自1964年電腦配方開始發(fā)展以來,以線性規(guī)劃為核心的最低成本配方(Least-cost formulation)技術(shù)得到迅猛發(fā)展,各國相繼開發(fā)了各種品牌的配方軟件系統(tǒng)。國內(nèi)90年代以來在消化吸收國外軟件的基礎(chǔ)上也發(fā)展了許多品牌的軟件。盡管如此,最低成本配方技術(shù)在我國飼料企業(yè)中的普及率仍非常低。筆者從事配方設(shè)計工作多年,也了解多種配方軟件的使用情況,發(fā)現(xiàn)目前我國配方軟件的設(shè)計存在諸多問題:1)許多軟件設(shè)計過于復(fù)雜和累贅,用戶需要較高的電腦操作水平,且需花費(fèi)大量的時間去熟悉方能掌握要領(lǐng);2)配方優(yōu)化和調(diào)整步驟復(fù)雜,效率低;3)通常采用的硬件密碼狗加密方式給用戶帶來很多不便如久插失效、需重新啟動計算機(jī)、密碼狗易于遺失等;4)甚至一些配方軟件線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型建立粗糙,不能實現(xiàn)配方成本最低化,這可能給飼料企業(yè)帶來重大經(jīng)濟(jì)損失;5)輸出格式的再編輯和核對計算不方便等。
鑒于此,筆者在總結(jié)多年配方經(jīng)驗和實際調(diào)研的基礎(chǔ)上開發(fā)了具有重大革新的金力士配方軟件系統(tǒng),旨在使最低成本配方這一運(yùn)籌學(xué)原理在營養(yǎng)學(xué)中應(yīng)用的成熟技術(shù)在我國飼料行業(yè)切實得到推廣和普及。
1、功能設(shè)計
1.1根據(jù)動物種類分開設(shè)計,體現(xiàn)了不同動物的營養(yǎng)需要特點(diǎn)
目前大多數(shù)配方軟件為多種動物的配方制作共享一個數(shù)據(jù)庫,由于不同動物配方需要的營養(yǎng)指標(biāo)不同,如果每次配方根據(jù)動物種類在同一數(shù)據(jù)庫中選擇不同營養(yǎng)指標(biāo),則浪費(fèi)許多時間。而金力士軟件按動物種類分開設(shè)計,完全省去配方養(yǎng)分指標(biāo)選擇步驟,大量節(jié)約了配方時間。分開設(shè)計的另一優(yōu)點(diǎn)是用戶可根據(jù)自身需要決定購全部(豬、雞、鴨、魚、鵝、兔、牛、羊等)、單項或多項,避免了不必要的花費(fèi),飼料顆粒機(jī)是養(yǎng)殖戶們生產(chǎn)顆粒飼料很好的選擇。
1.2養(yǎng)分指標(biāo)全而考察,滿足了制作高質(zhì)量飼料配方的要求
從表1可知,金力士配方軟件的豬禽配方制作可以氨基酸和可消化(或可利用)氨基酸為基礎(chǔ)平衡配方,在大量選用非常規(guī)原料配方時保持可消化氨基酸的平衡尤為重要;在制作家禽和水產(chǎn)飼料配方時可監(jiān)控精氨酸平衡情況(特別是菜粕用量大時)以及保證亞油酸滿足需要。
1.3界面表達(dá)直觀、操作簡潔流暢、計算快速高效
金力士配方軟件完全采用Excel平臺設(shè)計,配方步驟表達(dá)直觀、簡潔,操作簡便實現(xiàn)”傻瓜”型,即使不會電腦也能操作自如,這為最低成本電腦配方技術(shù)的推廣普及創(chuàng)造了有利條件。配方操作從原料選擇到配方結(jié)果只需四步且在幾秒內(nèi)快速完成,在極大的程度上提高配方師的工作效率。
1.4引入完全優(yōu)化配方概念
線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型是最低成本配方技術(shù)的核心。所謂最低成本配方即為當(dāng)原料價格一定時在設(shè)置的原料用量范圍和配方養(yǎng)分含量低限水平的前提下,配方價格達(dá)到最低值;換言之,在這種條件下計算出的飼料配方價格已沒有再降低的余地,除非改變限制條件如提高低價原料的用量上限或降低養(yǎng)分含量下限水平等。因此,數(shù)學(xué)模型建立的優(yōu)劣直接反應(yīng)配方優(yōu)化的程度,即是否配方成本達(dá)到絕對最低水平。數(shù)學(xué)模型建立不好還可能導(dǎo)致配方計算常出現(xiàn)無解的情況。本軟件經(jīng)數(shù)學(xué)和計算機(jī)程序?qū)<曳磸?fù)研究,確保配方計算結(jié)果為成本最低。
1.5原料實際能值隨水份含量而變、可消化氨基酸隨總氨基酸含量自動調(diào)整
