Hakkuutähteen metsäkuljetuksen ajanmenekki, tuottavuus ja kustannukset

Transkriptio

1 Metsätehon raportti Hakkuutähteen metsäkuljetuksen ajanmenekki, tuottavuus ja kustannukset Kaarlo Rieppo

2 Hakkuutähteen metsäkuljetuksen ajanmenekki, tuottavuus ja kustannukset Kaarlo Rieppo Metsätehon raportti Konsortiohanke: Metsäliitto Osuuskunta, Stora Enso Oyj, UPM-Kymmene Oyj, Vapo Oy Asiasanat: hakkuutähde, metsäkuljetus, ajanmenekki, tuottavuus, kustannus Metsäteho Oy Helsinki 22

3 SISÄLLYS TIIVISTELMÄ. 4 1 TAUSTA TAVOITE. 8 3 TOTEUTUS Aineistot Tutkimuskoneet ja kuljettajat Aikatutkimus Seurantatutkimus Tutkimusmenetelmä TULOKSET Hakkuutähteen haketetut määrät ja ominaisuudet Talteen kerätyn hakkuutähteen osuus Kuormien ja taakkojen koot Ajanmenekki Kuormaus Kuormausajo Kuormattuna- ja tyhjänäajo Purkaminen Ajanmenekkijakaumat Käyttöaikatuottavuus Vihreä hakkuutähde Ruskea hakkuutähde Kasauksen vaikutus tuottavuuteen Maastoluokan vaikutus tuottavuuteen Seurantatutkimus Kuormakoot ja saannot Keskeytykset ja käyttöasteet Käyttötuntituotos seurantatutkimuksessa Kustannukset Kustannuslaskennan perusteet ja käyttötuntikustannukset Vihreä hakkuutähde Ruskea hakkuutähde Kasauksen vaikutus kustannuksiin Maastoluokan vaikutus kustannuksiin Työmaan koon vaikutus kustannuksiin Hakkuutähteen metsäkuljetuksen vuosisuorite TARKASTELU.. 44 KIRJALLISUUS. 47 Metsätehon raportti

4 TIIVISTELMÄ Hakkuutähteen metsäkuljetuksen ajanmenekki, tuottavuus ja kustannukset määritettiin 19 työmaalta ja neljältä kuormatraktorilta kesäolosuhteista. Yhdellä kohteella tehtiin vertailukoe, jossa osalla palstasta hakkuutähteet jätettiin levälleen ja osalla kasoihin. Viidellä työmaalla hakkuutähde oli kuivahtanutta eli ruskeaa ja lopuilla tuoretta eli vihreää. Aikatutkimuksen hakemäärä oli 9 m³ (kiintokuutiometriä). Lisäksi kerättiin 9 m³:n seuranta-aineisto. Hakkuutähteestä kerättiin talteen keskimäärin 77 % ja haketta saatiin 2 1 m³/ha. Keskimääräinen kuorman koko oli 7,2 m³. Koneittain kuorman koot vaihtelivat 4,8:sta 1,6 m³:iin. Suurimmat kuormat saatiin koneella, jossa oli kallistettavat karikat. Kuormatilan koon lisäksi myös kuormaustapa vaikutti kuorman kokoon poikittaisella kuormaustavalla kuorman koko kasvoi. Kuorman koko oli vihreällä hakkuutähteellä 7,8 m³ ja ruskealla 5,7 m³ eli reilun neljänneksen pienempi. Keskimääräinen taakan koko kuormauksessa oli vihreällä hakkuutähteellä,19 ja ruskealla,15 m³. Purkamisen taakan koot olivat vastaavasti,42 ja,35 m³. Ajanmenekki-, tuottavuus- ja kustannustarkasteluissa vertailuja tehtiin ajouranvarsitiheyden, metsäkuljetusmatkan, kuorman koon, maastoluokan, raaka-aineen tuoreuden, kasojen laadun ja työmaan koon suhteen. Tehoajanmenekki oli koneittain kuvan A mukainen. Keskimäärin kuormaukseen ja purkamiseen käytettiin 55 % tehoajasta. 6 5 cmin/m Purkaminen Kuormattuna-ajo Tyhjänäajo Kuormausajo Kuormaus 1 Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuva A. Eri työnvaiheiden tehoajanmenekki, kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m, metsäkuljetusmatka 25 m ja kuorman koko aikatutkimuksessa toteutunut. Metsätehon raportti

