Itseoppivat ja joustavat tuotantojärjestelmät puutuoteteollisuudessa (SisuPUU) Teollisuusseminaari 27. toukokuuta 2009

Transkriptio

1 Itseoppivat ja joustavat tuotantojärjestelmät puutuoteteollisuudessa (SisuPUU) Teollisuusseminaari 7. toukokuuta 009 Tukkien lajittelun optimointi Arto Usenius ja Antti Heikkilä

2 Laatu Latvaläpimitta Pituus Kartiokkuus Tukki Lenkous Soikeus Mutkaisuus 3D geometria Sydänpuu Sisäinen laatu

3 Tukkien lajittelufunktioon vaikuttavat tekijät Tukkijakauma ja tukeista suoritettavat mittaukset ja havainnot Tukkivaraston koko ja tukin hinta Lajittelulaitoksen lokeromäärä Sahausprosessi Markkinatilanne ja tilauskanta 3

4 Tukkien lajittelun optimointi Latvaläpimittaperustainen tukkien luokitus ottaen huomioon mahdollisen visuaalisen laatulajittelun ja pituuslajittelun. Läpimittaperustainen tukkien luokitus, jossa latvaläpimittaa korjataan tukin kartiokkuuden ("ylöstuumaus"), lenkouden ("alastuumaus") ja mahdollisesti soikeuden perusteella. Tukin päägeometrisiin suureisiin perustuva tukkien lajittelu tuote, asete ja saantopohjainen lajittelu Tukkien tarkkaan 3D geometriatietoon perustuva lajittelu tuote, asete ja saantopohjainen lajittelu Tukkien sisäisen laadun huomioiva lajittelu

5 Suhteellinen arvo, % Latvaläpimitta, mm 5

6 Tukkien läpimittajakauma luokkarajojen suhteen 300 Alaraja Yläraja 5 Tukkeja (kpl/mm luokka) Tukkijakauma Kate Kate ( /tukki m3) Latvaläpimitta (mm) 6

7 Tukkien lajittelufunktio D = D latva + D kartio D lenkous D soikeus D D latva D kartikkuus D lenkous D soikeus Lajitteluläpimitta Tukin latvaläpimitta Kartiokkuuskorjaus Lenkouskorjaus Soikeuskorjaus 7

8 Korjausfunktiot D KARTIO = A K * KARTIO + B T * KARTIO + C T D LENKOUS = A S * LENKOUS + B S * LENKOUS + C S D SOIKEUS = A O * SOIKEUS + B O * SOIKEUS + C O KARTIO Tukin kartiokkuus (mm/m) LENKOUS Tukin lenkous (mm/m) SOIKEUS Tukin soikeus (mm) A, B, C Funktion kertoimet 8

9 Tukkiluokkien rajat Kriteerit Latvaläpimitta Kartiokkuus Lenkous Soikeus Pituus Laatu Sydänpuu Taper (mm/m) Top diameter (mm) 9

10 0 Optimaalinen asete läpimittaluokassa mm tukin pituuden ja kapenevuuden funktiona Asete : x 50 x 75 Asete 3: x x 75 Asete : 3 x 63 x 75 Asete : x 75 x läpim latva Tukin pituus (mm) ja kapenevuus (mm/m) Tukin

11 30 Paras asete latvaläpimitan ja kapenevuuden funktiona, tukin pituus 9 6 dm Kapenevuus mm/m Latvaläpimitta mm

12 Tukkiluokka 06 mm, tukin pituus 300 mm Tukin Tukin Lenkous mm/m pituus latvadm läpimitta Kartiokkuus mm/m mm

13 Lajittelun suhteellinen arvo Mänty tyvitukki 00,0 99,5 Arvo % 99,0 98,5 98,0 97,5 97, Tukkiluokkien lukumäärä 3

14 Lajittelun suhteellinen arvo Mänty väli ja latvatukki 00,0 99,5 Arvo % 99,0 98,5 98,0 97,5 97,0 96,5 96, Tukkiluokkien lukumäärä

15 Lajittelun suhteellinen arvo Kuusi Arvo % 00,0 99,5 99,0 98,5 98,0 97,5 97,0 96,5 96,0 95,5 95, Tukkiluokkien lukumäärä 5

16 Lajittelun suhteellinen arvo Kuusi kiinteä lautaleveys Arvo % 00,0 99,0 98,0 97,0 96,0 95,0 9,0 93,0 9,0 9,0 90,0 89,0 88, Tukkiluokkien lukumäärä 6

17 Lokeroiden optimaalinen jako männyn tyvi ja väli/latvatukkien välillä 5 Käytetyt lokerot Välitukit Tyvitukit Lokeroiden kokonaismäärä 7

18 Perinteinen lajittelu/poiminta tukkiluokka 06 mm 5,00 Asetteen arvo /r m3 0,00 5,00 0,00 05,00 00,00 95,00 Läpimittaluokka Tukit valikoitu 90, Asete 8

19 SISUPUU SEMINAARI TUKIN MITTAUS JA LAJITTELUN OPTIMOINTI Janne Kovanen Nostajantie MIKKELI

20 D, D ja 3D MITTARIT, MUOTO MITAT LAATU Ohjaukset sahausluokkiin ulkomittojen ja visuaalisen laadun perusteella Tuotteet, teknologia ja tila määräävät luokkien lukumäärän Janne Kovanen janne.kovanen@mikropuu.fi Nostajantie MIKKELI