配方能值定位決定了養(yǎng)分設(shè)計水平,因而對動物生產(chǎn)性能和養(yǎng)殖效益影響甚大。準(zhǔn)確配制飼料的能量水平是保證配方質(zhì)量的前提。飼料數(shù)據(jù)庫的原料能量含量是在一定水分含量下的值,實際生產(chǎn)中原料水分變化很大,而導(dǎo)致了能值變異很大。因此,制作配方時原料的能量取值應(yīng)根據(jù)其含水量自動修正,從而保證了所配飼料的實際能值不變。表2說明了金力士軟件中玉米水分變化對其實際能值的修正結(jié)果。
同時,金力士配方軟件的飼料原料可消化氨基酸含量依相應(yīng)的氨基酸含量變化而自動修正,保證所配飼料的實際可消化氨基酸含量的正確估計,從而確保飼料質(zhì)量。這在大量應(yīng)用非常規(guī)原料的日糧設(shè)計中更顯其價值。
1.6倡導(dǎo)營養(yǎng)模式配方技術(shù),合理設(shè)計不同檔次動物日糧
能量決定采食量因而決定養(yǎng)分?jǐn)z入量。因此,當(dāng)日糧的營養(yǎng)模式(即能量和其他養(yǎng)分的適宜比例關(guān)系)確定后,可根據(jù)配方設(shè)定的能值來自動計算其他養(yǎng)分的含量,因而企業(yè)可根據(jù)市場的產(chǎn)品的價格要求,設(shè)計同一營養(yǎng)模式的不同檔次產(chǎn)品,而一般來講,這些產(chǎn)品的性能差異僅在飼料轉(zhuǎn)化效率上體現(xiàn)。因此,這種配方設(shè)計思想筆者稱之為”安全效果配方技術(shù)”。金力士軟件把每種動物的適宜營養(yǎng)模式輸入?yún)⒖紭?biāo)準(zhǔn)中,用戶可根據(jù)產(chǎn)品價格定位,計算出不同能值下的飼料養(yǎng)分含量作為所需檔次配方設(shè)計的依據(jù)。
1.7各類營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)反映該領(lǐng)域的國內(nèi)外最新研究進(jìn)展,可參考性極強(qiáng)
畜禽營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)是配方軟件的重要組成部分,優(yōu)秀的配方軟件收集的各種營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)為畜禽最新營養(yǎng)進(jìn)展,且注重標(biāo)準(zhǔn)的實用性。金力士配方軟件收集的豬、雞、鴨、魚、兔、鵝、牛、羊等營養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)為世界各國的最新營養(yǎng)研究成果。這些標(biāo)準(zhǔn)在配方養(yǎng)分設(shè)置時可根據(jù)需要選擇參考。
1.8飼料原料數(shù)據(jù)庫全面、完整、實用
飼料原料數(shù)據(jù)庫的可參考性是反映配方軟件質(zhì)量的重要依據(jù)。金力士軟件飼料原料數(shù)據(jù)庫包括最新的中國飼料數(shù)據(jù)庫和大量在現(xiàn)行配方設(shè)計中應(yīng)用的非常規(guī)原料、NRC(1998)原料數(shù)據(jù)庫、世界權(quán)威的原料的氨基酸數(shù)據(jù)庫,加上一些實測原料數(shù)據(jù),使配方養(yǎng)分含量的誤差降低到最小。同一種原料在不同蛋白質(zhì)含量下的氨基酸變異情況亦包括其中(見表3),有利于配方時根據(jù)飼料企業(yè)的原料粗蛋白測定結(jié)果來對氨基酸準(zhǔn)確取值。
1.9濃縮料配方制作功能強(qiáng)大
兩種方式滿足了濃縮料的最低成本配方要求。一是先根據(jù)產(chǎn)品定位要求,選擇某階段的豬(如20~50kg)的營養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)來配全價料配方,然后在輸出的Excel配方報表中刪除能量原料頊,利用Excel的強(qiáng)大計算功能,計算各原料用量除以剩余總量再乘以100即得濃縮料配方;二是直接選擇蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、氨基酸等原料按濃縮料要求的蛋白質(zhì)和氨基酸及礦物質(zhì)含量配制。
2、商業(yè)配方設(shè)計應(yīng)用
