電腦飼料配方講座(三)

第二節   微電腦的應用

        家禽畜以線型程式設計(Linear Programing)之最低成本日糧，已為人接受，且快速發展，且成為全球所有飼料工業界所應用。據估計，在美國使用線型設計配方，佔家禽混合飼料的95％，佔全部混合飼料的70％，自從1950年引進飼料界以來，有許多因素促成最低成本程式的發展，無可置疑的電腦科技方面的發展貢獻最大，最近發展的微電腦，使以前無能力接受這種服務的中小型飼料廠，也採用了最低成本配方。線型設計的發展對飼料製造的觀念上，引起甚大衝擊。最低成本系統的飼料配方；以原料的價格及其營養成分為基礎，來決定是否採用，影響了能進入配方之原料類型。使配方人員能從廣泛的原料中加以比較，並決定那些原料的混合，以達期望營養水準的可能最低成本，把日糧中的每一種營養需要量冠於經濟價值，促使對這些需要量的評估更為重視。

        由於電腦的能力和速度的增加，導致明顯的改變了配方人員的任務，以往配方人員每天花費大部份時間於日常的改變或修正配方，這些工作現在只佔他一部份的時間，使得配方人員能將其注意力變移到飼料配方和製造的另一個角度的部份，如評估原料，建立營養需要及品質管制。

Ⅰ、線型設計的定義

        線型設計為當有多種資料可利用，以及能由可利用資源中選擇的情況下，決定最佳資源(在此為不同之飼料原料)的安排，以獲致特殊的目標(如降低成本或最佳利潤)的數學技術(Mathematical technigue)，"電腦配方"(computer formulation)這個名詞常用來代表線型設計，線型設計為一種數學技術，能用鉛筆和紙張就可做的；只是利用電腦能大大的增加了速度及其能力，除基本的最低成本配方外，線型設計在飼料配方方面，尚有許多的用途，可用來分析替代可資利用資源的經濟性，或探討改變日糧營養規格(nutrient specification)的影響，或改變飼料原料的營養成分的影響，這些可由植物育種收到或加工方法來改變。

        基本上而言，線型設計是由一組直線方程式的聯立方程式以同時解答為基礎的系統。我們必須先將配方的需要量或規格轉變成數學上的一組直線，有些情況如原料所含的鈣或蛋白質量，容易解決，但有些其他的因素較維於解決，如適口性或用於反芻動物日糧之粗料活動力(Roughage activity)。

Ⅱ、線型設計飼料的優點

        使用線型設計的最主要優點，是能從多種飼料原料的選配，以符合特殊營養與物理需要的可能最低成本組合，得以快速及正確的解決。飼料原料的使用與否，完全依照其價值及營養成分來決定，對任何原料不具有任何的偏差，譬如在美國一般認為去氟磷酸鈣為鈣和磷的主要來源，但也含有高達4∼5％的鈉，可以用來供應雞的一部份鈉需要。

        使用線型設計。除主要的最低成本配方外，可得其他有關的資料，讓配方人員改善日糧的成本效率(Cost effectireness)，例如配方人員能快速決定任何特殊營養分或原料的限制和其成品日糧成本間的關係。他可能很快速的複查營養需要量及飼料原料的營養價值的潛在改變對成品日糧的成分及成本的影響。應用此資料，配方人員能夠決定，那一種營養需要或那一種飼料原料，對飼料配方成本的影響最大，提供了對最有回報潛力的研究計劃的指南。

        經由線型設計的使用，配方人員也可以研究飼料原料營養組成的差異，影響其經濟價值，及每一種原料佔成本的百分比，這種資料也可以做到為發展更有效的研究及品質控制程序的原則，當驗明某種原料佔有成本的比例大時，便要對該種原料的品質管制加強，如查出某種營養的成本效率高時，更得強調對該營養分的品管。

Ⅲ、線型設計的潛在問題

        使用線型設計飼料配方，引發一些潛在的問題，一般而言，用手計算飼料配方亦存在相同的問題，電腦只能作得快些。但不能說用電腦就要比用手算對動物的營養需要及原料的成分組成能得正確可靠的質料"如投入垃圾，出來的也是垃圾"(Garbage in-Garbage out)這句話便可正確的形容出來。

        需使用線型設計時，一些有關飼料原料使用的差異及飼料的織質(texture)的問題，會發生更多，有一些物理性狀的因素如粉塵、織質等相當抽象主觀性的，而不易以數字來表示。織質的重要性，一般以其所飼動物而異(如對反芻獸比雞較重要)。飼料的配方不管是自家使用或要直接銷售，客戶均不希望飼料識質的突然改變。飼料、日糧的膨鬆性不易測定。

