TTY Porin laitoksen optimointipalvelut yrityksille Timo Ranta, TkT Frank Cameron, TkT timo.ranta@tut.fi frank.cameron@tut.fi Automaation aamukahvit 28.8.2013
Optimointi Tarkoittaa parhaan ratkaisun valintaa kaikkien mahdollisten ratkaisujen joukosta Tukee yrityksen päätöksentekoa Lopullisen päätöksen tekee ihminen käyttäen lisäksi apuna kokemusta ja intuitiota 2(18)
Projektin valintatehtävä Toimit projektipäällikkönä ja tehtävänäsi on valita, mitkä projektit yritys aloittaa n mahdollisen projektin joukosta Kullakin projektilla i on kustannus a i euroa ja nykyrahassa mitattu tuotto c i euroa Käytettävissäsi oleva budjetti on b euroa ja se ei riitä kaikkien projektien aloittamiseen Mitkä projektit sinun tulisi valita, jotta yrityksen tuotot olisivat mahdollisimman suuret? 3(18)
Palvelumme yrityksille 1) Optimointitehtävän määrittely 2) Optimointimallin muodostaminen 3) Optimointimallin ratkaiseminen 4) Ratkaisun tarkastelu 5) Ohjelmiston kehittäminen 4(18)
Palvelumme yrityksille 1) Optimointitehtävän määrittely Optimointitehtävässä halutaan maksimoida tai minimoida jotain suuretta allokoimalla käytettävissä olevat resurssit mahdollisimman tehokkaasti vaihtoehtoisille aktiviteeteille Määritellään sanallisesti lähtötiedot, muuttujat, rajoitteet ja tavoite Projektin valintatehtävän tapauksessa lähtötiedot: projektien määrä (n), kunkin projektin kustannus (a i ), kunkin projektin tuotto (c i ), budjetti (b) muuttujat: valitaanko projekti i vai ei (x i =1 tai 0) rajoitteet: valittujen projektien kustannukset eivät saa ylittää budjettia (b) tavoite: maksimoi tuotto (z) 5(18)
Palvelumme yrityksille 2) Optimointimallin muodostaminen Optimointimalli on matemaattinen kuvaus optimointitehtävästä Optimointimalli koostuu muuttujista, rajoitteista ja kohdefunktiosta Projektin valintatehtävän tapauksessa 6(18)
Palvelumme yrityksille 3) Optimointimallin ratkaiseminen Mallin muuttujille etsitään sellaiset arvot, että kaikki mallin rajoitteet täytetään ja mallin kohdefunktion arvo on mahdollisimman hyvä Käytännön tehtävissä tyydytään usein hyvään approksimaatioratkaisuun Ratkaisun löytäminen edellyttää usein algoritmien ja heuristiikkojen kehittämistä 7(18)
Palvelumme yrityksille 4) Ratkaisun tarkastelu Verrataan ratkaisua yrityksen tämänhetkiseen ratkaisuun Suoritetaan entäs jos -tyyppisiä tarkasteluja Eräs projektin valintatehtävän instanssi Tuotot 35 k, kun valitaan projektit 2 ja 3 Millä budjetilla tuotot ovat vähintään 40 k? 13 k budjetilla tuotot 42 k, kun valitaan projektit 1 ja 3 8(18)
Palvelumme yrityksille 5) Ohjelmiston kehittäminen Kehitetään yrityksen käyttöön optimointiohjelmisto 9(18)
Optimoinnilla on käytännön sovelluksia mm. Tuotannon suunnittelussa ja aikataulutuksessa Logistiikan suunnittelussa ja aikataulutuksessa Toimitusketjun suunnittelussa ja aikataulutuksessa Työvuorojen suunnittelussa ja aikataulutuksessa Projektien suunnittelussa ja aikataulutuksessa 10 (18)
Käytännön sovelluksia Teräsaihioiden suunnittelutehtävä terästehtaalla Tavoitteena minimoida käytettävien aihioiden lukumäärä sekä ylijäämä suunnittelemalla aihiot Säästöä 2.5 milj. $ vuodessa (aihion keskimääräinen massa kasvoi 1.3 t ja ylijäämä pieneni 3 %) 11 (18)
Käytännön sovelluksia Tukkuliikkeen varaston suunnittelutehtävä Tavoitteena minimoida noutoon kuluva aika suunnittelemalla tavaroiden paikat ja noutoreitti Säästöä 140 k vuodessa (noutoreitin keskimääräinen pituus lyheni 31 %) 12 (18)
Käytännön sovelluksia Sairaalan leikkaussaliajan allokointitehtävä Tavoitteena minimoida poikkeama sairaalan eri osastoille suunnitellun ja toteutuneen leikkaussaliajan välillä allokoimalla käytettävissä oleva leikkaussaliaika eri osastoille Aikataulut koettiin tasapuolisemmiksi ja aikataulujen laadinta nopeutui Sali 1 Sali 2 Sali 3 Ma Surgery Otolaryngology Ophthalmology 08:00-17:00 08:00-15:30 08:00-15:30 Ti Surgery Otolaryngology Oral Surgery 08:00-17:00 08:00-15:30 08:00-15:30 Ke Surgery Otolaryngology Gynecology 08:00-17:00 08:00-15:30 08:00-15:30 To Gynecology Gynecology Ophthalmology 08:00-17:00 08:00-15:30 08:00-15:30 Pe Surgery Otolaryngology Ophthalmology 09:00-17:00 09:00-15:30 09:00-15:30 13 (18)
Suomen käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen optimointi 14 (18)
Suomen käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitus 15 (18)
Suomen käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoituksen optimointi Optimoimme loppusijoituksen aikataulun, maanalaisen loppusijoitustilan etäisyydet sekä polttoainenippujen kapselikohtaisen valinnan Optimoimalla löysimme aikatauluja, jotka olivat kustannuksiltaan merkittävästi referenssiaikataulua edullisempia 16 (18)
Julkaisuja Ranta. Optimization in the Final Disposal of Spent Nuclear Fuel, Doctoral thesis, 2012 Ranta & Cameron. Heuristic Methods for Assigning Spent Nuclear Fuel Assemblies to Canisters for Final Disposal, Nuclear Science and Engineering, 171, 41-51 (2012) 17 (18)
Kiitos mielenkiinnosta! Jos kiinnostuit TTY Porin laitoksen tarjoamista optimointipalveluista, toivomme yhteydenottoasi timo.ranta@tut.fi frank.cameron@tut.fi 18 (18)