談配方軟件中幾個(gè)常用的參數(shù)

awang · 發(fā)表于 2008-6-11 18:23:29

注意：此文為原創(chuàng)，需要引用或者轉(zhuǎn)載，請(qǐng)與作者聯(lián)系！違法必究！

   前面幾個(gè)帖子發(fā)布后，得到了很多網(wǎng)友的熱心回復(fù)。許多網(wǎng)友都給我發(fā)郵件，時(shí)間的原因，不能一一作詳細(xì)探討。其中好些問題都涉及到配方軟件的使用和評(píng)價(jià)，更有熱心的朋友向我推薦一款優(yōu)秀的配方軟件需要些什么樣的功能。比如說影子價(jià)格、比如說配方分析、比如說對(duì)原料性價(jià)比的評(píng)價(jià)等等，諸如此類，不勝枚舉。
      我把這些問題粗略歸納了一下，這幾個(gè)問題實(shí)際上都是線性規(guī)劃的幾個(gè)比較常用的參數(shù)而已，某些商業(yè)配方軟件提供了這些常用參數(shù)，有的又沒有。從純粹數(shù)學(xué)的角度來看，這些參數(shù)對(duì)于一個(gè)純粹的數(shù)學(xué)模型分析來講，是很有意義的。我們想討論的是，這些參數(shù)對(duì)于我們進(jìn)行配方設(shè)計(jì)的作用。
      首先看看影子價(jià)格。關(guān)于影子價(jià)格相關(guān)論述的文獻(xiàn)十分豐富，而且各種論述中對(duì)影子價(jià)格的定義也有很大的差異。最早利用影子價(jià)格優(yōu)化資源配置的應(yīng)該是康托羅維奇。1939年，康托羅維奇在《組織和計(jì)劃生產(chǎn)的數(shù)學(xué)方法》一書中提出了所謂的“求解乘數(shù)”方法，以求解一系列與生產(chǎn)有關(guān)的線性規(guī)劃問題。他所提出的影子價(jià)格對(duì)偶規(guī)劃計(jì)算方法也被認(rèn)為是最為“正統(tǒng)”的影子價(jià)格計(jì)算方法。
      他的這種計(jì)算方法用于配方計(jì)算，那么就僅僅能夠得出各個(gè)限制因素的影子價(jià)格，即營(yíng)養(yǎng)素的影子價(jià)格。由于飼料原料中的各種營(yíng)養(yǎng)素除了少數(shù)原料，比如說合成氨基酸能夠單獨(dú)存在以外，而能量和大部分其它營(yíng)養(yǎng)素都是以飼料原料的形式復(fù)合存在，所以，除了調(diào)整飼料營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)有一定指示作用而外，這個(gè)影子價(jià)格（或者叫對(duì)偶價(jià)格）似乎沒有特殊的意義。
      靈敏度分析是描述線性規(guī)劃結(jié)果的另一種參數(shù)。通過做靈敏度分析，我們可以知道線性規(guī)劃模型在條件變化時(shí)，這些條件變化對(duì)規(guī)劃結(jié)果、影子價(jià)格等影響大小的程度，甚至指出這種變化的臨界點(diǎn)。通過靈敏度分析，至少可以得出3組分析結(jié)果。用于飼料配方計(jì)算描述最多的是目標(biāo)函數(shù)系數(shù)的靈敏度分析。因?yàn)椋瑢?duì)于飼料配方模型而言，目標(biāo)函數(shù)的系數(shù)實(shí)質(zhì)上就是各種原料的價(jià)格。也就是說，通過目標(biāo)函數(shù)系數(shù)的靈敏度分析，我們可以得到所有參與規(guī)劃的原料價(jià)格變化對(duì)規(guī)劃結(jié)果的影響。單個(gè)原料價(jià)格在此原料靈敏度范圍內(nèi)變化，不會(huì)影響線性規(guī)劃的結(jié)果（各種原料的配比比例）。通過目標(biāo)函數(shù)系數(shù)的靈敏度分析，單個(gè)原料價(jià)格發(fā)生變化的時(shí)候，配方工作者可以比對(duì)變化后的價(jià)格和靈敏度分析結(jié)果，確定是否修改配方。需要指出的是，這種變化是單一的，也就是說，運(yùn)用它的唯一前提就是，其他原料價(jià)格都不變，而只有一種原料價(jià)格發(fā)生變化。實(shí)際上，現(xiàn)實(shí)生活中這種情況很少遇到，各種原料的價(jià)格都有一定的依存關(guān)系，一種原料價(jià)格發(fā)生變化而其它原料價(jià)格都保持恒定的情況幾乎不會(huì)存在。
      如前所述，正常的對(duì)偶規(guī)劃無法給出原料影子價(jià)格。然而配方師往往又需要對(duì)原料價(jià)格進(jìn)行評(píng)估，于是，一些學(xué)者，包括一些配方軟件就考慮把目標(biāo)函數(shù)系數(shù)的靈敏度分析作為原料的影子價(jià)格，甚至于認(rèn)為，靈敏度分析的上下限可以作為原料進(jìn)入配方的實(shí)際價(jià)值看待，并把他作為評(píng)價(jià)飼料性價(jià)比的一個(gè)重要依據(jù)。有人曾撰文，經(jīng)過線性規(guī)劃，對(duì)于進(jìn)入配方的原料的靈敏度上限便是該原料的影子價(jià)格，該影子價(jià)格也就是該原料的實(shí)際價(jià)值；對(duì)于沒有進(jìn)入配方的原料靈敏度下限便是該原料的影子價(jià)格，而該價(jià)格也就是該原料在該配方的實(shí)際價(jià)值。其核心觀點(diǎn)就是，只有市場(chǎng)價(jià)格低于影子價(jià)格時(shí)，該原料才能夠進(jìn)入配方，而此時(shí)的影子價(jià)格就是該原料的實(shí)際價(jià)值。這種觀點(diǎn)，大概就是有人問我配方中原料實(shí)際價(jià)值的由來。
