Программа предоставляет пользователю 4 уровня сложности при конструировании рационов.
Первый, самый простой уровень сложности. Рацион можно составлять без использования математического оптимизатора путем введения значений количества кормов и добавок в специально предназначенные для этого поля. Предварительно производится выбор норм кормления и набора кормов, доступных для работы. На том уровне автоматизируются только процессы:
-
формирования исходной таблицы рациона;
-
выбора нормы кормления по широкому кругу показателей питательности в зависимости от тех факторов, которые на нее влияют (вид животных, возраст, физиологическое состояние, масса, продуктивность текущая, продуктивность плановая, качество продукции и др.);
-
выбора кормов из базы данных по кормам.
Перечисленные процедуры характерны для работы и на более высоких уровнях, если речь идет о составлении нового рациона, а не редактирование ранее составленного.
На этом уровне сложности пользователь вводит количество кормов и получает решение непосредственно после выхода из поля ввода/редактирования значения с возможностью наблюдать все изменения, происходящие в таблице рациона, уровень его сбалансированности, структуру, стоимость отдельно взятых кормов и стоимость рациона в целом.
Такой метод «неинтеллектуального» составления рациона, тем не менее, в некоторых ситуациях заслуживает внимания. Например, его можно использовать для анализа готового, существующего рациона, на предмет полноценности, стоимости, сбалансированности. Чаще всего с первым уровнем программы работают неискушенные пользователи или опытные пользователи при необходимости. В данном случае речь идет только о сокращении времени на работу с исходной информацией, при расчетах и распечатке готового варианта.
Второй уровень. На этом уровне программа позволяет конструировать рацион через определение его структуры по энергетическому показателю. Пользователь выбирает основной показатель, по которому производится расчет, и определяет структуру рациона, после чего программа производит все необходимые вычисления, формирует готовую таблицу рациона и форму для печати. Выбирается один из двух энергетических показателей – Кормовые единицы, или Обменная энергия. В процессе составления можно изменять выбранный показатель, после чего программа пересчитывает всю структуру и приводит ее в соответствие с предпочтением пользователя.
Составление рациона по структуре на основе энергетических показателей предоставляет пользователю больше возможностей, и на этом уровне математический оптимизатор еще не задействован. Варианты смесей и рационов задаются пользователем из расчета максимальной сбалансированности энергетического показателя.
Третий уровень – предполагает использование математического оптимизатора, который является ядром программы конструирования рационов и позволяет выбрать оптимальный рацион с учетом заданных пользователем ограничений на модель. Понятие ОПТИМАЛЬНЫЙ в данном случае подразумевает максимально сбалансированный по определяемым пользователем показателям питательности и при этом наиболее дешевый по стоимости вариант рациона, который может быть получен в конкретной производственно-экономической ситуации с учетом ограничений, определяемых технологией содержания, кормления, экономических факторов, возможности дифференцирования кормления по производственным и физиологически обусловленным группам. Пользователь определяет ограничения на использование кормов с учетом их питательности и
запасов в хозяйстве, а также с учетом их стоимости. Ограничения устанавливаются в зависимости от ассортимента кормов и добавок, доступных для приобретения или имеющихся в наличии на складах предприятия. Ограничения на содержание в рационе питательных веществ и энергии могут выбираться пользователем. Максимальное приближение к наилучшему варианту может быть достигнуто только при условии достаточного количества кормовых средств при их высоком качестве и разнообразии.
Четвертый уровень – предоставляет пользователю наиболее мощную возможность оптимизации рациона посредством математической процедуры последовательного максимально возможного приближения к наилучшему решению. Здесь задействована оригинальная математическая процедура, разработанная автором, которая позволяет в любом случае приблизиться к наилучшему решению в зависимости от значимости оптимизируемых показателей, определяемых пользователем через так называемые весовые коэффициенты (коэффициенты значимости). Процедура написана на языке высокого уровня VB6 и является главным интеллектуальным инструментом оптимизации.
