Tiểu luận môn Hệ hỗ trợ ra quyết định Hệ hỗ trợ lập khẩu phần thức ăn nuôi lợn

Nên việc xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định lập khẩu phần ăn được thiết kế nhằm tối ưu hóa giá thành sản phẩm từ những nguyên liệu đầu vào hữu hạn, lập được nhiều công thức phù hợp cho từn

Page 2

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I KHẢO SÁT YÊU CẦU HỆ THỐNG THỰC 6

1 Yêu cầu mô hình hỗ trợ lập khẩu phần ăn 6

1.1 Hỗ trợ cho ai? 6

1.2 Lợi ích của mô hình hỗ trợ 6

1.3 Hỗ trợ cái gì? 6

2 Hoạt động của hệ thống trong thực tế 7

2.1 Bài toán thực tế 7

2.2 Thông tin đầu vào 7

2.3 Thông tin đầu ra 10

2.4 Hoạt động của hệ thống thực 11

3 Mô hình lập khẩu phần ăn cho lợn 12

3.1 Nguyên tắc lập khẩu phần thức ăn cho lợn 12

3.2 Các mô hình lập khẩu phần ăn tối ưu cho lợn 13

4 Mô hình hỗ trợ lập công thức khẩu phần thức ăn 16

4.1 Mô tả hệ thống phần cứng, phần mề sẽ sử dụng 16

4.2 Xây dựng mô hình lựa chọn quyết đinh 16

4.3 Xây dựng thuật toán giải quyết mô hình lập khẩu phần ăn 16

CHƯƠNG II XÂY DỰNG HỆ THỐNG 19

1 Các chức năng chính của hệ thống 19

2 Xây dựng cơ sở dữ liệu đầu vào 19

3 Xây dưng thức ăn chăn nuôi cho từng loại lợn 20

4 Yêu cầu thành phần dinh dưỡng 21

5 Cơ sở dữ liệu cho Hệ hỗ tợ ra quyết định 22

6 Thiết kế quy trình lập khẩu phần thức ăn 23

CHƯƠNG III CÀI ĐẶT CHƯƠNG TRÌNH 26

1 Môi trường hoạt động của chương trình 26

2 Thiết kế giao diện chính 26

KẾT LUẬN 28

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

Page 3

LỜI MỞ ĐẦU

Theo số liệu phân tích và thống kê thị trường của Cục Chăn nuôi, Bộ Nông nghiệp

và Phát triển nông thôn, thị trường chăn nuôi lợn trong nước có xu hướng tăng mạnh Nắm bắt xu thế đó các doanh nghiệp sản xuất thức ăn chăn nuôi chú trọng và tập trung vào thị phần sản xuất thức ăn cho lợn

Để tạo ưu thế trong việc bán hàng ra thị trường các doanh nghiệp thường phải sử dụng các công thức phối trộn thức ăn có chất lượng tốt với giá cả cạnh tranh Nên việc xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định lập khẩu phần ăn được thiết kế nhằm tối ưu hóa giá thành sản phẩm từ những nguyên liệu đầu vào hữu hạn, lập được nhiều công thức phù hợp cho từng loại lợn

Số lượng nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi tại Việt Nam 2013-2015

Số lượng Lợn của Việt Nam trong giai đoạn 2013-2015

Nguồn: Cục Chăn nuôi Việt Nam

Hệ thống hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System - DSS) với sự kết hợp của máy tính đã được áp dụng nhiều trong các công tác quản lý, những công việc tất yếu liên quan đến việc ra quyết định DSS có thể giúp những nhà quản lý đưa ra các quyết

Mô hình hỗ trợ của hệ thống được xây dựng như sau:

Dữ liệu đầu vào: Nguyên liệu đầu vào (giá và thành phần dinh dưỡng); Tiêu chuẩn cho từng loại thức ăn cho lợn, nhu cầu của thị trường

Quá trình xử lý: Tính toán giá thành, thành phần dinh dưỡng kết hợp với các ràng buộc để đưa ra các khẩu phần ăn cho lợn

Dữ liệu đầu ra: Lập được các khẩu phần cho lợn, giúp các nhà quản lý có thể đưa

ra quyết định lựa chọn công thức tối ưu nhất đối với tình hình thực tế có giá tốt và thành phần dinh dưỡng đảm bảo

Một hệ thống hỗ trợ ra quyết định tốt có thể đóng vai trò như một người trung gian

sẽ hỗ trợ người lập khẩu phần ăn đưa ra các quyết định đúng đắn Bằng cách xác định mục đích và nhu cầu của khách hàng, hệ thống có thể đưa ra một tập các gợi ý giúp cho lập khẩu phần ăn dễ dàng chọn lựa nguyên liệu đầu vào cho các công thức Qua đó hiệu suất của việc lập công thức khẩu phần ăn được tăng cao một cách đáng kể

