L optimisation au service de la planification opérationnelle

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1 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

2 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

3 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 bois Les garanties d approvisionnement sont régionales Les critères à considérer dans la planification forestière sont multiples: Critères sylvicoles, environnementaux et sociaux Critères financiers et d approvisionnement Critères économiques

4 Mise en contexte Rappel des grandes activités du processus de planification PAFIO Pluriannuel vers annuel Identification et caractérisation des SIP Consultations et inventaire Prescription Banque 200% SI et PRAN

5 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 ans 5 ans 1 à 3 ans 1 à 3 ans 1 an 2 ans

6 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 m3 à 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

7 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

8 Outil d optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois Outil d optimisation supporté par un système intégré, automatisé et opérationnel d outils: Compilateur (DICA) Optimisateur (Outil de la sélection des chantiers et de la destination des bois) Simulateur (FPInterface)

9 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)

10 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.

11 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.

12 Outil d optimisation de la sélection des chantiers et de la destination des bois

13 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles 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

14 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles Outil d optimisation supporté par un système intégré, automatisé et opérationnel d outils: Collecteur (DendroDIF) Compilateur (DICA) Optimisateur (OptiPRES) Simulateurs (FPInterface & MÉRIS)

15 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles 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

16 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 Rentabilité financière et économique Rendement forestier Choix sylvicoles et budget

17 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles 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

18 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles Exemple: chantier Cindy UA ha, 7 prescriptions sylvicoles (6 CP et 1 CR)

19 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles Exemple chantier Cindy UA 06451

20 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles Exemple chantier Cindy UA Maximisation rentabilité économique Maximisation rentabilité financière

21 Outil d optimisation des prescriptions sylvicoles Exemple chantier Cindy UA Synchronisation des rotations Maximisation rentabilité économique et financière & synchronisation des rotations

22 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

23 Les gains et les défis? Les défis de la mise en œuvre des projets d 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

24 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.

25 Conclusion Les connaissances, les expertises et les technologies d aujourd hui nous permettent de faire plus, faire mieux voire en moins de temps!!!