Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa

    Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsProfessional

    Abstract

    Sahatavaran saanto ja laatu riippuvat olennaisesti tukkien mitoista ja muodosta, joita ei voida tarkasti ennakoida ennen sahalle toimitettujen tukkien mittausta. Tukit lajitellaan sahalla mittaustulosten perusteella koneellisesti lajittelulokeroihin, joita on rajattu määrä. Olemme tutkineet, kuinka tukkien lajittelusäännöt tulisi suunnitella optimaalisesti niin, että sahattavat tuotteet täyttävät asiakkaiden tilaukset mahdollisimman hyvin ja tuotteiden myyntituotto maksimoituu. Suunnittelun pohjana käytetään muutaman kuukauden pituisen suunnittelujakson tilauskantaa, tukkitilauksia ja tukkiennusteita. Lajittelusäännöissä kullekin lokerolle määritellään tukkien latvaläpimittaväli millimetrin tarkkuudella sekä mukaan otettavat pituusluokat. Koska jokainen tukki on lajiteltava yksikäsitteiseen lokeroon, lajittelusääntöjen muodostaminen itsessään voidaan käsittää läpimitta-pituusluokkaparien muodostaman joukon ositustehtäväksi. Diskreetti ositustehtävä yhdistettiin lineaarioptimointimalliin, joka kattaa tukkien jaon sahauseriin, sahausprosessin ja tuotteiden sijoittelun asiakastilauksiin tai myyntivarastoon. Sahausprosessin mallintamiseen käytimme VTT:llä kehitettyä sahaussimulaattoria, jolla voitiin laskea tietyn kokoisesta tukista tietyllä sahausasetteella saatavien tuotteiden määrät ja laadut. Sovelsimme tukkien lajittelun suunnittelutehtävän ratkaisemiseksi heuristista VLSN-hakualgoritmia (”Very Large Scale Neighbourhood”), jolla hyvän ratkaisun löytäminen vei 10–20 tuntia laskenta-aikaa. Toteuttamamme ohjelmiston avulla arvioitiin erään Metsäliiton sahan lajittelun parannuspotentiaalia eri skenaarioissa sekä sitä, kuinka suuri hyöty saavutettaisiin kasvattamalla lajittelulokeroiden määrää. Lopuksi arvioimme käyttämämme laskennallisesti raskaan optimointimenetelmän käytäntöön soveltamisen edellytyksiä.
    Original languageFinnish
    Title of host publicationAutomaatio XVIII Seminaari 2009
    EditorsMatti Ketonen
    Place of PublicationHelsinki
    Number of pages6
    ISBN (Electronic)978-952-5183-35-1
    Publication statusPublished - 2009
    MoE publication typeD3 Professional conference proceedings
    EventAutomaatio XVIII Seminaari - Helsinki, Finland
    Duration: 17 Mar 200918 Mar 2009

    Publication series

    SeriesSuomen automaatioseura. Julkaisusarja
    Number36

    Seminar

    SeminarAutomaatio XVIII Seminaari
    CountryFinland
    CityHelsinki
    Period17/03/0918/03/09