21 3 RÖNTGEN SKANNAUS, MUOTO MITAT SISÄLAATU Ohjaukset sahausluokkiin ulkoisen muodon ja sisälaadun perusteella Tuotteet määräävämpiä mutta laitoksen muuta teknologiaa ja tilakysymyksiä ei voi unohtaa Janne Kovanen Nostajantie MIKKELI

22 RÖNTGENILLÄ JAETAAN RAAKA AINEVIRTA OIKEAAN KÄYTTÖÖN??? Normal saw grades Customer specific products with order specific settings Right raw material for different batch A 70% A 5% A 5% B 5% B 80% B 80% C 0% C 0% C 0% D 5% D 5% D 5% Finger joint Gluelam beams OR Reject Strength graded products Janne Kovanen janne.kovanen@mikropuu.fi Nostajantie MIKKELI

23 5 Janne Kovanen Nostajantie MIKKELI

24 6 RÖNTGENIN KÄYTTÖ ON TURVALLISTA EIKÄ VAADI SUURIA MUUTOKSIA Janne Kovanen Nostajantie MIKKELI

25 7 TULEVAISUUS Tukkipuusta maksetaan yhä enemmän laadun, ei kuutioiden mukaan Lajittelussa kerätään datapankkeja erityyppisestä raaka aineesta ja tätä tietoa hyödynnetään hankinnassa sekä tuotannon suunnittelussa Tukkiluokkia optimoidaan ohjelmallisesti kysynnän mukaan (takaisinkytkennät sahalta ja lautalajittelusta) Tukin merkintämenetelmien käyttöönotto monipuolistaa lajittelua ja tuo uusia teknologioita sahoille Organisaatioiden väliset tiedonsiirrot (OVT) yleistyvät Perinteiset tukkilajittelut eivät katoa Raaka aineen laatu ei parane nykyisestä Janne Kovanen Nostajantie MIKKELI

26 Stora Enso Timber Tukkiröntgen Uimaharjun sahalla Matti Knuuttila

27 Lähtötilanne Uuden komponenttilinjan raaka ainetarpeet tarvittavia ominaisuuksia ei voida arvioida tukin pintalaadun perusteella raaka aineen sopivuus on ratkaisevan tärkeää komponenttituotannon kannattavuudelle tarvitaan mahdollisuus joustavaan sahausluokkakohtaiseen määrän säätelyyn Sahan peruslajittelun automatisointi tuotannon arvon kasvattaminen lajittelutuloksen tasaisuuden parantaminen raaka aineen tehokkaampi hyödyntäminen mahdolliset uudet tuotteet

28 Vaadittavat ominaisuudet ja tavoitteet Komponenttituotantoon ohjataan sopivin raaka aine komponenttilaitoksen käyttösuhde komponenttien pituudet ja pituussaannot sydänpuun mittaaminen vuosiluston paksuus Tuotannon arvosaanto suhteessa visuaaliseen lajitteluun saannot eivät saa heikentyä millään tuotannon osa alueella rungonosan luotettava tunnistaminen oksien koko ja määrä Tavoitteisiin pyritään mahdollisimman pienellä investoinnilla tavoitteena yhden mittasuunnan käyttö mittasuuntia lisätään jos osoittautuu välttämättömäksi, tai merkittävää lisäarvoa voidaan osoittaa Visuaalista lajittelua jatketaan kunnes tavoitteet on osoitettu saavutetuiksi 3

29 Tilanne tänään Tukit lajitellaan 3D + X ray:n tulosten perusteella röntgenlaitteisto määrittelee laadun ja 3D mittari loput (ihminen hylyttää) Mittasuuntia on edelleen yksi painopiste on ollut raakadatan tulkinnassa ja parametristöjen kehittämisessä vaikutus investointiin ja ylläpitokustannuksiin tavoitteisiin on päästy mittasuuntia lisäämättä

30 Huomioita matkan varrelta Lajittelu toimii vakaasti jatkuvaa säätötarvetta ei ole > mahdollisiin muutoksiin on oltava perusteltu syy perustekniikka on luotettavaa (rikkoutumiset jne.) häiriöiden syyt usein inhimillisiä toimintakuntoisuuden varmistaminen (nykyisin käytetään koeputkea) Yleistä kokonaissaantoa ei pidä sekoittaa yksittäisiin tuloksiin sahatavaran loppulajittelussa muiden prosessia ohjaavien ja mittaavien laitteiden vaikutus on tunnettava tuloksia arvioitaessa vaikutukset lopputuotteen laatujen sisäiseen jakaumaan käyttäjän on tiedettävä mitä haluaa 5

31 Kysymyksiä ja kehitettävää Suorituskyvyn muuttuminen komponenttien elinkaaren aikana Kuivuneiden tukkien mittaustarkkuus (esim. vuosiluston paksuus) Kuorettoman läpimitan mittaaminen (kuori, lumi/jää) Voimakkaan pihkaisuuden vaikutus Oksatyyppien erottelu Latvamurtojen ja suurien syyhäiriöiden tunnistaminen Pintapuun alueella sijaitsevat viat Sahatavaran lujuuteen vaikuttavien tekijöiden tunnistaminen 6