以21日齡~上市肉鵝飼料配方制作為例說明金力士軟件的應(yīng)用。
2.1 原料選擇、價格修改和用量范圍設(shè)定
在可選原料列表框內(nèi)打鉤(√)選擇玉米、次粉、米糠、麥麩、統(tǒng)糠、豆粕、棉粕、石粉、磷酸氫鈣、賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、膽堿、預(yù)混料、食鹽,點(diǎn)擊”完成”按鈕,然后點(diǎn)擊被選原料,修改單價、最低用量、最高用量。次粉、米糠、菜粕、棉粕用量上限分別為15%、20%、8%、4%,膽堿、預(yù)混料、食鹽分別為0.12%~0.12%、1%~1%、0.3%~0_3%,其他原料不作任何限制任其優(yōu)化。然后E~擊”下一步”按鈕即進(jìn)入配方原料營養(yǎng)成分含量對話框。
2.2配方原料營養(yǎng)成分含量修改
原料養(yǎng)分可根據(jù)實測值來修改?捎冒粹o”《””(”和”)””》”來任意選擇原料進(jìn)行養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)修改。每種原料改完后點(diǎn)擊”確定/修改”按鈕使修改生效。養(yǎng)分含量修改完成后點(diǎn)擊”下一步”按鈕進(jìn)入所配飼料配方養(yǎng)分低高限設(shè)置列表框。
2.3飼料配方營養(yǎng)水平設(shè)定
在“飼料營養(yǎng)成份參考”列表框中點(diǎn)下拉式列表中選擇21日齡鵝的營養(yǎng)需要作為參考,選擇理想配方營養(yǎng)指標(biāo)2,可在對話框底邊的實際代謝能輸入框中輸入欲配的配方代謝能含量,然后點(diǎn)擊”確認(rèn)”按鈕則所有養(yǎng)分自動變更為和實際代謝能相同比例的含量(能源量和必需氨基酸及其他各養(yǎng)分比例保持不變1,然后在左邊”所配飼料營養(yǎng)成份高低限設(shè)置”列表框中的點(diǎn)擊某養(yǎng)分然后修改數(shù)值,單擊”修改”按鈕即可見修改生效。配方養(yǎng)分設(shè)置完成后點(diǎn)擊”下一步”按鈕即到”計算飼料配方顯示輸出報表”對話框。
2.4計算飼料配方顯示輸出報表
首先輸入飼料配方編號如ZH100(也可以不輸)一單擊“計算飼料配方”按鈕一單擊“顯示輸出報表”對話框即可見配方報表輸出。然后可檢查配方養(yǎng)分含量是否符合低限要求。
2.5配方結(jié)果
表4為金力士配方軟件遵循同一營養(yǎng)模式即能量與鈣、磷及氨基酸的比例相同的原則、能量依次遞減418.4kj/kg制作出的適合不同價格定位的系列肉鵝飼料配方。從表4可看出1#料能量水平高而限制了低能量但蛋白質(zhì)豐富的米糠和麥麩的使用,2#料比1#料低418.4kj/kg,使米糠和麥麩用量增加節(jié)約了價格昂貴的大豆粕而降低配方價格94元/t,而2#與3#、3#與4#配方的價差均為62元/t。從單位能量價格比較,2#配方比1#配方降低2.2%,而2#、3#、4#配方相近。因此,實際飼喂時可能2#配方的養(yǎng)殖效益相對較好。
表4配方養(yǎng)分含量中標(biāo)準(zhǔn)水分和標(biāo)準(zhǔn)代謝能為配方軟件根據(jù)中國飼料數(shù)據(jù)庫2002版的原料水分和代謝能數(shù)據(jù)的計算出的飼料水分和代謝能結(jié)果,實際水分為配方軟件根據(jù)原料的實測水分含量計算出的配方飼料水分含量,實際代謝能為配方軟件根據(jù)實測原料水分含量校正后的配方飼料代謝能含量。由于金力士軟件配方是以實際代謝能來制作配方,從而確保了飼料配方不會因原料的水分的增加和減少而導(dǎo)致養(yǎng)分含量被高估或低估。
2.7結(jié)語
金力士配方軟件是筆者在總結(jié)多年的動物營養(yǎng)與飼料研究經(jīng)歷及商業(yè)飼料配方制作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上開發(fā)的”一目了然”的”傻瓜型”配方軟件,其操作的簡潔、方便和快速以及飼料配方的精確制作設(shè)計解決了目前的配方軟件設(shè)計上的諸多問題,適應(yīng)各種動物高質(zhì)量飼料配方的制作需要,為最低成本及安全效果配方技術(shù)在我國飼料企業(yè)的推廣普及起到了推動作用,富通新能源生產(chǎn)銷售的飼料
顆粒機(jī)、顆粒飼料機(jī)專業(yè)壓制生物質(zhì)顆粒飼料。