    Fingerprint

    sawmills
    planning

    Keywords

    • |sawmill industry
    • production planning
    • mixed-integer programming

    Cite this

    Rummukainen, H., Korvola, T., & Ketonen, M. (2009). Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa. In M. Ketonen (Ed.), Automaatio XVIII Seminaari 2009 Helsinki. Suomen automaatioseura. Julkaisusarja, No. 36
    Rummukainen, Hannu ; Korvola, Timo ; Ketonen, Matti. / Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa. Automaatio XVIII Seminaari 2009. editor / Matti Ketonen. Helsinki, 2009. (Suomen automaatioseura. Julkaisusarja; No. 36).
    @inproceedings{35c9132bd46d4ccbb7493b8387102e4a,
    title = "Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa",
    abstract = "Sahatavaran saanto ja laatu riippuvat olennaisesti tukkien mitoista ja muodosta, joita ei voida tarkasti ennakoida ennen sahalle toimitettujen tukkien mittausta. Tukit lajitellaan sahalla mittaustulosten perusteella koneellisesti lajittelulokeroihin, joita on rajattu m{\"a}{\"a}r{\"a}. Olemme tutkineet, kuinka tukkien lajittelus{\"a}{\"a}nn{\"o}t tulisi suunnitella optimaalisesti niin, ett{\"a} sahattavat tuotteet t{\"a}ytt{\"a}v{\"a}t asiakkaiden tilaukset mahdollisimman hyvin ja tuotteiden myyntituotto maksimoituu. Suunnittelun pohjana k{\"a}ytet{\"a}{\"a}n muutaman kuukauden pituisen suunnittelujakson tilauskantaa, tukkitilauksia ja tukkiennusteita. Lajittelus{\"a}{\"a}nn{\"o}iss{\"a} kullekin lokerolle m{\"a}{\"a}ritell{\"a}{\"a}n tukkien latval{\"a}pimittav{\"a}li millimetrin tarkkuudella sek{\"a} mukaan otettavat pituusluokat. Koska jokainen tukki on lajiteltava yksik{\"a}sitteiseen lokeroon, lajittelus{\"a}{\"a}nt{\"o}jen muodostaminen itsess{\"a}{\"a}n voidaan k{\"a}sitt{\"a}{\"a} l{\"a}pimitta-pituusluokkaparien muodostaman joukon ositusteht{\"a}v{\"a}ksi. Diskreetti ositusteht{\"a}v{\"a} yhdistettiin lineaarioptimointimalliin, joka kattaa tukkien jaon sahauseriin, sahausprosessin ja tuotteiden sijoittelun asiakastilauksiin tai myyntivarastoon. Sahausprosessin mallintamiseen k{\"a}ytimme VTT:ll{\"a} kehitetty{\"a} sahaussimulaattoria, jolla voitiin laskea tietyn kokoisesta tukista tietyll{\"a} sahausasetteella saatavien tuotteiden m{\"a}{\"a}r{\"a}t ja laadut. Sovelsimme tukkien lajittelun suunnitteluteht{\"a}v{\"a}n ratkaisemiseksi heuristista VLSN-hakualgoritmia (”Very Large Scale Neighbourhood”), jolla hyv{\"a}n ratkaisun l{\"o}yt{\"a}minen vei 10–20 tuntia laskenta-aikaa. Toteuttamamme ohjelmiston avulla arvioitiin er{\"a}{\"a}n Mets{\"a}liiton sahan lajittelun parannuspotentiaalia eri skenaarioissa sek{\"a} sit{\"a}, kuinka suuri hy{\"o}ty saavutettaisiin kasvattamalla lajittelulokeroiden m{\"a}{\"a}r{\"a}{\"a}. Lopuksi arvioimme k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}mme laskennallisesti raskaan optimointimenetelm{\"a}n k{\"a}yt{\"a}nt{\"o}{\"o}n soveltamisen edellytyksi{\"a}.",
    keywords = "|sawmill industry, production planning, mixed-integer programming",
    author = "Hannu Rummukainen and Timo Korvola and Matti Ketonen",
    note = "Project code: 22511",
    year = "2009",
    language = "Finnish",
    series = "Suomen automaatioseura. Julkaisusarja",
    number = "36",
    editor = "Matti Ketonen",
    booktitle = "Automaatio XVIII Seminaari 2009",

    }

    Rummukainen, H, Korvola, T & Ketonen, M 2009, Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa. in M Ketonen (ed.), Automaatio XVIII Seminaari 2009. Helsinki, Suomen automaatioseura. Julkaisusarja, no. 36, Automaatio XVIII Seminaari, Helsinki, Finland, 17/03/09.

    Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa. / Rummukainen, Hannu; Korvola, Timo; Ketonen, Matti.

    Automaatio XVIII Seminaari 2009. ed. / Matti Ketonen. Helsinki, 2009. (Suomen automaatioseura. Julkaisusarja; No. 36).

    Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsProfessional

    TY - GEN

    T1 - Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa

    AU - Rummukainen, Hannu

    AU - Korvola, Timo

    AU - Ketonen, Matti

    N1 - Project code: 22511

    PY - 2009

    Y1 - 2009

    N2 - Sahatavaran saanto ja laatu riippuvat olennaisesti tukkien mitoista ja muodosta, joita ei voida tarkasti ennakoida ennen sahalle toimitettujen tukkien mittausta. Tukit lajitellaan sahalla mittaustulosten perusteella koneellisesti lajittelulokeroihin, joita on rajattu määrä. Olemme tutkineet, kuinka tukkien lajittelusäännöt tulisi suunnitella optimaalisesti niin, että sahattavat tuotteet täyttävät asiakkaiden tilaukset mahdollisimman hyvin ja tuotteiden myyntituotto maksimoituu. Suunnittelun pohjana käytetään muutaman kuukauden pituisen suunnittelujakson tilauskantaa, tukkitilauksia ja tukkiennusteita. Lajittelusäännöissä kullekin lokerolle määritellään tukkien latvaläpimittaväli millimetrin tarkkuudella sekä mukaan otettavat pituusluokat. Koska jokainen tukki on lajiteltava yksikäsitteiseen lokeroon, lajittelusääntöjen muodostaminen itsessään voidaan käsittää läpimitta-pituusluokkaparien muodostaman joukon ositustehtäväksi. Diskreetti ositustehtävä yhdistettiin lineaarioptimointimalliin, joka kattaa tukkien jaon sahauseriin, sahausprosessin ja tuotteiden sijoittelun asiakastilauksiin tai myyntivarastoon. Sahausprosessin mallintamiseen käytimme VTT:llä kehitettyä sahaussimulaattoria, jolla voitiin laskea tietyn kokoisesta tukista tietyllä sahausasetteella saatavien tuotteiden määrät ja laadut. Sovelsimme tukkien lajittelun suunnittelutehtävän ratkaisemiseksi heuristista VLSN-hakualgoritmia (”Very Large Scale Neighbourhood”), jolla hyvän ratkaisun löytäminen vei 10–20 tuntia laskenta-aikaa. Toteuttamamme ohjelmiston avulla arvioitiin erään Metsäliiton sahan lajittelun parannuspotentiaalia eri skenaarioissa sekä sitä, kuinka suuri hyöty saavutettaisiin kasvattamalla lajittelulokeroiden määrää. Lopuksi arvioimme käyttämämme laskennallisesti raskaan optimointimenetelmän käytäntöön soveltamisen edellytyksiä.

    AB - Sahatavaran saanto ja laatu riippuvat olennaisesti tukkien mitoista ja muodosta, joita ei voida tarkasti ennakoida ennen sahalle toimitettujen tukkien mittausta. Tukit lajitellaan sahalla mittaustulosten perusteella koneellisesti lajittelulokeroihin, joita on rajattu määrä. Olemme tutkineet, kuinka tukkien lajittelusäännöt tulisi suunnitella optimaalisesti niin, että sahattavat tuotteet täyttävät asiakkaiden tilaukset mahdollisimman hyvin ja tuotteiden myyntituotto maksimoituu. Suunnittelun pohjana käytetään muutaman kuukauden pituisen suunnittelujakson tilauskantaa, tukkitilauksia ja tukkiennusteita. Lajittelusäännöissä kullekin lokerolle määritellään tukkien latvaläpimittaväli millimetrin tarkkuudella sekä mukaan otettavat pituusluokat. Koska jokainen tukki on lajiteltava yksikäsitteiseen lokeroon, lajittelusääntöjen muodostaminen itsessään voidaan käsittää läpimitta-pituusluokkaparien muodostaman joukon ositustehtäväksi. Diskreetti ositustehtävä yhdistettiin lineaarioptimointimalliin, joka kattaa tukkien jaon sahauseriin, sahausprosessin ja tuotteiden sijoittelun asiakastilauksiin tai myyntivarastoon. Sahausprosessin mallintamiseen käytimme VTT:llä kehitettyä sahaussimulaattoria, jolla voitiin laskea tietyn kokoisesta tukista tietyllä sahausasetteella saatavien tuotteiden määrät ja laadut. Sovelsimme tukkien lajittelun suunnittelutehtävän ratkaisemiseksi heuristista VLSN-hakualgoritmia (”Very Large Scale Neighbourhood”), jolla hyvän ratkaisun löytäminen vei 10–20 tuntia laskenta-aikaa. Toteuttamamme ohjelmiston avulla arvioitiin erään Metsäliiton sahan lajittelun parannuspotentiaalia eri skenaarioissa sekä sitä, kuinka suuri hyöty saavutettaisiin kasvattamalla lajittelulokeroiden määrää. Lopuksi arvioimme käyttämämme laskennallisesti raskaan optimointimenetelmän käytäntöön soveltamisen edellytyksiä.

    KW - |sawmill industry

    KW - production planning

    KW - mixed-integer programming

    M3 - Conference article in proceedings

    T3 - Suomen automaatioseura. Julkaisusarja

    BT - Automaatio XVIII Seminaari 2009

    A2 - Ketonen, Matti

    CY - Helsinki

    ER -

    Rummukainen H, Korvola T, Ketonen M. Kehittyneiden optimointimenetelmien sovellus sahan tuotannonsuunnittelussa. In Ketonen M, editor, Automaatio XVIII Seminaari 2009. Helsinki. 2009. (Suomen automaatioseura. Julkaisusarja; No. 36).