   對(duì)于這種觀點(diǎn)，本人并不贊同。首先，把一個(gè)影子價(jià)格和靈敏度這兩個(gè)本身相互獨(dú)立，算法各異，并且有各自內(nèi)涵的概念扯到一起，本來就很牽強(qiáng)。當(dāng)然，有人要把它換一個(gè)稱呼，雖然我不提倡，但是也不反對(duì)。其實(shí)，我不贊成的理由還主要是這種觀點(diǎn)是不科學(xué)的。特別是，過度拔高目標(biāo)函數(shù)系數(shù)靈敏度分析的作用，以至于把它拿來作為評(píng)價(jià)飼料原料實(shí)際價(jià)值的手段和飼料原料的采購(gòu)依據(jù)。起初一看，似乎這個(gè)想法是很先進(jìn)的，因?yàn)檫@種評(píng)價(jià)辦法好像是考慮了原料的所有營(yíng)養(yǎng)素，并且和動(dòng)物需要進(jìn)行了良好的結(jié)合。但是，有這種想法的人基本上都忽略了這么一個(gè)事實(shí)，那就是，線性規(guī)劃對(duì)于原料選擇的前提，能否進(jìn)入線性規(guī)劃的結(jié)果，實(shí)質(zhì)上主要取決于該原料含有的營(yíng)養(yǎng)素是否可以被取代，而并非是單純的價(jià)格因素。某種原料如果能夠提供其它原料無法取代的營(yíng)養(yǎng)素，而該營(yíng)養(yǎng)素恰好又被列為規(guī)劃條件，那么這種原料價(jià)格即便是無窮大，規(guī)劃程序也不會(huì)因此減少用量。比如說，一個(gè)配方中能夠給該配方提供鈉離子的原料主要是食鹽和碳酸氫鈉（其余大宗原料含量太低，無法滿足需要），那么，這個(gè)時(shí)候通過敏感分析的結(jié)果往往會(huì)導(dǎo)致食鹽和碳酸氫鈉的敏感上限很高，遇到這種情況，我們是否可以認(rèn)為食鹽和碳酸氫鈉具有很大的營(yíng)養(yǎng)潛力而大肆采購(gòu)呢？顯然，這種結(jié)論是很可笑的。我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)飼料原料的性價(jià)比，往往是從社會(huì)提供該原料的稀缺程度而言，而靈敏度分析卻是僅僅針對(duì)一個(gè)配方中的數(shù)據(jù)而言。不僅如此，靈敏度分析結(jié)果還會(huì)因?yàn)榕浞綏l件的細(xì)微改變而發(fā)生改變，根據(jù)一個(gè)隨時(shí)可能改變的參數(shù)來確定其真實(shí)價(jià)值幾乎沒有什么實(shí)質(zhì)意義。如果你所做的是高能量的配方，可能油脂等高能量原料會(huì)有很高的靈敏度上限，而當(dāng)你適當(dāng)降低營(yíng)養(yǎng)水平，油脂可能因?yàn)椴槐灰?guī)劃程序所選擇而變得“一文不值”。面對(duì)這種荒謬的結(jié)果，飼料廠的采購(gòu)決策者究竟是以高能配方中的油脂敏感分析結(jié)果來做決策還是不被選擇的低能飼料分析結(jié)果來做決策呢？隨便舉個(gè)例子，我們來做一個(gè)蛋雞飼料配方。
營(yíng)養(yǎng)素                   標(biāo)準(zhǔn)       上限
代謝能(Mcal/Kg)       2.7
粗蛋白質(zhì)(%)          16.5
鈣(%)                      3.5
總磷(%)                   0.45
非植酸磷(%)             0.32
賴氨酸(%)                0.75
蛋氨酸(%)                0.34
蛋+胱氨酸(%)          0.65
蘇氨酸(%)                0.55
色氨酸(%)                0.16
精氨酸(%)                0.76
組氨酸(%)                0.25
亮氨酸(%)                1.02
氯(%)                      0.15       0.15
鈉(%)                      0.15       0.15
飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)
飼料編號(hào)          飼料名稱       飼料描述                                     價(jià)格       配方       上限       下限       敏感下限       敏感上限       DM          數(shù)據(jù)來源
4-07-0279       玉米                成熟,GB/T17890-1999,1級(jí)          1.8       64.51       0          0          0.279          1.874          86          中國(guó)2006
4-17-0001       牛脂　                                                                   8          0.94       3          0          5.257          0.597          99          中國(guó)2006
5-10-0102       大豆粕             浸提或預(yù)壓浸提NY/T2級(jí)                4          11.93       0          0          0.123          35.527       89          中國(guó)2006
5-10-0117       棉籽粕             浸提或預(yù)壓浸提NY/T2級(jí)                3          5             5          0             +∞             0.356          90          中國(guó)2006
5-10-0121       菜籽粕             浸提或預(yù)壓浸提NY/T2級(jí)                2.5       6          6          0             +∞             0.099          88          中國(guó)2006
