农场动物饲料的规范化 yaNG
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农场动物饲料的规范化
摘要
本文以Shur-Gain公司针对奶牛与肉牛的饲料配比规范化问题，进行分析并深入研究。牛肉和牛奶为人们提供了大量的蛋白质，随着人类社会经济的发展和人口的增长，人们对牛肉和牛奶的需求也越来越大。如今的肉牛和奶牛都是规模化的养殖，在养殖过程中大多都是使用饲料进行喂养的。合理科学地配制肉牛和奶牛的日粮，降低饲料成本，减少饲料消耗，提高饲料利用率，配制均衡日粮，是提高饲养肉牛和奶牛的经济效益的主要途径。针对肉牛的饲料规范化问题，通过查阅相关资料收集有关动物的信息及其饲养条件，以及当地可得到的干草样本、谷物和其他饲料原料，推算并引入不同体重的肉牛增加 1kg 体重所需能量、营养物质的数量以及不同种饲料所含有的营养物质数值，建立最小饲料成本费用的线性规划模型。在得到奶牛与肉牛优化饲料配比的线性规划模型后，利用lingo软件进行求解。从而得到满足一头牛最优产量下的最小花费。
一、问题重述
牛的饲料及其添加剂是由600种基本原料、预混合料、添加物以及一些随其营养需要的混合物组成。线性规划模型用来考虑各种成分可得到性的成本要求基础上，确定生产每种饲料的基本配方并使用花费最少，同时还要确保牛的营养需要。
牛的定制饲料系统建模需要开发复杂的线性规划模型，牛的营养需求合饲料要求取决于饲养方式，牛的性别和年龄，饲养条件（温度，排风，休息所用的草垫，泥巴数量等）以及对体重和牛奶产量的要求。构建的模型都必须满足一定体重的牛的营养需要。
二、问题分析
在牛的生长发育中所需要的营养物质大致有，能量、蛋白质、钙、磷。所以配置的饲料只要能够满足牛日常对这些营养物质的需求即可。另外，为了提高养牛的经济效益，我们需要降低饲料的成本。这就需要我们根据不同的牛对营养的需求来配制饲料，是饲料能够被牛充分利用。同时还要根据不同原料的价格来调节不同原料在饲料中的比例，以降低饲料的成本。
三、模型假设
1、假设各个饲料中的成分都是相对固定没有偏差；
2、假设原料中的成分固定没有偏差；
3、配置饲料时，不考虑原料的浪费；
4、不考虑饲养过程中饲养个体的死亡率；
5、假设除饲料以外的环境条件（温度，水分）达到较优条件；
四、模型建立
对于饲料配方满足饲养要求的最低成本计算，基本可以归结为以下模型：
目标函数：Min S=
??=1
??
??
??
??
??
约束条件：
??=1
??
??
??
>0
??=1
??
??
????
??
??
??
??
≥bm (m=1,2,3……q)
其中xn为决策变量，即每千克饲料中各原料的含量；amn为技术系数，即各种原料相应的营养成分含量；bm为约束值，即配方应该满足的各种营养指标或重量指标；cn为成本系数，即每种原料的价格；dn为干物质系数，即每种原料的干物质含量；m为约束条件的个数，即需要满足的营养条件的个数；n为变量个数，即饲料中原料的种类数；S为生产每千克此种饲料的全部成本。
肉牛的饲料。
我们控制饲养温度在8~12℃，相对湿度在85%以下，牛舍条件适宜。我们以体重为300千克，育肥目标为400千克的肉牛为例，当日增体重为1.5千克时设计日粮配方如下。
（1）根据肉牛对各种营养物质的需要计算饲料营养标准，结果如表1。
表1 营养标准
体重 （千克）
日增重（千克）
干物质采食量（千克）
肉牛能量单位（RND）
粗蛋白质（克）
钙（克）
磷（克）
300
1.5
8. 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 5+0.907*295*x6+0.896*236*x7>=104.2;
0.901*1.59*x1+0.916*0.4*x2+0.88*0.02*x3+0.893*0.16*x4+0.911*0.31*x5+0.907*2.52*x6+0.896*0.3*x7+0.921*33.98*x8+0.998*23.2*x9>=0.00776;
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x10=1*0.002;
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