Оптимизация недельного планирования лесных грузопотоков
Автор: Симоненков Мстислав В.
Журнал: Resources and Technology @rt-petrsu
Статья в выпуске: 4 т.15, 2018 года.
Бесплатный доступ
В данной статье рассматривается задача недельного планирования лесных грузопотоков применительно к предприятиям лесной промышленности Российской Федерации. Задача состоит в определении недельного графика работы лесозаготовительных бригад, поставок сортиментов сухопутным транспортом и содержания объектов лесной автомобильной дорожной сети на период 5-10 недель, позволяющего выполнить договорные обязательства перед потребителями с минимальными затратами на транспортно-технологические процессы, связанными в т. ч. с длительностью хранения древесины на складах, с учётом различных технологических и управленческих ограничений, а также результата оптимизации ежемесячного планирования лесных грузопотоков. В статье представлена математическая модель описываемой задачи в формулировке смешанного целочисленного линейного программирования. Приведены улучшения предложенной модели по сравнению с представленными в научно-исследовательской литературе, направленные на сокращение числа переменных, в т. ч. бинарных ограничений и усиление линейной релаксации модели (т. е. модели без условий целочисленности). Отражены результаты вычислительного эксперимента по данным, предоставленным лесоперерабатывающей компанией. Решения модели найдены с помощью коммерческого решателя за разумное время.
Исследование операций, лесозаготовка, оперативное планирование, смешанное целочисленное линейное программирование
Короткий адрес: https://sciup.org/147225652
IDR: 147225652 | УДК: 519.873 | DOI: 10.15393/j2.art.2019.4282
An optimization model for weekly timber flow planning
The problem of weekly timber flow planning is considered from the perspective of Russian forest companies. The problem is to find the weekly harvest, delivery and road maintenance schedules and to meet industrial requirements with minimal costs. The planning horizon is 5-10 weeks. Quality reduction of the timber stored at roadside landings and warehouses is considered. There is a number of technological and management restrictions that have been taken into account. The result of monthly timber flow planning is considered. The author has developed a mixed integer programming mathematical model for the described problem. Improvements of this model regarding other models synthesized in scientific literature are given. These improvements were made to reduce the quantity of variables (including binary) and restrictions and to strengthen the model linear relaxation (i.e. the model without integrality constraints). Computational results for a case of a pulp and paper producer are presented. The model is solved by using a commercial MIP solver in adequate time.
Список литературы Оптимизация недельного планирования лесных грузопотоков
- Коваленко, Т. В. Рациональная организация лесных грузопотоков при освоении годового лесосечного фонда лесозаготовительного предприятия: дис. … канд. техн. наук / Коваленко Т. В. - Санкт-Петербург: СПбЛТА, 2005. - 204 с.
- Симоненков, М. В. Оптимизация транспортно-технологических процессов лесозаготовительных производств: дис. … канд. техн. наук / Симоненков М. В. - Санкт-Петербург: СПбЛТУ, 2017. - 282 с.
- Соколов, А. П. Обоснование технологий и параметров процессов комплексного освоения лесосырьевых баз на основе логистического подхода: дис. … д-ра техн. наук / Соколов А. П. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2016. - 323 с.
- Beaudoin, D. Tactical supply chain planning in the forest products industry through optimization and scenario-based analysis / D. Beaudoin, L. LeBel, J. Frayret // Canadian Journal of Forest Research. - 2007. - № 37 (1). - P. 128-140.
- Bredstrom, D. Annual planning of harvesting resources in the forest industry / D. Bredstrom, P. Jonsson, M. Ronnqvist // International transactions in operational research. - 2010. - № 17. - P. 155-177.
- Dems, A. Effects of deferent cut-to-length harvesting structures on the economic value of a wood procurement planning problem / A. Dems, L.-M. Rousseau, J.-M. Frayret // Annals of Operations Research. - 2013. - № 232 (1). - P. 65-86.
- Forsberg, M. FlowOpt - a decision support tool for strategic and tactical transportation planning in forestry / M. Forsberg, M. Frisk, M. Rönnqvist // International Journal of Forest Engineering. - 2005. - № 16 (2). - P. 101-114.
- Detailed scheduling of harvest teams and robust use of harvest and transportation resources / M. Frisk, P. Flisberg, M. Rönnqvist & G. Andersson // Scandinavian Journal of Forest Research. - 2016. - 31:7. - P. 681-690. -
- DOI: 10.1080/02827581.2016.1206144
- Karlsson, J. An optimization model for annual harvest planning / J. Karlsson, M. Ronnqvist, J. Bergstrom // Canadian Journal of Forest Research. - 2004. - 34 (8). - P. 1747-1754.
- Klotz, E. Practical guidelines for solving difficult linear programs / E. Klotz, A. Newman // Surveys in Operations Research and Management Science. - 2013. - Vol. 18. - Iss. 1-2. - P. 1-17. -
- DOI: 10.1016/j.sorms.2012.11.001
- Klotz, E. Practical guidelines for solving difficult mixed integer linear programs / E. Klotz, A. Newman // Surveys in Operations Research and Management Science. - 2013. - Vol. 18. - Iss. 1-2. - P. 18-32. -
- DOI: 10.1016/j.sorms.2012.12.001
- Mitchell, S. A. Operational forest harvest scheduling optimisation: A mathematical model and solution strategy, PhD thesis / S. A. Mitchell. - Auckland: University of Auckland, 2004. - 252 p.
- Naderializadeh, N. Formulating the integrated forest harvest-scheduling model to reduce the cost of the road-networks / N. Naderializadeh, K. A. Crowe // Operational Research - An International Journal. - 2018. - P. 1-24. -
- DOI: 10.1007/s12351-018-0410-5
- Nurminen, T. Applying the activity-based costing to cut-tolength timber harvesting and trucking / T. Nurminen, H. Korpunen, J. Uusitalo // Silva Fennica. - 2009. - № 43 (5). - P. 847-870.
- Rix, G., Rousseau, L.-M., Pesant, G. A Transportation-Driven Approach to Annual Harvest Planning. Technical Report CIRRELT-2014-24: CIRRELT, 2014.
- Симоненков, М. В. Оптимизационная модель ежегодного планирования снабжения круглыми лесоматериалами / М. В. Симоненков, Э. О. Салминен // Научное обозрение. - 2016. - № 15. - С. 187-195.
- Симоненков, М. В. Оптимизация ежемесячного планирования лесных грузопотоков / М. В. Симоненков, Э. О. Салминен, И. В. Бачериков // Resources and Technology. - 2016. - № 13 (3). - С. 1-29.
- Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2018618467 «WOODFLOW WP» / М. В. Симоненков, А. В. Суходольская, И. В. Бачериков. - Опубл.: 13.07.2018. - Бюл. № 7.
- Математическая модель и численные методы решения задачи синтеза расписаний работы комплексов лесозаготовительных машин / А. И. Шабаев, А. П. Соколов, А. Р. Урбан, Д. С. Пятин // Resources and Technology. - 2018. - № 15 (1). - С. 23-38.
- Официальный сайт компании Creative Optimization Sweden AB [Электронный ресурс]. - URL: https://creativeoptimization.se/. - (23.11.2018).
- Официальный сайт компании Remsoft [Электронный ресурс]. - URL: https://www.remsoft.com. - (23.11.2018).
- Официальный сайт компании Simosol Oy [Электронный ресурс]. - URL: https://www.simosol.fi - (23.11.2018).
- Официальный сайт компании Опти-Софт [Электронный ресурс]. - URL: https://www.opti-soft.ru/opti/wood. - (23.11.2018).