Simulation based multi-objective optimization of wood supply
- Reference number
- FID17-0043
- Start and end dates
- 190101-250630
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Skogforsk
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Annually, ca 75 million m3 of wood is harvested, whereof 2/3 from ca 60 000 final felling operations and most of the remainder from at least as many thinning operations. As each operation produces 3-10 assortments destined to different customers, efficient supply chain management is crucial in the business. Swedish wood supply chains face increasing challenges that further increase their complexity; - climate change, i.e. increased precipitation and fewer days with frozen soil, leads to a larger share of operations that has to be conducted under less favourable conditions. - to increase saw mill competitiveness, changes in log specifications according to customer specifications is increasingly common but necessitates shorter lead times from the announcement of a change to when all wood received are bucked according to the new specification. Optimization is often used to find the economically best scheduling of harvesting resources, destination of wood and transport solutions. However, due to incomplete or erroneous data and varying operational conditions the operatins plan continuously has to be changed, as current decision support systems are incapable of handling these variations. Using simulation based multi-objective optimization, the PhD student will be leading a shift towards a technology that promises a superior analysis, optimization and decision support for supply chains with high variability leading towards a more profitable and sustainable forest industry.
Popular science description
I Sverige skördas årligen 75 miljoner m3 virke fördelat på mer än 120000 olika objekt. Eftersom man i varje objekt producerar 3 – 10 sortiment som skall levereras till olika kunder så är planering och styrning av försörjningskedjorna, dvs avverkning och transport, av högsta vikt för att minimera kostnader och miljöpåverkan. Den pågående klimatförändringen leder till ökade utmaningar för planering och styrning av försörjningskedjan eftersom en ökad andel av operationerna måste ske under mindre gynnsamma förutsättningar. Detta måste ske utan att risken för skadlig miljöpåverkan ökar. Kraven på försörjningskedjan från industrihåll ökar också, exempelvis medför sågverksindustrins krav på produktanpassad aptering av träden att korta ledtider från införandet av en ny produktspecifikation till dess att all volym som anländer till sågverket är nödvändiga. I dagsläget används ofta optimeringar för att hitta de ekonomiskt bästa lösningarna för maskinplanering, destinering av virke och transportstyrning. Dessa planer måste kontinuerligt förändras och uppdateras för att parera avvikelser som uppstår pga osäkerheter i indatat och förändringar i de faktiska förutsättningarna. Doktoranden kommer att använda simuleringsbaserad flermålsoptimering för att hitta lösningar som förbättrar 1) planering och styrning av skogliga försörjningskedjor och som 2) kan hantera förändringar i kundordrar, osäkerheter i indatat samt väderleksvariationer på ett bättre sätt än dagens lösningar. Detta kan medföra både lägre kostnader för försörjningskedjan i sin helhet, samt flexiblare, säkrare och mer precisa leveranser till kunderna (sågverk, massabruk, värmeverk), men också att risken för miljöpåverkan i form av spårbildning vid avverkning kan minimeras. Den kompetens doktoranden bygger upp på Skogforsk kommer att vara av stor betydelse för institutets framtida forskning inom området planering och styrning av skogliga arbeten och varuflöden. Den strategiska vikten av att utöka samarbetet med institutionen för teknikvetenskaper vid Uppsala Universitet är hög då vi ser flera möjligheter som kan leda till framtida projekt.