Programación táctica de la cosecha forestal: análisis de la performance de distintas herramientas informáticas

BROZ, DIEGO RICARDO; FIGUEROA, JOSÉ; DURAND, GUILLERMO; ROSSIT, DANIEL ALEJANDRO; FRUTOS, MARIANO; ROSSIT, DIEGO GABRIEL

Puerto Madryn

Congreso; VII Congreso Argentino de Ingeniería Industrial; 2014

Facultad Regional de Chubut, Universidad Tecnológica Nacional y Asociación Argentina de Carreras de Ingeniería Industrial.

RESUMEN En este trabajo se plantea la programación táctica de la cosecha forestal de forma que se obtenga el máximo beneficio económico. Se contempla la edad de cosecha de los rodales, los niveles de producción y la adyacencia entre rodales. El problema se planteó mediante la técnica URM (Unit Restriction Model). Se limitó la cosecha entre rodales adyacentes lo que evita la apertura de extensas áreas boscosas, y así disminuir el impacto visual, la erosión del suelo y mantener los corredores faunísticos. Se simularon tres escenarios forestales de 50, 200 y 500 rodales bajo diversas condiciones de crecimiento, para un horizonte de planificación de 10 períodos. Se resolvió cada problema con cinco paquetes de software comerciales de resolución matemática: LINDO, MATLAB, CPLEX, GUROBI y CBC, y se compararon sus desempeños evaluando los valores de la función objetivo. Los niveles de relajación utilizados fueron de 0, 1×10-1, 1, 5 y 10%. GUROBI tuvo el desempeño más destacado, seguido por CPLEX. LINDO y CBC alcanzaron soluciones de la función objetivo, en promedio, 1% inferior al de CPLEX y GUROBI. Aunque para problemas de 50 rodales MATLAB tuvo buen desempeño, para 500 rodales el valor de la función objetivo fue un 18% inferior respecto a los mejores. Palabras Claves: programación, optimización, cosecha forestal. ABSTRACT In this project, a tactical scheduling mathematical model is proposed to maximize the economic profit for forest harvesting. The age of the stand when it is harvested and the production level and the adjacency between stands are considered for this problem. The model was formulated using the URM (Unit Restriction Model) technique. The harvest of adjacent stands is not allowed to avoid opening extensive forested areas and, therefore reducing the visual impact and the soil erosion, as well as protect the faunal corridors. Three scenarios of 50, 200 and 500 stands were simulated considering diverse conditions of growing and a planning horizon of 10 periods. Each scenario was solved with five different software packages: LINDO, MATLAB, CPLEX, GUROBI and CBC. The solutions performances were compared considering the value of the objective function. The relaxation levels were 0, 1×10-1, 1, 5 and 10%. The software that achieved the best performance was GUROBI, followed by CPLEX. LINDO and CBC reached solutions that were, in average, 1% worse than the ones that were obtained with CPLEX and GUROBI. MATLAB achieved good performance in the scenario with fifty stands. However, in the scenario with five hundred stands, this software only obtained a value for the objective function that was 18% worse than the one obtained with the software with the best performance. Key Words: scheduling, optimization, forest harvesting.