Hierarchical forest management with anticipation: an application to tactical–operational planning integration


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Abstract

This paper examines the problem of harvest capacity planning at a tactical level. Annual capacity planning allows planners to determine the number of contractors to hire per period throughout the year and to define the duration of their contracts. In practice, this process usually involves the analysis of historical data regarding the operational use of capacity and aggregated demand forecast, the output of which then serves to plan harvest operations. Although this form of hierarchical planning reduces the complexity of the task, the decomposition into subproblems that must be successively resolved can lead to infeasibility or poor use of harvesting capacity. The specific problem addressed here resides in how one can consider the operational impact of harvesting decisions taken at the tactical level to ensure a plan's feasibility at the operational level. We present a tactical planning process based on Schneeweiss' generic hierarchical modeling approach. A computational experiment demonstrates how a tactical planning process is influenced by the input of the operational level anticipation model. The anticipation approach we propose appears to be a valid method to better integrate key operational-level decisions into tactical plans.RésuméCet article traite du problème tactique de planification de la capacité de récolte. La planification annuelle de la capacité permet aux planificateurs de déterminer le nombre d'entrepreneurs à engager durant l'année et de définir la durée de leurs contrats. En pratique, ce processus implique l'analyse de données historiques concernant l'utilisation opérationnelle de la capacité et de données de prévision de demande agrégée. Le résultat de cette analyse sert ensuite à planifier les opérations de récolte. Même si cette planification hiérarchique réduit la complexité de la tâche, la décomposition en sous-problèmes à résoudre successivement peut mener à une infaisabilité ou à un mauvais usage de la capacité de récolte. Le problème consiste à considérer l'impact opérationnel des décisions de récolte prises au niveau tactique afin de s'assurer de la faisabilité opérationnelle du plan tactique. Un processus de planification tactique basée sur le mécanisme de coordination hiérarchique de Schneeweiss est présenté. Une expérience démontre comment un processus de planification tactique est influencé par le résultat du modèle d'anticipation du niveau opérationnel. L'approche par anticipation proposée semble être une méthode valable pour mieux intégrer les décisions opérationnelles importantes dans les plans tactiques.

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