Hệ hỗ trợ ra quyết định lập khẩu phần thức ăn cho lợn sẽ giải quyết một số yêu cầu trong thực tế sau:

- Xây dựng một hệ hố trợ ra quyết định lập khẩu phần thức ăn cho lợn dựa trên phần mềm Microsoft Office Excel

- Hệ thống cung cấp chức năng cập nhật giá cho nguyên liệu đầu vào

- Hệ thống có thể bổ sung hoặc loại bỏ nguyên liệu đầu vào, lập bảng các nguyên liệu hay được sử dụng cho việc lập khẩu phần ăn

- Chỉnh sửa, thay đổi các thành phần dinh dưỡng khi được các cơ quan chức năng, nhà nghiên cứu công bố các tiêu chuẩn liên quan đến thức ăn hỗn hợp cho lợn

- Lập được công thức với các dữ liệu có thể cung cấp ở đầu ra gồm: Năng

lượng trao đổi, thành phần dinh dưỡng, giá cả…

Page 5

BỐ CỤC BÀI BÁO CÁO GỒM:

Lời mở đầu: Giới thiệu tổng quan về hệ hỗ trợ ra quyết định, đề tài, ý nghĩa thực

tiễn của đề tài

Chương 1 Khảo sát yêu cầu hệ thống thực

- Trình bày các yêu cầu của mô hình hỗ trợ và hoạt động thực tế của hệ thống lập

khâu phần ăn trong doanh nghiệp

Chương 2 Xây dựng hệ thống

- Xây dựng mô hình hỗ trợ, thuật toán giải các mô hình hỗ trợ lập khẩu phần thức

ăn cho lợn

- Trình bày kết quả phân tích thiết kế hệ hỗ trợ lập khẩu phần thức ăn cho lợn phần

mềm được thiết kế dựa trên các bài toán quy hoạch tuyến tính

Chương 3 Cài đặt chương trình

Kết luận và hướng phát triển

Danh mục tài liệu tham khảo

Page 6

CHƯƠNG I KHẢO SÁT YÊU CẦU HỆ THỐNG THỰC

1 Yêu cầu mô hình hỗ trợ lập khẩu phần ăn

1.1 Hỗ trợ cho ai?

Hệ hỗ trợ ra quyết định lập khẩu phần thức ăn cho lợn hỗ trợ người lập công thức lựa chọn được các nguyên liệu phù hợp với từng loại thức ăn cho lợn Dựa trên các yêu cầu về lập công thức có thành phần dinh dưỡng phù hợp, giá thành đáp ứng được yêu cầu của thị trường

Người lập công thức có thể thay đổi thành phần nguyên liệu đầu vào để có được giá thành tốt nhất có thể dựa trên hệ hỗ trợ được thiết kế, hoặc có được thành phần dinh dưỡng theo yêu cầu với cùng một mức giá, hoặc cho từng loại lợn

1.2 Lợi ích của mô hình hỗ trợ

Hệ thống được thiết kế sẽ giúp cho người lập khẩu phần ăn cho lợn có thể lập được những công thức phù hợp cho từng loại lợn, theo dõi được thành phần dinh dưỡng tối thiểu và tối đa trong các sản phầm, tính toán được giá thành nhanh chóng, từ đó giúp cho việc lập công thức dễ dàng thay đổi thành phần nguyên liệu đầu vào để đáp ứng được yêu cầu đầu ra của sản phẩm thỏa mãn yêu cầu về giá và chất lượng

Khi hệ thống được thiết kế sẽ giúp cho người lập công thức có những sự hỗ trợ tối

đa trong việc lập khẩu phần ăn mới, sửa đổi khẩu phần ăn cũ một cách dễ dàng với mục tiêu giảm giá thành và chất lượng sản phẩm không đổi khi có sự biến động giá từ nguyên liệu đầu vào

Tính được giá thành các sản phẩm từ giá nguyên liệu đầu vào

Xác định được thành phần dinh dưỡng của từng sản phẩm

1.3 Hỗ trợ cái gì?

Yêu cầu đòi hỏi hệ thống phải hỗ trợ được cho việc lập khẩu phần ăn cho lợn đáp ứng được yêu cầu của khách hàng về chất lượng (Thành phần dinh dưỡng của sản phẩm)

và giá cả từ những nguyên liệu sãn có trong kho của doanh nghiệp

Hệ thống phải đáp ứng được yêu cầu khi giá thành nguyên liệu đầu vào thay đổi

có thể thay đổi nguyên liệu đầu vào mà giá và chất không đổi

Hệ thống đáp ứng được khi cần giảm giá thành, chất lượng không thay đổi, mà chỉ cần thay đổi nguyên liệu đầu vào

