Formulation and solution of a two-stage capacitated facility location problem with multilevel capacities

In this paper, the multi-product facility location problem in a two-stage supply chain is investigated. In this problem, the locations of depots (distribution centres) need to be determined along with their corresponding capacities. Moreover, the product flows from the plants to depots and onto customers must also be optimised. Here, plants have a production limit whereas potential depots have several possible capacity levels to choose from, which are defined as multilevel capacities. Plants must serve customer demands via depots. Two integer linear programming (ILP) models are introduced to solve the problem in order to minimise the fixed costs of opening depots and transportation costs. In the first model, the depot capacity is based on the maximum number of each product that can be stored whereas in the second one, the capacity is determined by the size (volume) of the depot. For large problems, the models are very difficult to solve using an exact method. Therefore, a matheuristic approach based on an aggregation approach and an exact method (ILP) is proposed in order to solve such problems. The methods are assessed using randomly generated data sets and existing data sets taken from the literature. The solutions obtained from the computational study confirm the effectiveness of the proposed matheuristic approach which outperforms the exact method. In addition, a case study arising from the wind energy sector in the UK is presented

A sertéságazat helyzetének bemutatása (jövedelmezőség, hatékonyság)

Jelen tanulmányban a sertéságazat piaci helyzetét és jövedelemtermelő képességét vizsgáltuk, ehhez kapcsolódóan jártuk körbe az ágazatot. Az ágazati körkép után a sertéstartás jövedelemtermelő képességének bemutatására egy „jó színvonalú termelési gyakorlatot” kívántunk modellezni. Az Eredmények között bemutatásra került, hogy mi jellemzi a naturális ráfordításokat, a termelési költségeket, valamint ezek szerkezetét és összetételét. Megállapításra került, hogy a sertéshús előállítás összes költségének körülbelül kétharmadát a takarmányozási költségek teszik ki, így itt a költséghatékonyság javítása alapvető gazdasági cél. A termelés legfőbb nehézsége a folyamatosan változó felvásárlási ár, amely alapvetően meghatározza, hogy az adott vállalkozás nyereséget vagy veszteséget realizál. Az adatokból levezettük, hogy adott körülmények között hogyan alakulna egy virtuális üzem árbevétele, és megállapításra került, hogy a jelenlegi piaci árak mellett támogatás nélkül nem lehet a sertéságazatban jövedelmet elérni, a virtuális üzem kizárólag az ágazati támogatásnak köszönhetően tudott nyereséget realizálni. Végezetül kereszttábla elemzésekkel szemléltettük, hogyan befolyásolja a termelés hatékonyságát és gazdaságosságát a takarmány ára és a hízó értékesítési ára, illetve a takarmány ára és a takarmányozási együttható. Azt a megállapítást tehetjük, hogy a virtuális üzemünk nehéz helyzetben van, ugyanis ha a fajlagos takarmányhasznosítás minimálisan emelkedik (cp), vagy a takarmányárak növekednek (cp), mindkét esetben veszteséget realizál az üzem külön-külön is. A jelenlegi takarmányárak mellett érdemes fontolóra venni, hogy milyen kompromisszumot kötünk azzal kapcsolatban, hogy teljes mértékben az adott genetika igényeit kívánjuk kielégíteni, ezzel akár magas színvonalú takarmányhasznosulási és jó húsminőségi mutatókat elérve, vagy olcsóbb takarmányokat etetünk, amely a naturális mutatókat ronthatja, azonban költséghatékonyságban kedvezőbb szintet tudunk elérni