5-13-0048       肉粉脫脂       脫脂                                              3.4       2             2          2                +∞             3.331          94          中國(guó)2006
8-00-0001       蛋氨酸原料                                                          45          0.08       0          0          25.887          261.06       100          中國(guó)2006
8-00-0002       賴氨酸鹽酸鹽                                                    18          0.05          0          0             22.36          8.315          95          中國(guó)2006
8-00-0010       食鹽                                                                   1          0.15          0          0          104.06          2.294          0          中國(guó)2006
8-00-0022       石粉                                                                   0.2          8.6          0          0             4.45             9.59             95          中國(guó)2006
8-00-0023       磷酸氫鈣                                                             5          0.07          0          0          3.79          111.024          0             中國(guó)2006
8-00-0024       碳酸氫鈉                                                             1          0.18          0          0          1.59          8410.065       0             中國(guó)2006
8-00-0025       預(yù)混料                                                                15          0.5             0.5       0.5       19.18             +∞             0       中國(guó)2006
原料明細(xì)和配方結(jié)果
      第一個(gè)表是我們選擇的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，第二個(gè)表是原料明細(xì)和配方結(jié)果，原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表來自于中國(guó)飼料資源數(shù)據(jù)庫2006。配方結(jié)果中敏感上限和敏感下限分別是該原料敏感分析的結(jié)果，以玉米為例，敏感下限為0.279，敏感上限為1.874。其意思是，在該配方中，其它原料價(jià)格都不變的情況下，現(xiàn)有的玉米價(jià)格1.8元/公斤，在上升1.874元和下降0.279元的范圍內(nèi)，不會(huì)導(dǎo)致配方比例發(fā)生變化。按照那種配方上限便是實(shí)際價(jià)值的說法，那便是玉米在該配方中的實(shí)際價(jià)值應(yīng)該為3.674元/公斤，然而我們只花了1.8元，所以我們占便宜了。而碳酸氫鈉的實(shí)際價(jià)值卻是8411.065元/公斤，占了更大的便宜?？戳诉@個(gè)結(jié)果，我相信大家不會(huì)再相信那種實(shí)際價(jià)值論了。當(dāng)然，有人會(huì)說，你的算法可能有問題，而在先進(jìn)的軟件上應(yīng)該不是這個(gè)結(jié)果。說實(shí)在，我也不大相信。因?yàn)槲沂且粋€(gè)不愿意推翻他人觀點(diǎn)的人。于是我把同樣的模型又在lingo10.0（一款優(yōu)秀的專業(yè)規(guī)劃軟件）上做了做了同樣的分析，很遺憾，結(jié)果完全一致。
      用敏感分析作為性價(jià)比評(píng)定還有一個(gè)令人尷尬的事情，當(dāng)原料的價(jià)格即便上升到敏感上限，往往會(huì)減少用量，而不一定完全不用，就該例來看，如果把玉米價(jià)格提高到3.675元/公斤，實(shí)際上玉米用量只降到了58.73，當(dāng)然又會(huì)有新的敏感上限。那么剛才1.8水平評(píng)定的玉米價(jià)值究竟是特指下降的這幾個(gè)百分點(diǎn)還是其他。沒人能給出合理解釋。
      綜上所述，敏感分析是一個(gè)工具，其功能僅僅在于決定單個(gè)原料價(jià)格變化時(shí)是否需要調(diào)整配方。
      時(shí)間有限，還有很多想表達(dá)的地方?jīng)]說出來，有時(shí)間了，專門寫篇有關(guān)于此的文章。