        另一可能發生的問題是原料價格的突然改變而改變原料的使用，例如：電腦可能在這個星期選用玉米為日糧唯一的穀物原料，而下一星期則改變為高梁。雖雞能忍受這種突然的原料變動，但因此造成倉儲存貨，採購及動物績效不佳的問題。電腦實際上提供了預期有關飼料原料成分突然改變的資訊，同時也對飼料的需要做較佳的預測。

        透過多數電腦系統均可導出的價格敏感資訊，"蔽陰價格"(Shadow price)或"機會價格"(Opportunity price)，可預估出價格波動之可能配方更動的程度。例如：一種原料的價格敏感範圍甚廣，就可做強硬的交易承諾，如價格敏感範圍狹窄，一般是由於飼料原料間的強烈競爭所致，此時不該作出交易的承諾。

        有些線型設計程式只有清點飼料原料的功能，另一個則用限制某些原料的變動至原有配方的百分比範圍內，以使原料使用量波動的問題減至最少的程度，但配方人員和採購人員間需要合作，以找出最適當的原料採購計劃(Optimum ingredient procurement program)，如果能很適當的檢查時，線型設計系統能提供很多的資訊。

Ⅳ、設備及所需程式

        多年來都需附屬於大型電腦，才能執行日常飼料配方的線型設計，但由於微電腦的快速發展及各種適合於各種微電腦的有關線型設計軟片程式可利用，使人人都能有機會用上。許多很好的程式集，但也有許多程式集無法解決一些經常面臨較困難的線型設計，如參數分析之線型設計，能夠應付每天的經常處理的困難事務。

        主要由於微電腦的記憶力有限，解線型設計的行列式(Matrix)的能力受限制，大多數的線型設計之最小自由記憶(Free memory)，最近發展出來稍貴一點的512K記憶微電腦，則對行列式可以降低其能力的限制到最低。最低的記憶，最小還是要64K才能提供行列式足夠的空間。

        目前國內有許多具有線型設計功能的程式集軟體公司，許多是專為微電腦而設計，另一些則附屬於大電腦，如有興趣可自行接洽，以進一步瞭解他們的詳細功能，是否適合自己的需要。

Ⅴ.需要的資料

        要計算飼料配方，需要以下的資料提供電腦：

        1.日糧配方可利用原料的種類及價格。

        2.原料的各種營養成分。

        3.各種動物的最低、最高或確實數量的營養需要。

        4.因原料的特性，供應量的限制，對混合飼料的影響，有毒成分，可被打粒性等的任何物理性狀或非營養性的限制需加於限制條件內。

Ⅵ、資料的來源

        有許多可供配方人員有關原料營養價值及營養分需要量的基本資訊，當應用這些推薦時需瞭解原料的成分分析值是平均值，而飼養標準的營養需要量是對平均或績效良好之動物為對象的。每一個使用者需針對當地的情況與管理的管理而作適當的調整，由研究計劃所支援的品質管制可以配合而調配出對家禽畜更有效益的配方。

Ⅶ、飼料原料

        任何飼料配方系統的成功，大部份仰賴在線型設計系統內的正確資訊，尤其關於可利用原料的資訊方面，如能得更多有關原料的營養分及物理性狀的資訊越多，越能有效的調配出足夠營養價值的低成本日糧配方。

        有關原料平均營養成分有許多資訊的來源，這些資訊可用開始來做為建立陣列值，但這些值僅係代表平均值而已，但飼料配方需具有實際將調配用原料之正確值，這是配方人員努力以求的目標。

        雖大多數系統的設計均僅納入平均值，配方人員必須瞭解每一種可能選用原料之變異範圍，可將平均值調整主要營養分的1.5倍標準偏差(Standard deviation)的下限，以保證有90％以上的機會能符合最低的營養值，因此具變異大的原料則要用較低的值以保護此邊際安全，為此必需要維持高度進貨原料的品管，此保障所期望的原料品質，並促使資料庫的改善。採用一些原料的主要化驗，並持續執行化驗計劃，品管的化驗結果包括調整差異性，對改善資料庫是重要的，經由品質的化驗可分別出具有信用的供應商，因而希望能夠減少原料的變異性。