Sow removal in Finnish commercial herds : epidemiological approaches

In sow farms, animals are actively removed and replaced to maintain target efficiency levels, herd health status and a static herd size. Sow removal has a critical effect on pig farm functionality and profitability. Excessive removal decreases lifetime production and especially during periods of small profit margins, becomes burdensome. It is also recognized as a welfare issue. The overall aim of this thesis was to investigate the current reality of piglet production in the rapidly changing Finnish production conditions with special emphasis on removal. The thesis is based on three individual studies which utilize diverse data from real commercial piglet producing farms. The types of data collected for each are different and the methods used reflect the differences. We showed systematic and temporal differences in removal between individuals, parities, farms and replacement circumstances in Finland. The results also demonstrated the economic value of improved animal health and removal. We benchmarked national culling and mortality rates retrieved from mandatory registrations. Especially, the average on-farm mortality may be considered relatively high although the rates accorded with published literature. However, the large differences between farms and several farms succeeding in obtaining low levels of removal imply that it is conceivable to strive for and reach certain special targets. Unfortunately, we demonstrated that optimal lifetime of a sow is not a fixed number and as such, no generally applicable policy for replacing sows can be determined. Neither can excessive removal be improved by single improvements only, because of limited resource reserves and other shortages within the individual farm. However, a few factors were found to be linked with an increased risk for removal and higher removal levels in these studies: e.g. the smallest litter sizes and the number of stillborn piglets at the sow level, and features indicative of semi-intensive or intensive farming compared with a combination of environmental animal welfare indicators (mortality) and a non-intensified farming style (culling) at the farm level. Traditional production approach of maximizing the net monetary income or quantitative measures in piglet production is likely to be changed in response to consumer’s increasing concerns around animal well-being, environmental sustainability and one health. We introduced an empirical base that could be used to motivate debate on future development of piglet production systems and delivered useful evidence relevant for stakeholders to engage in and promote research into identification, monitoring and management of sow removal and health. It may be more motivating for Finnish piglet producers, herd advisers and the industry to have specified removal levels to work towards. Our study can also be considered valid for emphasizing awareness of multidisciplinary approaches in integrating accurate epidemiological livestock data into larger frameworks as well as identifying current bottlenecks in available data and modelling methodology.Maatalous on tärkeä elinkeino, ruoantuotannon perusta ja välttämättömyys huoltovarmuuden turvaamiseksi sekä iso osa kulttuuria ja maisemaa. Suomalaisen sikatalouden kokonaiskuva on talouden tunnuslukujen valossa ollut vuosikausia kuitenkin hyvin heikko. Markkinat ovat porsastuottajille ankarat. Eläimiltäkin vaaditaan paljon: emakko synnyttää yhä enemmän porsaita, sen on imetettävä tehokkaasti, tultava viiveettä vieroituksen jälkeen kiimaan sekä pysyttävä terveenä ja tuottavana mahdollisimman pitkään. Tavoitetehokkuuden ja kannattavuuden ylläpitämiseksi sekä riskien hallitsemiseksi eläinainesta on myös uudistettava jatkuvasti. Yrittäjä voi omilla toimillaan emakoiden poistopolitiikkaa hallitsemalla vaikuttaa merkittävästi porsastuotantotilan toimivuuteen ja kustannustehokkuuteen. Varhaiset poistot estävät biologisen tuotoshuipun saavuttamisen, pienentävät elinikäistuotosta, vääristävät karjan ikärakennetta ja etenkin taloudellisesti haastavina aikoina ovat erityisen kuormittavia. Korkeat poistoprosentit voivat myös viitata hyvinvointiongelmiin. Väitöstutkimuksen yleisenä tavoitteena oli kartoittaa ja kuvata suomalaisen porsastuotannon nykytilaa ja erityisesti emakoiden poistoja maatalouden rakennemuutoksessa. Ensimmäisessä ja toisessa osatutkimuksessa selvitettiin monipuolisin kenttäaineistoin yksilö- ja tilatason riskitekijöitä poistoille. Samalla saatiin tieto tämänhetkisestä poistoprosentista ja miten se jakautuu teurastusten ja kuolleisuuden välillä. Kolmannessa osatyössä mallinnettiin taloudellisesti optimaalisinta poistotapaa ja erityisesti merkittävimpien tuotossairauksien vaikutusta siihen. Emakoiden poistoriskiin vaikuttivat yksilön ominaisuudet, tuotantokierron vaihe ja porsimakerta. Varhaiset poistot olivat edelleen yleisiä ja vain noin 60% emakoista selvisi kolmanteen porsimiseen saakka. Tilojen välillä havaittiin eroja teuraspoistoprosenteissa ja emakkokuolleisuudessa riippuen noudatetusta tuotantostrategiasta. Osoitimme lisäksi, että parempi eläinten terveys ja tuotantokestävyys parantavat taloudellista tulosta. Eläinyksilöt, maatilan fyysiset rakenteet, tuotannon laajuus ja malli muodostavat puitteet sikalan perustoiminnalle, jota edelleen ohjaavat taloudelliset seikat ja päätöksenteon perusteet. Tässä tutkimuksessa todettu hajonta tilojen välillä kertoo osaltaan siitä, että poistoja on mahdollista hallita. Toisaalta lähtökohtaisista eroista johtuen yleispätevä ohjeistus optimaalisista teurastuksista ei ole määriteltävissä. Selkeät kansalliset vertailuarvot voivat kuitenkin helpottaa asettamaan tilakohtaisia tavoitteita. Kehitetty optimointimalli havainnollistaa erilaisten eläinten terveyttä ja tuotantokestävyyttä parantavien muutosten taloudellista potentiaalia ja voi osaltaan motivoida tuottajia käytännön päätöksenteon tukena. Osoitimme lisäksi, että myös Suomessa porsastuotos on lisääntynyt viime vuosina nopeasti. Tutkimuksessa mukana olleet emakot porsivat keskimäärin jo lähes 15 porsasta kerrallaan. Pahnuekoon lisäksi yksittäisen tilan lopulliseen tehokkuuteen ja kilpailukykyyn vaikuttavat kuitenkin monet yksityiskohdat. Viime vuosina kuluttajien kiinnostus maataloustuotteiden laatuun, eettisyyteen ja turvallisuuteen on lisääntynyt. Yhteiskunta on asettanut tiukempia vaatimuksia niin tuotannon kuin ympäristönkin suhteen. Tulevaisuuden ratkaisuja kokonaiskannattavuuden heikkenemisen kompensointiin ja suomalaisen raaka-aineen saatavuuden turvaamiseen on edelleen etsittävä huomioimalla monipuolisesti eläimet yksilöinä,tilojen olosuhteet, resurssit ja tuotantostrategia sekä taloustieteelliset tekijät ja ympäristönäkökohdat monitieteellisessä viitekehyksessä