Практика производства продукции животноводства в Беларуси показала, что в реальных производственных условиях практически невозможно составить идеальный рацион, сбалансированный по всем необходимым элементам питания. Можно говорить лишь о рационах, составленных наилучшим образом, т. е. о таких рационах, которые в условиях реальной кормовой базы дадут максимальный эффект кормления, ограниченный этой кормовой базой. Приходится выбирать, по каким показателям следует оптимизировать рацион в первую очередь, а по каким – во вторую, если это вообще возможно. Методы линейного программирования, до сих пор применяющиеся при решении подобных задач (симплекс-метод и др.), не позволяют этого сделать. Автор разработал оригинальный метод, соответствующий идеологии многоцелевого программирования в рамках теории полезности, широко распространенной в практике развитых стран при решении экономических задач. Такая методика позволяет балансировать рацион последовательно, начиная с показателей первой значимости, затем второй, третьей и т. д. Рацион может быть сбалансирован идеально при наличии большого (достаточного) набора полноценных кормовых средств, и степень его приближения к такому варианту тем ниже, чем ниже ассортимент и качество кормов.
Четвертый, наиболее интеллектуальный, уровень программы можно комбинировать с третьим. В этом случае метод приближения работает только в рамках ограничений, определенных пользователем, как это делается на третьем уровне, и только после этого реализуется механизм приближения по тем факторам, для которых заданы коэффициенты значимости.
Последовательность составления рациона может зависеть или не зависеть от того, с какого момента пользователь начал работу. Это означает, что можно начать с любого уровня и продолжить оптимизацию до получения наилучшего варианта рациона, максимально приближенного к физиологическим потребностям животных, и с максимальной экономической эффективностью. Но можно и прервать оптимизацию в любой точке, если пользователя устраивает полученный вариант.
В состав программы входит нормативная база данных и база данных по кормам. Такая научно-справочная информация обеспечивает автоматизацию процедур определения норм кормления и формирования таблицы рациона путем включения в нее выбранных пользователем кормов. Этот этап работы полностью автоматизирован.
Нормативная база данных – электронная таблица с информацией о потребности животных в энергии и всех необходимых элементах питания в соответствии с современными представлениями науки о кормлении сельскохозяйственных животных. Вся информация сведена в электронную таблицу, доступна для выбора (путем указания стро-
ки/записи в базе данных), редактирования, ввода или удаления новых записей в базу данных с нормами кормления. В данной версии программы максимальное количество записей о потребностях составляет 1000. При необходимости это количество можно увеличить до любого значения (но не более чем 64000 записей) путем внесения изменения в исходный текст программы. Выбор нормы автоматизирован. Достаточно пометить норму и нажать кнопку «Выбрать норму».
База данных по кормам – электронная таблица с информацией о питательности и стоимости наиболее распространенных кормов и добавок – более 650 наименований. Пользователь может использовать справочную информацию по кормам непосредственно из электронной таблицы, выбирая их для включения в состав рациона, помечая их в столбце «Выбор», а затем запуская процедуру выбора по кнопке «Выбрать корма».
Информации о кормах может быть дополнена или отредактирована. Можно задавать собственную питательность существующих кормов или добавить другие корма, фактически существующие в хозяйстве, после определения их питательной ценности. Все корма разделены на 6 категорий: грубые, сочные, корнеплоды, концентрированные, добавки, отходы. Возможно создание собственных категорий в специально предназначенном для этого столбце электронной таблицы.
Для удобства пользования можно использовать фильтрацию и группировку данных о кормах. Доступны все возможности управления данными, присущие электронной таблице Excel.
Загрузка программы.
Для загрузки программы служит специальный «Загрузчик оптимизационной модели», ярлык которого целесообразно вынести на рабочий стол компьютера. Ярлык ссылается на исполняемый модуль загрузчика RunExcelFile.exe.
Двойной клик вызывает диалоговое окно:
Кнопка «О компьютере» выводит информацию о программной и аппаратной конфигурации вашего компьютера. Кнопка «Загрузить модель» выводит диалог спецификации файла модели оптимизации рациона:
