一种用于饲料生产的配料校准控制系统的制作方法

本发明涉及饲料生产，更具体地涉及一种用于饲料生产的配料校准控制系统。

背景技术：

1、在饲料生产过程中，原料的配比至关重要；传统的人工配料方式受到主观因素的影响，容易产生误差，导致混合不均、饲料产品质量不稳定，降低了市场竞争力；同时，人工配料需要大量的人力和时间，效率低下，且难以实时监控生产情况。

2、因此需要一种用于饲料生产的配料校准控制系统，基于智能算法，获取饲料配料配比的最优值，进而对饲料配比进行精准控制，以提高饲料生产的质量和效率。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种用于饲料生产的配料校准控制系统，以解决上述背景技术中存在的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种用于饲料生产的配料校准控制系统，包括数据采集模块、数据预处理模块、饲料配比分析模块、饲料配比映射模块、控制模块、称重模块以及人机交互模块；

3、所述数据采集模块用于对饲料配比信息、原料信息以及饲料销售信息进行采集，并传输至数据预处理模块；

4、所述数据预处理模块用于对数据采集模块的数据进行预处理，得到能直接使用的数据；

5、所述饲料配比分析模块基于遗传算法获取饲料最佳配比组合；并传输至饲料配比映射模块；

6、所述饲料配比映射模块对饲料最佳配比组合的营养成分进行映射，并构建知识图谱，获取饲料最佳配比组合所对应的营养成分，若满足约束条件则将数据传输至控制模块，若不满足约束条件，则向饲料配比分析模块发送反馈指令；

7、所述控制模块用于接收饲料配比映射模块的数据，对饲料配比中各配料重量进行控制；

8、所述称重模块用于通过称重传感器对各配料重量进行称量，若与控制模块所控制重量一致，则直接输出各配料重量至人机交互模块；若与控制模块所控制重量不一致，则向人机交互模块发送校准通知并进行显示；

9、所述人机交互模块用于对数据进行人机交互显示。

10、优选的，所述饲料配比分析模块基于遗传算法获取饲料最佳配比组合的具体方式为：

11、步骤s01：对每一批次的饲料配比组合进行编码，获取染色体，构建初始种群；

12、步骤s02：确定适应度函数；

13、步骤s03：对种群中的染色体进行自然选择；

14、步骤s04：对种群中的染色体进行交叉重组；

15、步骤s05：对种群中的染色体进行变异；

16、步骤s06：获取新种群，预设种群代数为l，适应度阈值为q，l为大于0的整数，q为大于0的实数；循环步骤s03-步骤s05，直至新种群对应的代数为l或新种群中存在染色体对应的适应度大于或等于适应度阈值q时，循环结束，将新种群中适应度最大对应的染色体对应的饲料配比组合作为饲料最佳配比组合。

17、优选的，所述步骤s01中，将每一批次饲料配比组合编码为u，u即为染色体，随机生成n个染色体构成初始种群z0，其中，z0={u1，u2，u3，…，un}；

18、所述步骤s02中，适应度函数的表达式为：，其中，si为第i个染色体对应的适应度，proi为第i个染色体所对应批次的饲料生产利润；i=1、2、3……n。

19、优选的，所述步骤s03中，自然选择采用精英法和轮转法相结合的方式进行；其中精英法产生k1个后代染色体，对于容量为n的种群，将n个染色体对应的适应度由大到小进行排列，将排在最前面的k1个染色体各产生一个后代染色体；轮转法产生k2个后代染色体，即n个染色体根据对应的轮转概率产生k2个后代染色体；其中，k1与k2满足k1+k2=n，以保持后代种群容量n不变，种群代数递增；

20、所述轮转概率的表达式为：，其中，pi为第i个染色体所对应的轮转概率。

21、优选的，所述proi的计算公式为：，其中，si为第i个染色体所对应批次的饲料销售量，di为第i个染色体所对应批次的饲料销售价格，cosi为第i个染色体所对应批次的饲料生产总成本，即第i个染色体所对应饲料配比组合各原料总成本之和。

22、优选的，所述饲料配比映射模块对饲料最佳配比组合的营养成分进行映射的具体方式为：

23、设置约束条件y(j)，j为第j个约束条件，定义一个多维矩阵mapping[u][y(j)]用于表示映射关系，其中，u为饲料配比组合编码，y(j)为与第j个约束条件相关的营养成分的含量；