Page 7

2 Hoạt động của hệ thống trong thực tế

2.1 Bài toán thực tế

Khi cần thay đổi thành phần trong khẩu phần ăn với các mục đích sau:

- Khi nguyên liệu đầu vào có sự biến đổi, cần điều chỉnh công thức

- Khi có áp lực từ đối thủ cạnh tranh, phải thay đổi thành phần nguyên liệu đầu vào nhằm giảm giá bán, chất lượng sản phầm không đổi

- Yêu cầu dinh dưỡng cho từng loại lợn khác nhau cần thay đổi nguyên liệu đầu vào, giá không đổi

- Khẩu phần thức ăn chăn nuôi heo có những thay đổi theo thời tiết, mùa vụ, loại lợn, dịch bệnh…

2.2 Thông tin đầu vào

Thông tin đầu vào cho hệ hỗ trợ ra quyết định lập khẩu phần ăn bao gồm:

Nguồn năng lượng trong nguyên liệu: Khi cần các thức ăn có năng lượng cao thì

chủ yếu là hạt ngũ cốc Cần lưu ý đến hàm lượng xơ của thức ăn Nếu xơ nhiều sẽ làm giảm sự ngon miệng và độ tiêu hóa thức ăn, chất xơ cũng sẽ làm ảnh hưởng đến độ kết dính của viên thức ăn Các nguyên liệu có hàm lượng xơ cao không nên sử dụng làm thức ăn cho lợn sữa

Nguồn Protein trong nguyên liệu: Nguồn protein cung cấp tốt nhất cho gia súc,

gia cầm nói chung là nguồn protein động vật Tuy nhiên để giảm giá thành và cân đối acid amin thiết yếu, nên phối chế thức ăn từ nhiều nguồn protein Khi sử dụng nguồn protein bột gia súc, gia cầm bằng bột động vật khác hoặc bột thực vật Mức độ thay thế không nên quá 50% Để đảm bảo dinh dưỡng cho gia súc, gia cầm khi sử dụng các nguồn protein thay thế bột cá nên có thể bổ sung acid amin tổng hợp, các acid béo thiết yếu, premix khoáng, vitamin Tuy nhiên thực tế là sinh trưởng và chất lượng của đối tượng nuôi khi sử dụng thức ăn có chủ yếu là nguồn protein thực vật vẫn kém hơn so với protein từ bột cá Nguyên nhân là do các chất bổ sung thường dễ bị biến đổi trong quá trình chế biến cũng như và tan nhanh trong môi trường nước Thêm vào đó độ ngon miệng, độ cứng của viên thức ăn cũng không thích hợp cho gia súc, gia cầm

Page 8

Ví dụ về thành phần dinh dưỡng của một số loại thức ăn

Nguồn: Viện Chăn nuôi Việt Nam

Các loại Độc tố trong nguyên liệu thô và vi chất: Cần lưu ý khi sử dụng các

nguồn nguyên liệu có nguồn gốc thực vật thường có độc tố hoặc chất kháng dinh dưỡng,

do đó việc xử lý các nguồn nguyên liệu này trước khi đưa vào phối chế thức ăn là cần thiết, nhằm hạn chế tới mức thấp nhất ảnh hưởng của các chất này đến sinh trưởng, sức khỏe và cả chất lượng của sản phẩm nuôi sau này

Biến đổi thành phần sinh hóa: Một số tài liệu có công bố về giá trị dinh dưỡng

của một số nguồn nguyên liệu, tuy nhiên trong sử dụng nên lưu ý là chất lượng của nguyên liệu biến động theo khu vực, mùa, kỹ thuật chế biến và bảo quản Do đó nên phân tích lại thành phần sinh hóa của nguyên liệu trước khi phối chế thức ăn Ví dụ về bảng thành phần hóa học của các nguyên liệu

Tác dụng hóa học giữa các thành phần nguyên liệu: Có 4 kiểu chính về sự tương

tác giữa các chất dinh dưỡng trong thức ăn:

[1] Nhóm vi lượng với các thành phần dưỡng chất khác trong thức ăn: Các ăn thức

ăn thiếu vitamin B1 nhưng có hàm lượng carbohydrat cao thì dấu hiệu bệnh lý thể hiện

