利用Excel線性規(guī)劃優(yōu)化飼料配方ppt課件

1、利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方 鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校畜牧工程系 聶芙蓉利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方一、背景一、背景 飼料配方是消費配合飼料的中心技術(shù)，設(shè)計科飼料配方是消費配合飼料的中心技術(shù)，設(shè)計科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的高程度飼料配方學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的高程度飼料配方愈來愈遭到飼料和養(yǎng)殖行業(yè)的關(guān)注。愈來愈遭到飼料和養(yǎng)殖行業(yè)的關(guān)注。近年來近年來,計算機的運用在飼料消費中越來越普及。計算機的運用在飼料消費中越來越普及。多數(shù)大型飼料廠都配備了計算機以及專門用多數(shù)大型飼料廠都配備了計算機以及專門用于設(shè)計飼料配方的軟件。如于設(shè)計飼料配方的軟件。如

2、Brill飼料配方軟飼料配方軟件、件、“資源配方師系列軟件、資源配方師系列軟件、MAFIC飼料飼料配方軟件、農(nóng)博士飼料配方軟件、高農(nóng)飼料配方軟件、農(nóng)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。這些軟件配方軟件、農(nóng)大利飼料配方軟件。這些軟件價錢多在價錢多在1 000元元5 000元之間元之間,有些甚至更有些甚至更高，對于中小型飼料廠和養(yǎng)殖場價錢較貴高，對于中小型飼料廠和養(yǎng)殖場價錢較貴,很很難普及。難普及。大多數(shù)的計算機都安裝了大多數(shù)的計算機都安裝了Microsoft Office辦辦公軟件。公軟件。 Microsoft Office 中的中的Excel 電子表格是功能很強的計算工具，

3、利用它所電子表格是功能很強的計算工具，利用它所具有的線性規(guī)劃和目的規(guī)劃的功能，只需確具有的線性規(guī)劃和目的規(guī)劃的功能，只需確定適宜的目的函數(shù)，設(shè)置恰當(dāng)?shù)募s束條件，定適宜的目的函數(shù)，設(shè)置恰當(dāng)?shù)募s束條件，就能夠獲得滿足一切約束條件且本錢最低的就能夠獲得滿足一切約束條件且本錢最低的最優(yōu)飼料配方。最優(yōu)飼料配方。利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方二、軟件安裝二、軟件安裝 安裝有安裝有Microsoft Windows 9x、2000或或XP操操作系統(tǒng)的電子計算機、作系統(tǒng)的電子計算機、Microsoft Office System 2019辦公軟件。在缺省形狀辦公軟件。在缺省形狀下下,M

4、icrosoft Office System 2019沒有安裝沒有安裝“規(guī)劃求解功能規(guī)劃求解功能,需求翻開需求翻開Excel電子表格電子表格,點選點選“工具菜單工具菜單-“加載宏命令加載宏命令-“加載宏加載宏對話框?qū)υ捒?選中選中“規(guī)劃求解復(fù)選框。同時規(guī)劃求解復(fù)選框。同時,根據(jù)根據(jù)提示提示,插入插入Mi-crosoft Office System 2019安安裝光盤裝光盤,然后單擊然后單擊“確定按鈕確定按鈕,安裝安裝“規(guī)劃求解規(guī)劃求解功能。功能。在安裝在安裝MicrosoftOffice System2019時時,選擇選擇的是的是“自定義安裝中的自定義安裝中的“全部安裝全部安裝,且且“從從本機

5、運轉(zhuǎn)一切程序本機運轉(zhuǎn)一切程序,只需從只需從“工具菜單工具菜單-“加加載宏命令載宏命令-“加載宏對話框中選中加載宏對話框中選中“規(guī)劃求規(guī)劃求解復(fù)選框解復(fù)選框,然后單擊然后單擊“確定按鈕確定按鈕,就可以運就可以運用用“規(guī)劃求解功能了。規(guī)劃求解功能了。完成安裝后完成安裝后,只需求單擊只需求單擊“工具菜單工具菜單,點選點選“規(guī)規(guī)劃求解命令就可以運用。劃求解命令就可以運用。利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方三、構(gòu)建線性規(guī)劃求解的數(shù)學(xué)模型三、構(gòu)建線性規(guī)劃求解的數(shù)學(xué)模型 飼料配方設(shè)計問題可表示為線性規(guī)劃的優(yōu)化飼料配方設(shè)計問題可表示為線性規(guī)劃的優(yōu)化問題問題 ,并可用線性規(guī)劃計算滿足營養(yǎng)需求