24、基于每一批次的饲料配比组合与各营养成分含量构建知识图谱，所述知识图谱包括实体、实体属性信息、实体间关系以及实体类型；实体属性信息为描述实体属性的标签；实体间关系表示不同实体之间的语义联系，描述知识图谱中实体间的各种关联和相互作用，实体类型定义了实体所属的类别，并定义实体间的通用属性和关系；

25、将饲料最佳配比组合与知识图谱中的实体进行匹配，匹配的方法包括字符串匹配和语义匹配；字符串匹配包括精确匹配和近似匹配；匹配成功后，将知识图谱中匹配成功的实体标记为匹配实体，即匹配成功的各营养成分含量，将两种方法获取的匹配实体进行合并，并从知识图谱中获取匹配实体对应的实体属性信息。

26、优选的，所述饲料配比映射模块获取与饲料最佳配比组合匹配成功的各营养成分含量，若满足设置的约束条件，则将该饲料最佳配比组合数据传输至控制模块，若不满足设置的约束条件，则向饲料配比分析模块发送反馈指令；

27、所述饲料配比分析模块接收反馈指令后，去除该最佳配比组合后，继续执行步骤s01-步骤s06，获取新的最佳饲料配比组合，并传输至饲料配比映射模块，判断新的最佳饲料配比组合是否满足设置的约束条件。

28、优选的，所述饲料配比信息为每一批次的饲料进行配比时各配料重量的历史数据；所述原料信息为饲料配比原料中所含有的营养成分；所述饲料销售信息为每一批次的饲料销售量以及销售单价。

29、本发明的技术效果和优点：

30、本发明通过设有饲料配比分析模块与饲料配比映射模块，有利于通过遗传算法获取饲料最佳配比组合；以生产利润作为适应度函数的公式，从而获取利润率最高的饲料配比组合作为最佳配比组合，提高企业生产效益；饲料配比映射模块对饲料最佳配比组合的营养成分进行映射，并构建知识图谱，获取饲料最佳配比组合所对应的营养成分，并判定是否满足约束条件，可由企业自行根据不同情况设定不同约束条件，从而在保证饲料生产利润基础上，确保饲料生产中营养成分为达标状态，从而保障饲料生产质量，两者结合可获取满足饲料生产质量的利润最大化饲料最佳配比组合，在智能算法的基础上，对饲料配比进行精准分析与控制，获取饲料配料配比的最优值，提高了饲料生产的质量和效率。

1.一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据预处理模块、饲料配比分析模块、饲料配比映射模块、控制模块、称重模块以及人机交互模块；

2.根据权利要求1所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述饲料配比分析模块基于遗传算法获取饲料最佳配比组合的具体方式为：

3.根据权利要求2所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述步骤s01中，将每一批次饲料配比组合编码为u，u即为染色体，随机生成n个染色体构成初始种群z0，其中，z0={u1，u2，u3，…，un}；

4.根据权利要求2所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述步骤s03中，自然选择采用精英法和轮转法相结合的方式进行；其中精英法产生k1个后代染色体，对于容量为n的种群，将n个染色体对应的适应度由大到小进行排列，将排在最前面的k1个染色体各产生一个后代染色体；轮转法产生k2个后代染色体，即n个染色体根据对应的轮转概率产生k2个后代染色体；其中，k1与k2满足k1+k2=n，以保持后代种群容量n不变，种群代数递增；

5.根据权利要求3所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述proi的计算公式为：，其中，si为第i个染色体所对应批次的饲料销售量，di为第i个染色体所对应批次的饲料销售价格，cosi为第i个染色体所对应批次的饲料生产总成本，即第i个染色体所对应饲料配比组合各原料总成本之和。

6.根据权利要求1所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述饲料配比映射模块对饲料最佳配比组合的营养成分进行映射的具体方式为：

7.根据权利要求1所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述饲料配比映射模块获取与饲料最佳配比组合匹配成功的各营养成分含量，若满足设置的约束条件，则将该饲料最佳配比组合数据传输至控制模块，若不满足设置的约束条件，则向饲料配比分析模块发送反馈指令；

8.根据权利要求1所述的一种用于饲料生产的配料校准控制系统，其特征在于：所述饲料配比信息为每一批次的饲料进行配比时各配料重量的历史数据；所述原料信息为饲料配比原料中所含有的营养成分；所述饲料销售信息为每一批次的饲料销售量以及销售单价。