Page 9

sớm hơn, tỉ lệ chết cao hơn là gia súc, gia cầm ăn thức ăn thiếu vitamin B1 nhưng có hàm lượng lipid cao Quá trình biến dưỡng vitamin B6 thì có liên quan đến quá trình biến dưỡng protein và acid amin Nhu cầu B6 của gia súc, gia cầm có liên quan đến nguồn nguyên liệu cung cấp protein là bột cá hay bột thực vật

[2] Khoáng với khoáng: nhu cầu Mg phụ thuộc vào hàm lượng Ca, P

[3] Vitamin với khoáng: khả năng hấp thu khoáng hạn chế nếu trong thức ăn thiếu vitamin D Thiếu vitamin C ảnh hưởng đến sự hấp thu Fe

[4] Vitamin với vitamin: Dấu hiện bệng lý sẽ thể hiện nhanh và trầm trọng hơn nếu thức ăn cung cấp thiếu cả hai nguồn B12 và folic acid

Độ ngon của thức ăn: Có thể ảnh hưởng đến cường độ ăn của gia súc và gia cầm,

ảnh hưởng đến khả năng tiết dịch tiêu hóa Để đánh giá độ ngon người ta dựa vào 6 tham

số sau:

[1] Thức ăn mới ngon hơn thức ăn cũ

[2] Thức ăn tinh ngon hơn thức ăn thô

[3] Thức ăn thô xanh ngon hơn thức ăn khô

[4] Thức ăn đạm ngon hơn thức ăn năng lượng

[5] Đạm động vật ngon hơn đạm thực vật

[6] Thức ăn càng nhiều khoáng càng kém ngon

Giá của nguyên vật liệu đầu vào: Ngoài vấn đề chất lượng, vấn đề giá cả và tính

sẵn có của nguyên liệu đóng vai trò quan trọng trong chế biến thức ăn thủy sản Khi xây dựng được một công thức thức ăn hoàn hảo về mặt dinh dưỡng, nhưng giá thành cao, nguồn nguyên liệu khó chủ động thì không thể tiêu thụ được trên thị trường Vì vậy khi xây dựng công thức thức ăn nên dựa vào nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương, giá thành rẻ Ngoài ra giá cả của nguyên liệu phụ thuộc theo mùa, vì vậy nên xây dựng nhiều phương án sử dụng nguyên liệu để chủ động nguồn nguyên liệu

Ví dụ về giá 1 nguyên liệu đầu vào của 2 nhà cung cấp khác nhau

Nguồn: Sonyvn.com

Page 10

Các tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn sản xuất thức ăn hỗn hợp cho lợn được Viện Chăn

nuôi Việt Nam công bố

2.3 Thông tin đầu ra

Thông tin đầu ra của hệ hỗ trợ lập khẩu phần ăn cho lợn chính là công thức khẩu phần ăn cơ bản gồm các thông tin:

- Công thức khẩu phần ăn được lập dành cho loại lợn nào

- Các nguyên liệu chính của khẩu phần ăn

- Tỷ lệ thành phần của các nguyên liệu trong khẩu phần ăn

- Năng lượng trao đổi, thành phần dinh dưỡng của của khẩu phần ăn

- Giá thành của khẩu phần ăn được lập

Có một bảng giá nguyên liệu đầu vào cho hệ hỗ trợ ra quyết định, bảng giá này có thể thay đổi

Người lập khẩu phần ăn, lựa chọn loại lợn cần lập khẩu phần

Dựa theo các tiêu chuẩn và ràng buộc của bài toán để lựa chọn nguyên liệu đầu vào cho bài toán

Xác định hàm mục tiêu của bài toán gồm: Thành phần dinh dưỡng, giá thành của khẩu phần ăn, để lựa chọn và phối hợp nguyên liệu đầu vào

Dựa theo những hiểu biết của người lập công thức, cũng như cơ sở dữ liệu sẵn có

để tiến hành lập khẩu phần ăn cũng như sửa đổi khẩu phần

Sau khi lập được khẩu phần ăn, chỉnh sửa và so sánh với các khẩu phần trước đó nhằm quyết định lựa chọn khẩu phần phù hợp để sản xuất

Người lập công thức đưa ra các lựa chọn cho bộ phận lập kế hoạch sản xuất lựa chọn công thức khẩu phần ăn

Page 12

Sơ đồ làm việc

3 Phương pháp lập khẩu phần ăn cho lợn

3.1 Nguyên tắc chung khi lập khẩu phần thức ăn cho lợn

Xây dựng khẩu phần ăn hợp lý không những nâng cao năng suất chăn nuôi lợn mà còn tiết kiệm thức ăn và từ đó làm tăng thêm hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi lợn Xây dựng được khẩu phần hiệu quả cần chú ý đến 2 yếu tố chính:

