保证满足肉用仔鸡生长过程中所需的营养成分的前提下寻求一个成本最小的配比方案。因此，优化条件和约束条件均都具备。这个成本最小的配比方案。因此，优化条件和约束条件均都具备。这样，只要能将上述条件表达成线性表达式，那就可以利用线性规划样，只要能将上述条件表达成线性表达式，那就可以利用线性规划模型来实现寻优目标。模型来实现寻优目标。今设玉米、豆饼、麦麸、鱼粉、骨粉和鸡促进素今设玉米、豆饼、麦麸、鱼粉、骨粉和鸡促进素6

8、种原料在配合种原料在配合饲料中所占的比例分别为饲料中所占的比例分别为x1、x2、x3、x4、x5和和x6。为方便起见。为方便起见,以以100kg饲料为单位，计算上述饲料为单位，计算上述6种原料应各取多少公种原料应各取多少公斤进行配合生产。于是斤进行配合生产。于是x1、x2、x3、x4、x5、x6 的单位可取的单位可取为公斤。为公斤。这样，这样，100kg饲料的原料成本价应该为：饲料的原料成本价应该为：Z=0.314x1+0.54x2+0.22x3+1.20 x4+0.40 x5+0.50 x6 由于配合饲料必须满足肉用仔鸡所需的营养成分，故由于配合饲料必须满足肉用仔鸡所需的营养成分，故根据表根

9、据表1和表和表2可列出相应的可列出相应的7种营养成分所应满足的不等种营养成分所应满足的不等式约束，加上配比的条件即：式约束，加上配比的条件即：x1+x2+x3+x4+x5+x6 =100因此可得到如下的线性规划模型：因此可得到如下的线性规划模型：极小化极小化 Z=0.314x1+0.54x2+0.22x3+1.20 x4+0.40 x5+0.50 x6约束条件：约束条件：(1)8.6%x1+43%X2+15.4%x3+62%x4 19%*100 粗蛋白粗蛋白(2)0.04%x1+0.32%x2+0.14%x3+3.91%x4 +36.4%x5+31.5%x6 1%*100 钙钙(3)0.21%

10、x1+0.50%x2+1.06%x3+2.9%x4 +16.4%x5+4.5%x6 0.7%*100 总磷总磷(4)0.27%x1+2.45%x2+0.54%x3+4.35%x4 0.94%*100 赖氨酸赖氨酸(5)0.13%x1+0.48%x2+0.18%x3+1.65%x4 0.36%*100 蛋氨酸蛋氨酸(6)0.08%x1+0.60%x2+0.27%x3+0.80%x4 0.19%*100 色氨酸色氨酸(7)0.18%x1+0.60%x2+0.40%x3+0.56%x4 0.32%*100 胱氨酸胱氨酸(8)x1+x2+x3+x4+x5+x6=100(8)x1+x2+x3+x4+x5

11、+x6=100 xi0,i=1,2,6用单纯形法经过用单纯形法经过19次迭代后所得的最优解为：次迭代后所得的最优解为：x1=x2=x6=0 x3=86.5347 x4=12.3777 x5=1.0848 上述最优解表明上述最优解表明,配合饲料选用麦麸配合饲料选用麦麸鱼粉与骨粉等鱼粉与骨粉等3种原料种原料,并用并用86.53:12.38:1.09的配比生产，在保证肉用仔鸡的营养要求的配比生产，在保证肉用仔鸡的营养要求的同时使饲料成本最低的同时使饲料成本最低.通过计算可知通过计算可知,饲料成本从原来的饲料成本从原来的0.42元元/kg降低到降低到0.34元元/kg,按当前全年饲料销售量按当前全年饲

12、料销售量1000万万kg计算，计算，共节约成本费用为共节约成本费用为80万元万元/年年.四、四、进一步的分析和讨论进一步的分析和讨论1.从计算结果中可以知道剩余变量的取值情况如下从计算结果中可以知道剩余变量的取值情况如下:S1=200.0960 S3=75.4163 S4=6.5734 S6=14.2673 S2=S5=0 这就是说钙和蛋氨酸刚好满足要求，而其他这就是说钙和蛋氨酸刚好满足要求，而其他5种营养成分均超过基本要求种营养成分均超过基本要求,其中以粗蛋白其中以粗蛋白(S1)为为最甚最甚,每每100kg配合饲料中富裕配合饲料中富裕200.096%,即富裕即富裕2kg多粗蛋白多粗蛋白.因此

