Improving strategic decision-making with simulation based decision support systems

Combating climate change is one of the key tasks of humanity in the 21st century. One of the leading causes is carbon dioxide emissions due to usage of fossil fuels. Renewable energy sources should be used instead of relying on oil, gas, and coal. In Finland a significant amount of energy is produced using wood. The usage of wood chips is expected to increase in the future significantly, over 60 %. The aim of this research is to improve understanding over the costs of wood chip supply chains. This is conducted by utilizing simulation as the main research method. The simulation model utilizes both agent-based modelling and discrete event simulation to imitate the wood chip supply chain. This thesis concentrates on the usage of simulation based decision support systems in strategic decision-making. The simulation model is part of a decision support system, which connects the simulation model to databases but also provides a graphical user interface for the decisionmaker. The main analysis conducted with the decision support system concentrates on comparing a traditional supply chain to a supply chain utilizing specialized containers. According to the analysis, the container supply chain is able to have smaller costs than the traditional supply chain. Also, a container supply chain can be more easily scaled up due to faster emptying operations. Initially the container operations would only supply part of the fuel needs of a power plant and it would complement the current supply chain. The model can be expanded to include intermodal supply chains as due to increased demand in the future there is not enough wood chips located close to current and future power plants.

Ilmastonmuutoksen torjunta on yksi ihmiskunnan keskeisimmistä kysymyksistä 2000 –luvulla. Yksi pääasiallisimmista syistä on fossiilisten polttoaineiden käyttäminen, minkä takia uusiutuvia luonnonvaroja tulisi käyttää öljyn, maakaasun ja hiilen sijasta. Suomessa merkittävä osuus energiasta tuotetaan puun avulla. Puuhakkeen käyttö tulee lisääntymään tulevaisuudessa merkittävästi, yli 60 %. Tämän tutkimuksen tavoitteena on parantaa ymmärrystä liittyen puuhaketoimitusketjujen kustannuksiin. Tämä analyysi on toteutettu käyttäen hyödyksi simulointia. Malli käyttää hyödyksi sekä agentti- että tapahtumapohjaista mallinnusta toimitusketjujen mallintamisessa. Tutkimus keskittyy simulointipohjaisten päätöksenteon tukisysteemien hyödyntämiseen strategisessa päätöksenteossa. Simulointimalli on osa päätöksenteon tuen järjestelmää, joka yhdistää mallin tarvittaviin tietokantoihin mutta sisältää myös graafisen käyttöliittymän. Järjestelmän avulla verrataan perinteistä puuhake-toimitusketjua toimitusketjuun, joka käyttää hyödyksi erikoiskontteja. Analyysin mukaan kontteja käyttävän toimitusketjun kustannukset ovat pienemmät kuin perinteisen toimitusketjun. Tämän lisäksi kontteja käyttävä toimitusketju on helpompi laajentaa käsittelemään suurempia volyymejä johtuen nopeammasta tyhjennyksestä. Alkuaan kontit otettaisiin käytettäväksi perinteisen toimitusketjun rinnalle, jolloin voimalaitoksessa olisi kaksi rinnakkaista toimitusketjua puuhakkeen hankkimiseksi. Simulointimalli on mahdollista laajentaa käsittelemään intermodaalisia kuljetuksia, koska kasvaneesta kysynnästä johtuen tulevaisuudessa puuhaketta ei ole riittävästi saatavilla voimalaitoksien lähellä.