前幾篇文章的地址

飼料配方軟件揭秘——數(shù)據(jù)庫
http://m.livemosquitofree.com/viewthread.php?tid=154713&extra=&page=1

配方軟件再揭秘——配方算法問題
http://m.livemosquitofree.com/thread-180925-1-2.html

再談配方軟件
http://m.livemosquitofree.com/thread-180058-1-1.html

飼料配方精算師08版簡(jiǎn)介
http://m.livemosquitofree.com/thread-182719-1-1.html

[ 本帖最后由 awang 于 2008-8-4 11:22 編輯 ]

kayee · 發(fā)表于 2008-6-11 19:21:45

又有新的收獲了,受益了!謝謝,期待更多:tiaotiao: :huahua:

dongnongzz · 發(fā)表于 2008-6-13 23:37:21

j講的比較詳細(xì)了,在詳細(xì)一下影子價(jià)格,百度上抄來的!
影子利率又稱影子價(jià)格
用線性規(guī)則方法計(jì)算出來的反映資源最優(yōu)使用效果的價(jià)格。用微積分描述資源的影子價(jià)格，即當(dāng)資源增加一個(gè)數(shù)量而得到目標(biāo)函數(shù)新的最大值時(shí)，目標(biāo)函數(shù)最大值的增量與資源的增量的比值，就是目標(biāo)函數(shù)對(duì)約束條件（即資源）的一階偏導(dǎo)數(shù)。用線性規(guī)劃方法求解資源最優(yōu)利用時(shí)，即在解決如何使有限資源的總產(chǎn)出最大的過程中，得出相應(yīng)的極小值，其解就是對(duì)偶解，極小值作為對(duì)資源的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，表現(xiàn)為影子價(jià)格。這種影子價(jià)格反映勞動(dòng)產(chǎn)品、自然資源、勞動(dòng)力的最優(yōu)使用效果。另外一種影子價(jià)格用于效用與費(fèi)用分析。廣泛地被用于投資項(xiàng)目和進(jìn)出口活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。例如，把投資的影子價(jià)格理解為資本的邊際生產(chǎn)率與社會(huì)貼現(xiàn)率的比值時(shí)，用來評(píng)價(jià)一筆錢用于投資還是用于消費(fèi)的利虧；把外匯的影子價(jià)格理解為使市場(chǎng)供求均衡價(jià)格與官方到岸價(jià)格的比率，用來評(píng)價(jià)用外匯購(gòu)買商品的利虧，使有限外匯進(jìn)口值最大。因此，這種影子價(jià)格含有機(jī)會(huì)成本即替代比較的意思，一般人們稱之為廣義的影子價(jià)格。

關(guān)于影子價(jià)格，國(guó)內(nèi)外有著不同的論述.國(guó)內(nèi)一些項(xiàng)目分析類書籍中，認(rèn)為影子價(jià)格是資源和產(chǎn)品在完全自由競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中的供求均衡價(jià)格.國(guó)外有學(xué)者認(rèn)為，影子價(jià)格是沒有市場(chǎng)價(jià)格的商品或服務(wù)的推算價(jià)格.它代表著生產(chǎn)或消費(fèi)某種商品的機(jī)會(huì)成本.還有學(xué)者將影子價(jià)格定義為商品或生產(chǎn)要素的邊際增量所引起的社會(huì)福利的增加值.