13、，若能寻找某几中价格低廉的因此，若能寻找某几中价格低廉的代用品代用品.只要所含其他营养成分相当而粗蛋白总含只要所含其他营养成分相当而粗蛋白总含量可以再降低量可以再降低2%,这样总成本还再可望下降这样总成本还再可望下降.2.由于厂里最关心的是成本问题由于厂里最关心的是成本问题,故进一步对原料价格做一故进一步对原料价格做一简单的灵敏度分析简单的灵敏度分析,计算一下保持当前最优配方结构不变计算一下保持当前最优配方结构不变(即最即最优基不变优基不变)是相应的原料价格允许波动的范围是相应的原料价格允许波动的范围.计算结果表明计算结果表明:当麦麸价格当麦麸价格 0.3430元元/kg 0.2388元元/k

14、g 鱼粉价格鱼粉价格 1.8176元元/kg 0.10元元/kg 骨粉价格骨粉价格0.5616元元/kg 即麦麸即麦麸.鱼粉鱼粉.骨粉等价格在上述范围中变动时骨粉等价格在上述范围中变动时,则上述的饲则上述的饲料配方即是成本最低的最优配方料配方即是成本最低的最优配方.在以上在以上3种原料中种原料中,鱼粉是靠进鱼粉是靠进口解决的，相对而言价格比较昂贵口解决的，相对而言价格比较昂贵,倘若能在国内寻求生产厂倘若能在国内寻求生产厂家或自行开发生产家或自行开发生产,可望使原料价格有较大幅度降低可望使原料价格有较大幅度降低,以全年销以全年销售售1000万万kg肉用仔鸡饲料计算肉用仔鸡饲料计算,每公斤鱼粉若能

15、降低价格每公斤鱼粉若能降低价格0.02元，元，就可使总成本下降为：就可使总成本下降为：0.02元元*（12.38%*1*107）=24760元元 此外，骨粉也是加工产品，若能从生产工艺着手此外，骨粉也是加工产品，若能从生产工艺着手降低其成本，若降低价格降低其成本，若降低价格0.02元元/kg，也可使全厂总，也可使全厂总成本下降为：成本下降为：0.02元元*（1.0848%*1*107）=2169.6元元 还可看出，人工合成的鸡促进素其所以没有进入还可看出，人工合成的鸡促进素其所以没有进入配方中的原因在于价格过于昂贵，但如果设法使其配方中的原因在于价格过于昂贵，但如果设法使其价格降到价格降到0.

16、36元元/kg以下，则最优配方中就一定会包以下，则最优配方中就一定会包含鸡促进素。否则该种人工合成原料就没有推广应含鸡促进素。否则该种人工合成原料就没有推广应用价值。用价值。另外，倘若麦麸的价格上涨到另外，倘若麦麸的价格上涨到0.3430元元/kg以上，以上，就不宜再选用，必须重新调整计算出新的最优配方就不宜再选用，必须重新调整计算出新的最优配方来。来。4、配合饲料厂还准备开发蛋鸡、种鸡、猪、配合饲料厂还准备开发蛋鸡、种鸡、猪等配合饲料。因此，在饲料开发过程中若能应用等配合饲料。因此，在饲料开发过程中若能应用前面的思想和方法分别制定出各自的最优配方，前面的思想和方法分别制定出各自的最优配方，并

17、兼考虑各种配合饲料之间所需原料的综合利用，并兼考虑各种配合饲料之间所需原料的综合利用，则降低成本、提高经济效益方面必将有更多的潜则降低成本、提高经济效益方面必将有更多的潜力可挖。力可挖。3、从上面的讨论可以知道，要降低配合饲料从上面的讨论可以知道，要降低配合饲料的原料成本，主要应从加工原料和人工合成原料上的原料成本，主要应从加工原料和人工合成原料上找出路，因为自然原料基地价格比较困难。而进攻找出路，因为自然原料基地价格比较困难。而进攻原料原料 和人工合成原料则可通过改进工艺、技术革新、和人工合成原料则可通过改进工艺、技术革新、寻求新的人工合成方法等途径使成本以较大的幅度寻求新的人工合成方法等途径使成本以较大的幅度降下来。降下来。