+ Nhu cầu dinh dưỡng cho lợn (năng lượng: Protein, axit amin, chất khoáng, vitamim…)

+ Thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng của các loại thức ăn và giá các loại nguyên liệu đố

Khi xây dựng khẩu phần ăn cần chú ý đến giới hạn tối đa của từng loại thức ăn nguyên liệu dùng trong hỗn hợp Ví dụ: bột sắn đối với thức ăn của lợn vỗ béo tối đa là 30- 40%, bột các là 7-10% Trong hỗn hợp của lợn thường phối hợp từ 5-6 loại thức

ăn để chúng bổ sung dưỡng chất cho nhau, làm cho khẩu phần ăn cân đối về các chất dinh dưỡng và giá thành thức ăn sẽ rẻ hơn

Khi xây dựng khẩu phần ăn cũng cần quan tâm phối hợp các loại thức ăn để tạo độ ngon phù hợp cho từng loại lợn ở từng giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác nhau Các loại nguyên liệu thức ăn phải có chất lượng tốt, không bị ôi mốc, mọt và không bị lẫn các tạp chất khác

Page 13

3.2 Phương pháp lập khẩu phần thức ăn cho lợn

Thức ăn cho lợn gồm 3 loại chính:

+ Thức ăn giàu năng lượng gồm các loại ngũ cốc (Ngô lúa mỳ, mạch, cao lương, gạo,…) cám, các loại củ (sắn, khoai…), được phân loại là nhóm A

+ Thức ăn giàu protein: gồm bột cá, kho dầu, các loại hạt họ đậu… được phân loại

là nhóm B

Thức ăn bổ sung khoáng và vitamin Thức ăn này chiếm số lượng không nhỏ, khoảng 3% trong thành phần thức ăn, trên thị trường người ta có thể mua để hỗn hợp với hai hoại thức ăn trên như premix khoáng, premix vitamin Được phân loại là thức

ăn nhóm C

Cách tiến hành lập khẩu phần ăn với 3 thành phần trên:

+ Thức ăn nhóm A gồm cám, ngô, tấm với tỷ lệ trộn giả định như sau:

Cám gạo: 40% có 13% protein thô

Ngô: 40% có 10,8% protein thô

Tấm: 20% có 9,6% protein thô

Tính bình quân và làm tròn là: 10% protein thô

+ Thức ăn nhóm B gồm bột các, khô dầu lạc với tỷ lệ giả định như sau:

Page 14

Ví dụ lập khẩu phần ăn cho heo nái nuôi con có mức protein trong khầu phần ăn

là 15 % Lập sơ đồ đường chéo hình vuông:

Số lượng thức ăn nhóm A trong 100 kg thức ăn là:

30% *(30+4)% * 100 kg = 88,24 kg

Số lượng thức ăn nhóm B trong 100kg thức ăn hỗn hợp là:

4% *(30+4)% * 100 kg = 11,76 kg

Bớt 2 kg thức ăn nhóm A và 1 kg thức ăn nhóm B cho thức ăn nhóm C, như vậy

tỷ lệ các loại thức ăn trong 100 kg thức ăn hỗn hợp là:

Page 15

3.3 Mô hình lập khẩu phần ăn tối ưu cho lợn

Để đảm bảo khẩu phần ăn hàng ngày có thể sử dụng n loại thức ăn khác nhau Biết rằng trong mỗi đơn vị thức ăn loại j có aij đơn vị thành phần hóa học, khoáng chất hoặc vitamin i, i=1,2, ,m; mua 1 đơn vị thức ăn j phải trả số tiền là cj, j=1,2, ,n Khẩu phần

ăn của gia súc hàng ngày cần một lượng bj protein,khoáng chất, vitamin… loại i, i=1,2, ,m

Lập mô hình tối ưu khẩu phần ăn cho lợn với chi phí nhỏ nhất

Đặt x

j là số lượng thức ăn loại j cần mua, j=1,2, ,n.

Khi đó lượng vitamin loại i có trong thức ăn là: ai1x+ai2x+ +ainx

Ta có bài toán: Cần xác định phương án xj, j=1,2, ,n sao cho:

Phương trình (1) chính là giải quyết tối ưu về giá

Các phương trình (2) là để giải quyết các ràng buộc về tỷ lệ protein, khoáng chất, vitamim, năng lượng trao đổi trong thành phần dinh dưỡng… có trong khẩu phần ăn cho từng loại lợn khác nhau

(3) chính là thành phần các nguyên liệu có trong khẩu khẩu phần ăn