A Large-Scale Optimization Model for Tactical Wood Procurement Planning

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorKäki, Anssi
dc.contributor.advisorMikkonen, Kimmo
dc.contributor.authorLehtonen, Eero
dc.contributor.schoolPerustieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorSalo, Ahti
dc.date.accessioned2016-06-17T12:40:22Z
dc.date.available2016-06-17T12:40:22Z
dc.date.issued2016-06-14
dc.description.abstractLarge-scale wood sourcing requires complex planning processes that are often supported by optimization models. This thesis focuses on tactical wood sourcing at a large Finnish forest industry company. The company is building a new planning system in order to improve upon the current process that involves a less detailed model and requires large amounts of manual work to produce plans that can be implemented. The target of the new planning system is to improve decision making by providing a more accurate planning system and reducing manual efforts. In this thesis, the wood procurement problem is formulated as a large linear programming model. The model is a multi-commodity flow problem with varying harvesting yields, multiple transportation modes, storage management, by-product generation and end-product substitution. This formulation is then solved with a commercial optimization solver resulting in a running time of some tens of minutes. Different results under varying input scenarios are presented and elaborated to demonstrate the model's ability to capture the essentials of the complex problem. The model's suitability for both continuous planning and what-if scenario work is also discussed. Solving ill-structured real life problems using mathematical modeling techniques is difficult for two reasons in particular: i) the actual modeling work can be technically and process-wise a major challenge in a real business environment, and ii) the computational complexity borne of the business environment's features may involve severe challenges in solving such models and implementing useful decision support systems. This thesis presents a case where both difficulties were present and somewhat successfully overcome.en
dc.description.abstractLaajamittainen puunhankinta edellyttää monivaiheista suunnitteluprosessia, jota yleensä tuetaan optimointimalleilla. Tämä työ keskittyy erään suuren suomalaisen metsäteollisuuskonsernin puunhankintaan. Yhtiö kehittää parhaillaan uutta suunnittelujärjestelmää, jonka on tarkoitus parantaa nykyistä suunnitteluprosessia, jossa käytetään karkeampaa optimointimallia, ja joka vaatii suuren määrän käsityötä käytännöllisen hankintasuunnitelman tuottamiseksi. Hankkeen tarkoituksena on parantaa päätöksentekoa tuottamalla entistä tarkempi suunnittelujärjestelmä, joka samalla vähentää käsityön tarvetta. Tässä työssä puunhankintaongelma on esitetty suurena lineaarisena optimointitehtävänä. Kehitetty malli on monen hyödykkeen virtausongelma, joka sisältää vaihtelevia hakkuiden lankeamia, useampia kuljetusmuotoja, varastonhallintaa, sivutuotteiden syntymistä ja kysynnän substituutteja. Tämä tehtävän ratkaisu kaupallisella ratkaisijalla kestää joitain kymmeniä minuutteja. Työssä käsitellään eri skenaarioiden tuottamia ratkaisuja ja esitellään mallin kykyä huomioida monimutkaisen ongelman avaintekijöitä. Työssä käsitellään myös mallin sopivuutta jatkuvaan suunnitteluun ja skenaariopohjaiseen analyysiin. Erityisesti kaksi tekijää vaikeuttavat matemaattisen mallintamisen soveltamista käytännön ongelmiin: i) mallinnustyö voi olla teknisesti ja prosessin kannalta haasteellista liiketoiminnan käytännöissä, ja ii) toimintaympäristön ominaisuuksista aiheutuva laskennallinen monimutkaisuus voi tuottaa haasteita mallin ratkaisemisessa ja sen tulosten hyödyntämisessä. Tämä työ käsittelee tapausta, joissa kumpikin haaste ilmeni, ja joista kumpikin saatiin ainakin osittain ratkaistua.fi
dc.format.extent68+6
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/20965
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201606172573
dc.language.isoenen
dc.programmeTeknillisen fysiikan ja matematiikan koulutusohjelmafi
dc.programme.majorSysteemi- ja operaatiotutkimusfi
dc.programme.mcodeF3008fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordwood sourcingen
dc.subject.keywordsupply chain managementen
dc.subject.keyworddecision support systemsen
dc.subject.keywordtactical planningen
dc.subject.keywordlinear programmingen
dc.titleA Large-Scale Optimization Model for Tactical Wood Procurement Planningen
dc.titleLaaja optimointimalli taktiseen puunhankinnan suunnitteluunfi
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöfi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi54003
local.aalto.openaccessno
Files