Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

skogsföretagens långsiktigt strategiska planering sker idag i de flesta
fall med
Indelningspaketet (IPAK). För överföringen från strategisk till operativ och
objektsorienterad planering finns ingen vedertagen rutin.
Syftet med denna studie, som initierats och finansierats av SCA Forest and Timber, har
varit att utveckla en rutin för långsiktig operativ planering. Kravet var att
planeringsrutinen skulle vara kraftfull nog att implementeras på ett stort skogsinnehav,
i detta fall ca 90'000 ha. Planeringsrutinen omfattar åtgärderna slutavverkning och
gallring. I studien har också ingått att jämföra olika kriterier för prioritering av
slutavverkningsavdelningar och betydelsen av val av sådant kriterie för resultatet av
den operativa planeringsrutinen.
För att prioritera avdelningar som skall slutavverkas, har 3 olika prioriteringskriterier
beräknats för varje avdelning.
l. Inoptimalförluster via regressionsfunktioner (Jonsson m.fl., 1993)
2. Inoptimalförluster via beräkningar på registervariabler (Larsson, 1994)
3. Tillväxtprocent beräknad via tillväxtfunktioner av Lindgren (1998).
Prioriteringsordningarna baserat på vardera kriterie har därefter jämförts med varandra
och med utfallet av den strategiska planeringen. Utvärderingen ger inget entydigt svar
på kriteriernas användbarhet. På det undersökta materialet finns ingen signifikant
skillnad i kriteriernas korrelation med den inoptimalförlust som beräknats i IPAK
(inoptimalförlusten beräknad i IPAK betraktas som facit i studien). Inoptimalförlusten
via regressionsfunktioner är svårbedömd då funktionerna bygger på
jämförelsematerialet.
Den operativa planeringsrutin som utarbetats skall resultera i åtgärdsförslag för de
närmaste 10 åren, uppdelade i 5 tvåårsperioder. En modell är skapad som bygger på
avdelnings-och åtgärdsvisa inoptimalförluster samt en sammanslagen kostnad för
maskinflytt och vägunderhåll. Denna "vägöppningskostnad" består av kostnaden för
maskinflytt med trailer samt underhåll av vägen till följd av att den används. Kostnaden
genereras när ett avverkningslag flyttar till ett specificerat vägområde. Fler avverkningar
inom samma område genererar ingen ny vägöppningskostnad förutsatt att avverkning
sker;
med samma maskinsystem (2 st)
under samma period (5 st)
under samma avverkningsäsong (4st per period)
Syftet med formuleringen är att kunna väga förluster till följd av inoptimala åtgärder
mot vinsterna vid geografisk koncentration.
Modellens uppbyggnad gör den möjlig att optimera (kostnadsminimera) med linjär
programmering. Arbetsområdets leveranskrav formuleras som restriktioner i modellen.
Följande krav är specificerade;
Totalvolym per period
Gallringsandel, fördelad på tre olika gallringstyper (ung-, medelålders-och
äldreskogsgallring.
Volym inom tillåtet intervall per avverkningssäsong.
Sortimentsvis jämna leveranser över perioderna.
Minsta tillåtna uttag per avverkningssystem per period och avverkningssäsong
Resultatet av urval med optimeringsmodellen visar att god koncentration kan erhållas
under givna restriktioner. I de redovisade beräkningarna är koncentrationsvinsterna i form av lägre flytt-och väghållningskostnad upp till 10 gånger så stora som förlustema
i form av ökade inoptimalförluster. Det finns således ett starkt incitament att ta
geografisk hänsyn i den långsiktiga operativa planeringen. Ambitionen med den i
studien utvecklade modellen är att den skall kunna tas i bruk inom SCA Forest and
Timber. Efter vissa mindre förändringar kan modellen vara praktiskt tillämpbar och
resultatet vara ett bra underlag för traktplanläggning i
fält.
De urval, baserade på olika prioriteringskriterie, som gjorts med modellen visar en
större likhet än motsvarande urval gjort utan hänsyn till restriktioner. Skillnaden mätt i
utvalda avdelningar är dock fortfarande stor vilket ställer krav på ytterligare
utvärderingar av prioriteringskriteriet.

Long-term strategical planning in Swedish forest campanies is usually carried out using
the forest management-planning package (FMPP). However, for the transfer from
strategical to operational planning there is no established routines.
The purpose of this study has been to develop a routine dealing with operational
planning; powerful enough to be implemented on a forestholding of approximately
180'000 acres (One management region at SCA Forest and Timber AB).
The operational planning routine should include the logging treatment alternatives;
final felling and thinning. The study also included a comparison between different
criteria used for the ranking of campartments for final felling and the influence of the
choice of such criteria upon the result of the operational planning routine.
The study has been initiated and financed by SCA Forest and Timber.
The ranking of campartments for final felling has been carried out in three different
ways.
l. Inoptimality losses calculated through linear regression on material from the
strategical planning (Jonsson et. al, 1993).
2. Inoptimality losses through calculations on stand descriptions (Larsson, 1994).
3. Growth increment percentage, based on annual increment calculated through
formulas presented by Lindgren (1998).
The rankings based on these criteria has been campared with each other and with the
result of the strategical planning carried out with the FMPP. The evaluation did not give
a good indication of the usefulness of the criteria.
When applied to the material used in this study, there is no clear indication of which
criterion is best correlated with the inoptimality loss calculated by the FMPP.
Inoptimality loss calculated according to Jonsson et. al. can not be directly campared as
the comparison is carried out on the same material on which the farmula is based.
The operational planning routine developed aims to produce a treatment suggestion for
the next ten years. These ten years are divided into five 2-year periods. A mathematical
model has been constructed which takes into account two major issues;
Linoptimality loss for every campartment and treatment option (based on one of the
three criteria listed above)
2. A combined cost for the moving of a loggingteam and the maintenance of the
road system onto which it is moved.
This cost is generated as a loggingteam moves into a defined area. Several logging
activities within the same area do not increase this "road opening cost" on condition
that logging is carried out;
by the same logging team (2 logging teams).
within the same 2-year period (periods).
within the same logging season (4 per period)
The model aims to weigh losses from inoptimal treatment of campartments against
benefits from a geographical concentration.
The model is optimizable (through minimisation of costs) with linear programming.
The management region has an obligation of deliverance of raw materials to SCA
industries, which has been taken into account in the model as restrictions on annual
yield. The following restriction has been specified;
Total volume per period
Thinning percentage divided into three different thinning types depending on stand
age.
Total volume per logging season (specified as an interval).
Even distribution of each specifled assortment over the periods ( specifled as an
interval).
Minimum workload per logging unit per period and logging season
The results of the planning routine shows that the problem is solvable and that a
reasonable geographical concentration is possible to achieve. In the results, the
reduction of costs due to geographical concentration is roughly ten times as large as the
increase in cost due to higher inoptimality. Obviously there is an incitement to
concentrate logging activities when creating long-term operative plans. The objective of
the developed planning routine was for it to be implemented at SCA Forest and Timber.
Some improvement combined with a thorough evaluatlon of input data can make i
t a
useful tool in their forest management planning. It provides the base for detailed
planning in short term planning.
Selections of campartments for final felling based on different ranking criteria have also
been done without restrictions for comparison purposes. The hypothesis was that
restrictions would narrow the amount of possible solutions thus making solutions very
similar irrespective of criteria used.
The selections made by the planning routine show more similarity to each other than
the comparison of the unrestricted selections. However, the difference between
selections made by the planning routine is still considerably large, putting emphasis on
the need for further evaluation of the criteria.