6、量下并可用線性規(guī)劃計算滿足營養(yǎng)需求量下的最低本錢配方。線性規(guī)劃最低本錢配方優(yōu)的最低本錢配方。線性規(guī)劃最低本錢配方優(yōu)化有以下幾個根本的假定化有以下幾個根本的假定 :只需一個目的函數(shù)只需一個目的函數(shù) ,普通情況下是求解配方的普通情況下是求解配方的最低本錢。該目的函數(shù)是決策變量的線性函最低本錢。該目的函數(shù)是決策變量的線性函數(shù)。數(shù)。決策變量是配方中各原料的用量。營養(yǎng)需求量決策變量是配方中各原料的用量。營養(yǎng)需求量可轉(zhuǎn)化為決策變量的線性函數(shù)可轉(zhuǎn)化為決策變量的線性函數(shù) ,每個線性函數(shù)每個線性函數(shù)為一個約束條件。一切線性函數(shù)構(gòu)成系統(tǒng)的為一個約束條件。一切線性函數(shù)構(gòu)成系統(tǒng)的約束條件集。約束條件集。最優(yōu)配方是在滿

7、足約束條件下的最低本錢配方。最優(yōu)配方是在滿足約束條件下的最低本錢配方。利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方 根本步驟1、查閱飼料規(guī)范和，然后把一切的數(shù)據(jù)及原料的價錢錄入 Excel表格。2、建立 Excel飼料配方任務(wù)表利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方v3、設(shè)置目的單元格、可變單元格和約束條件、設(shè)置目的單元格、可變單元格和約束條件 v 單擊單擊“工具工具 菜單中的菜單中的“規(guī)劃求解規(guī)劃求解 命命令令 ，從彈出的，從彈出的“規(guī)劃求解參數(shù)規(guī)劃求解參數(shù) 對話框中設(shè)對話框中設(shè)置以下置以下 3個參數(shù)個參數(shù) ，見以下圖，見以下圖 。設(shè)置。設(shè)置“目的單目的單元格元格

8、為為“目的函數(shù)目的函數(shù) 的單元格的單元格 ,在這里為在這里為“最低本錢最低本錢 設(shè)置設(shè)置“等于等于 項為項為“最小值最小值 ,表表示目的函數(shù)求最小值。設(shè)置示目的函數(shù)求最小值。設(shè)置“可變單元格可變單元格 為為“決策變量決策變量 的單元格的單元格 ,在這里為在這里為 所用幾種所用幾種飼料原料的配比。在飼料原料的配比。在“約束約束 項中項中 ,單擊單擊“添添加加 按鈕按鈕 ,分別輸入分別輸入“人為約束條件人為約束條件 ,這些這些約束條件包括配方中特定飼料原料用量的限約束條件包括配方中特定飼料原料用量的限定；定； “合計合計 和和“豢養(yǎng)規(guī)范豢養(yǎng)規(guī)范 之間的差在經(jīng)之間的差在經(jīng)檢驗所允許的范圍之內(nèi)。檢驗所

9、允許的范圍之內(nèi)。利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方v4、規(guī)劃求解、規(guī)劃求解v 在輸完約束條件以后封鎖窗口在輸完約束條件以后封鎖窗口 ，回到，回到“規(guī)劃求解參數(shù)規(guī)劃求解參數(shù) 窗口窗口 ，擊選項按鈕，進(jìn)入，擊選項按鈕，進(jìn)入“規(guī)劃求解選項規(guī)劃求解選項 對話框，選中對話框，選中“采用線性模采用線性模型型 、“假定非負(fù)假定非負(fù) 、“正切函數(shù)、正切函數(shù)、“向前向前差分差分 、“牛頓法牛頓法 ，然后點擊確定按鈕，然后點擊確定按鈕 ，回到回到“規(guī)劃求解參數(shù)規(guī)劃求解參數(shù) 對話框。對話框。利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方v把這些條件全部輸入后單擊“求解 ：這時假設(shè)限制的約束條件都很恰當(dāng) ，就可以求得最優(yōu)解 ,得到最低本錢的飼料配方。然后單擊“確定 ，出現(xiàn)“規(guī)劃求解結(jié)果窗口，可在報告中選取“運算結(jié)果 等 3個報告,它們對分析配方結(jié)果很有協(xié)助，最后單擊“確定即可。有時由于條件限制過于苛刻等緣由，導(dǎo)致無法求得最優(yōu)解，電腦會給出一近似解，根據(jù)近似解分析，適當(dāng)調(diào)整約束條件后再次計算，直到稱心為止。利用Excel 2019“線性規(guī)劃優(yōu)化設(shè)計畜禽飼料配方 當(dāng)規(guī)劃求解勝利時 ,可以從“報告 列表框中運轉(zhuǎn)“運轉(zhuǎn)結(jié)果報告 、“敏感性報告 和“極限值報告 ，并分別保管。如圖顯示所求出的最優(yōu)解及其與設(shè)置的約束值之間的差。