        能正確反應出原料的生物可利用性為最有效的營養值表示方法。多數飼料公司無法具備研究設備，以維持或支援這些正確進貨質料的獲取。許多主要原料的有關消化率或生物可利用率，已由公立的研究單位測定出來，現已有許多可以由很簡單的分析如水分、乙醚抽出物、蛋白質及醣類等，利用預測的方程式，來調整許多不同原料的營養成分。

        雖需要把重點放於日糧所用的主要原料，但其他的原料之營養成分亦需要注意，尤其是當地可採購的原料，使用這些原料時，在日糧配方有時要對其物理性狀及營養價值做適當的修改，如希望採用不常使用的原料時，則需適當的研究調查。

Ⅷ、飼料原料之設限

        家禽畜的日糧需對某些原料設限，有時配方人員強制使用不合成本的原料，有時更高的使用量會更合乎成本，但配方人員限制了用量，有許多理由對原料設限，有些理由很合理，但有些理由都毫無依據，如原料使用量必需控制時，配方人員需要瞭解設限的理由。例如：

1.可利用存貨數量的限制：

        有些原料如家禽副產的可用數量有限，需要用在各種不同的日糧，配方人員需要決定，如何把有限的原料適當的分配到每種日糧，且讓那些日糧使用最高量。有些電腦程式集如Mutiblend能同時計算數種配方，且將有限的原料做最佳的分配於不同日糧配方中。

2.對物理性的織質及貯存能力有不良影響：

        如脂肪和糖蜜等原料，可能是良好的能量來源，如飼餵量過高可能造成在倉庫內的飼料流動有架橋的現象(bridging)以及其他這類的問題。

3.魚粉的高使用量可能造成屠體及雞蛋的特異味道：

        部份原因，因每批魚粉內所含大不相同的魚油成分所致，因此需控制魚油而非魚粉的用量。

4.某些原料的有毒特性：

        棉仔粕是很好的例子，所含的棉仔酚(gossypol)能抑制生長及產蛋，以及對蛋造成脫色的現象，因為不同的加工技術，造成棉仔粕之棉仔酚的濃度很明顯的不同，因此需控制日糧中的gossypol用量，而非控制棉仔粕之用量。

5.含過量的鹽：

        有些原料如餅乾產物含有高量的鹽。使用一般的用量是很好的原料，但高量的使用則影響正常的生長增重，鹽的用量則需要設限，而不是對原料本身要設限，原料的含鹽量變動可以電腦來調整。

6.某些原料營養成分的變異：

        某些原料，因其成分不穩定而限制了其用量，這類限制的例子如動物的副產物便是很好的例子，如果有良好的品質管制的執行，對進貨原料的營養特性要更瞭解，這個限制可以放鬆。

        對某一些原料需經常給予設限，但配方人員需要時時了解其設限的理由，並盡力去克服這些問題。

Ⅸ、營養分

        美國國家研究委員會(National Research Council, NRC)對肉雞有14種胺基酸，13種維他命及12種礦物質的建議需要量。剛開始使用線型設計的人，有一種要將許多營養成分包括入規格內的趨勢，但大部份的情況下規格的營養分設限項目不會超過一打，這個設限數目主要依可使用原料的品系及品質，一般配方人員靠經驗可以知道那些營養分當在電腦內表示其最低值。

        依一般的原則，一般肉雞飼料配方成本的95％花在滿足能量及蛋白質的需要量上。約3∼3.5％在維他命及礦物質的補充，1.5∼2％在藥品、生長促進劑及球蟲藥。

        飼料配方的主要重點，必需放在對日糧成本和績效影響最大的方面，配方人員，不考慮不同飼料所含維他命及礦物質的變異，依所用原料之不同，這些原料的成分可能每個地方有所差異。

        肉雞及火雞的胺基酸需要量，要以每個百萬卡(Mcal)的百分比為基礎來表示，而蛋雞要以每日胺基酸之需要來表示。胺基酸的水準，有時建議低於最大增重，可能得到更具有經濟的績效。如果安全邊際被削得過於緊湊，羽毛及啄毛問題以及有關的其他問題可能會發生。

        選擇日糧的最佳能量水準，代表配方人員的重要經濟決策，也是控制生產成本的最大主要因素，因高能量一般能得較高的增重率及每單位增重需要較少的飼料，故具有吸引力，但經由線型設計程式的使用，能輕易的決定最合乎經濟的能量水準。如能得到時，可經由參數分析程式或讓日糧的重量浮動，以選擇最具經濟的能量水準。

                                                           飼料營養雜誌(17~22)－邱文石．八六年十一期

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