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L’optimisation au service de la planification opérationnelle
Sylvain Dallaire ing.f.Congrès annuel de l’Ordre des ingénieurs forestiers du Québec
24 septembre 2015
Plan de la présentation
‐Mise en contexte
‐ Rappel des notions de base en optimisation
‐ Outil d’optimisation de la sélection des
chantiers et de la destination des bois
‐ Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
‐ Gains et défis de la mise en œuvre des outils
Mise en contexte
Dans le cadre de la LADTF, le MFFP a la responsabilité de planifier les interventions d’aménagement forestier en vue d’approvisionner des usines de transformation du boisLes garanties d’approvisionnement sont régionalesLes critères à considérer dans la planification forestière sont multiples: Critères sylvicoles, environnementaux et sociaux Critères financiers et d’approvisionnement Critères économiques
Mise en contexte
Rappel des grandes activités du processus de planification
PAFIO – Pluriannuel vers annuel
Consultations et inventaire
Banque 200% SI et PRAN
Identification et caractérisation
des SIP Prescription
Mise en contexte
Principe des poupées russes à la base du processus de planification
Un ensemble d’indicateurs à considérer tout
au long du processus de
sélection
ZIP et COS
ZIP priorisés et équilibrés
SIP avec MH
SIP qualifiés
SI possibles
SI prescrits
10 – 15 ans
5 ans
1 à 3 ans
1 à 3 ans
1 an
2 ans
Rappel des notions de base en optimisation
Les contraintes Limites obligatoires à respecter Habituellement en minimum et/ou maximum Définissent le domaine de solutions possibles Exemple: volume en garantie d’approvisionnement 100 000
m3 à 120 000 m3.Les fonctions objectifs Orientent le choix d’une solution en fonction d’un ou des
objectifs désirés Habituellement en minimisation, maximisation ou cible Exemple: minimisation du volume sans preneur
Outil d’optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois
Outil simple, souple et opérationnel permettant d’effectuer une optimisation simultanée de la destination des bois et de la sélection des chantiers d’opération en fonction d’un ensemble d’indicateurs Excel avec le solver What’sBest Programmation linéaire multi-objectifs Contraintes et fonctions objectifs
Outil d’optimisation de la sélection deschantiers et de la destination des bois
Outil d’optimisation supporté par un système intégré, automatisé et opérationnel d’outils:
Compilateur(DICA)
Simulateur(FPInterface)
Optimisateur(Outil de la sélection des
chantiers et de la destination des bois)
Outil d’optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois
L’intrant principal du modèle : les chantiers d’opération (max. 350)Les contraintes (min et max par BGA) Volumes en garantie d’approvisionnement (obligatoire, 20
produits et 88 BGA possibles) Coûts d’approvisionnement sans transport Distance moyenne de transport ou coût moyen de transport Volume moyen par tige Pourcentage du volume en été et hiver Pourcentage du volume certifié (3 certifications possibles) Pourcentage des essences moins désirées (2 par produit)
Outil d’optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois
Les autres contraintes Sélection ou non sélection de chantiers Volume minimum d’un chantier destiné aux BGA
La performance du modèle d’optimisation Temps de résolution entre 0 et 5 minutes
La démarche proposée aux utilisateurs Processus itératif d’ajout graduel de contraintes et de
fonctions objectifs jusqu’à l’atteinte d’une solution acceptable.
Outil d’optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois
Les fonctions objectifs de minimisation Volume sans preneur Distance de transport des chantiers aux BGA
Les fonctions objectifs avec une cible (applicables à la sélection de chantiers) Cibles de la stratégie d’aménagement et des VOIC (20) Pourcentage de coupe mosaïque (60%) Budget d’aménagement forestier Etc.
Outil d’optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois
OPTIPRES est un outil simple, souple et opérationnel qui permet d’optimiser pour un chantier d’opération le choix des prescriptions sylvicoles (scénario / traitement / directive) en fonction d’un ensemble d’indicateurs Excel avec le solver What’sBest Programmation linéaire multi-objectifs Contraintes et fonctions objectifs
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Outil d’optimisation supporté par un système intégré, automatisé et opérationnel d’outils:
Collecteur(DendroDIF)
Compilateur(DICA)
Simulateurs(FPInterface & MÉRIS)
Optimisateur(OptiPRES)
L’intrant principal du modèle : les solutions sylvicoles possibles (scénario, traitement, directive) documentées pour chacun des secteurs d’intervention (SI) d’un chantier d’opération. Possibilité de 9 solutions sylvicoles par SI Exemple: 2 solutions sylvicoles de coupe partielle avec
4 directives de martelage chacune ainsi qu’une solution de coupe de régénération
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Les fonctions objectifs Maximisation de la rentabilité financière Maximisation du % de la superficie du chantier
d’opération avec une rentabilité financière positive Maximisation de la rentabilité économique Maximisation du rendement forestier Synchronisation des rotations
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Rentabilité financière et économique
Rendement forestier
Choix sylvicoles et budget
Les contraintes Sélection ou non sélection d’un « scénario / traitement
/ directive » par SI Budget sylvicole maximum avec une marge de
manœuvre en % VANP maximale
La performance du modèle d’optimisation Temps de résolution entre 0 et 1 minute
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Exemple: chantier Cindy UA 06451 807 ha, 7 prescriptions sylvicoles (6 CP et 1 CR)
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Exemple chantier Cindy UA 06451
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Exemple chantier Cindy UA 06451
Maximisation rentabilité économique
Maximisation rentabilité financière
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Exemple chantier Cindy UA 06451
Synchronisation des rotations
Maximisation rentabilité économique et financière & synchronisation des rotations
Outil d’optimisation des prescriptions sylvicoles
Les gains et les défis
Les gains professionnels attribuables aux outils d’optimisation Prendre des décisions qui intègrent plus de considérations Prendre de meilleures décisions Des ingénieurs forestiers qui consacrent plus de temps à
l’analyse (comparative) et à la prise de décisions
Les défis de la mise en œuvre des projetsd’optimisation La collaboration, l’intégration et l’échange d’information entre les
différents intervenants La résistance au changement et le syndrome de la boîte noire L’investissement de départ en terme de temps d’apprentissage
Les gains et les défis
?
Remerciements
Sébastien Lacroix, FPInnovation et MFFP Mustapha Ouhimmou, FPInnovation et ÉTS Dave Lepage, FPInnovation François Laliberté, WSP Pascal Simard, MFFP Luc Gagnon, MFFP Mélissa Lainesse, MFFP Sylvain Marois, MFFP Camille Bastien, MFFP François Labbé, MFFP Alexis Leroux, MFFP Pierre Couture, MFFP Simon Vézeau, MFFP Etc.
Conclusion
Les connaissances, les expertises et les technologies d’aujourd’hui nous permettent de faire plus, faire mieux voire en moins de temps!!!