5 Ajouranvarsitiheyden kasvaessa 4:stä 24 kuutiometriin sataa ajourametriä kohti suureni koneiden välinen tuottavuusero 3:stä 52 %:iin (kuva B). Erityisesti kuormatilaltaan suurimman koneen tuottavuus nousi muihin nähden voimakkaammin. Tuottavuus oli keskimäärin 9,3 m³/käyttötunti, kun ajouranvarsitiheys oli 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 metriä. Koneittain tuottavuus vaihteli tällöin välillä 7,7 1,9 m³/käyttötunti m 3 /käyttötunti Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva B. Käyttötuntituottavuus ajouranvarsitiheyden mukaan vihreällä hakkuutähteellä, kun metsäkuljetusmatka on 25 m ja kuorman koot aikatutkimuksessa toteutuneet. Koneiden välinen tuottavuusero kasvoi lähes lineaarisesti metsäkuljetusmatkan pidentyessä. Sadan metrin metsäkuljetusmatkalla ero oli 36 % ja kilometrin matkalla jo 63 %. Maksimi- ja minimikäyttötuntituottavuuksien suhde kuorman ko oilla 3 14 m³ oli 1,9 1,14, kun kuorman koko kullakin koneella vakioitiin ja muut tekijät pysyivät aikatutkimuksen mukaisina. Pienin konekohtainen keskikuorman koko tässä aineistossa oli noin 5 m³ ja suurin 1,5 m³. Koneesta riippuen käyttötuntituottavuus nousi % kuorman koon kasvaessa toteutuneesta minimistä toteutuneeseen maksimiin. Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuksen tuottavuus oli kuutiomäärissä mitaten lähes viidenneksen pienempi kuin vihreän. Tällöin oletettiin kuormaus- ja purkamisajanmenekit sekä kuorman koot aikatutkimuksessa toteutuneen mukaisiksi. Lisäksi oletettiin ruskealla hakkuutähteellä ajouranvarsitiheys neulasten osittaisen irtoamisen vuoksi 15 % pienemmäksi kuin vihreällä. Levällään olevan hakkuutähteen kuormausaika oli 28 % ja purkamisaika 5 % suurempi kuin kasoissa olevan. Metsätehon raportti

6 Suppeaksi jääneessä seurantatutkimuksessa koneittaiset käyttötuntituottavuudet olivat 9,4 12,8 m³/h. Kuusen osuuden ainespuun hakkuukertymästä kasvaessa käyttötuntituottavuus nousi. Samoin kävi, kun hakkuutähteen prosentuaalinen osuus hakkuukertymään verrattuna suureni. Kustannuslaskelmissa käyttötuntimäärä oli ja koneiden hinnat Käyttötuntikustannuksiksi muodostui 51,5 53,2. Vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuskustannus oli koneittain 4,9 6,9 /m³ ja keskimäärin 5,55 /m³, kun ajouranvarsitiheys oli 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 metriä (kuva C). Metsäkuljetusmatkan nousu 25 metristä 5 metriin nosti kustannuksia 27 % eli 1,5 /m³. Kuorman koon kasvu 5:stä 1,5 m³:iin laski puolestaan kustannuksia reilun euron kuutiometriä kohti /m Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva C. Vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannukset ajouranvarsitiheyden suhteen. Metsäkuljetusmatka 25 m. Tilavuusperusteisessa vertailussa ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuskustannus oli suurempi kuin vihreän, mutta energiasisältövertailussa päinvastoin. Tällöin vihreän hakkuutähteen kosteuden oletettiin olevan 5 % ja ruskean 3 %. Lyhemmillä metsäkuljetusmatkoilla ruskean hakkuutähteen korjuun suhteellinen kustannus vihreään verrattuna aleni. Kasoille hakkuulla saavutettiin hakkuutähteen metsäkuljetuksessa lyhyillä metsäkuljetusmatkoilla yli kymmenen ja pitkilläkin vielä noin 5 prosentin kustannushyöty levälleen jätettyyn hakkuutähteeseen verrattuna. Metsätehon raportti

7 Maastoluokassa 2 hakkuutähteen metsäkuljetus oli vertailutavasta riippuen % ja maastoluokassa % kalliimpaa kuin maastoluokassa 1, kun ajouranvarsitiheys oli 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m. Metsäkuljetusmatkan kasvaessa maastoluokkien 2 ja 3 kustannussuhde maastoluokkaan 1 verrattuna muuttui epäedullisemmaksi. Kun työmaan koko jäi alle 1 m³:n, alkoivat kustannukset merkittävästi nousta ja ne eivät puolestaan enää merkittävästi laskeneet työmaan koon ollessa yli 4 m³. Kun ajouranvarsitiheys oli 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m, oli pienimmän tuottavuuden omaavan koneen vuosisuorite 19 m³ ja suurimman tuottavuuden omaavan koneen 27 m³. Tässä tutkimuksessa saatu tehotuntituottavuus oli samaa tasoa, noin 2 3 % suurempi kuin Asikaisen ym. (21) tutkimuksessa samanlaisella kuorman koolla. Tässä tutkimuksessa tehtyihin yleistyksiin on kuitenkin suhtauduttava tietyllä varauksella, koska aineisto oli varsin pieni. Oman epävarmuutensa luotettavuuteen toi myös se, että osalla kohteista metsäkuljetuksen ja haketuksen väli oli niin pitkä, että se saattoi vaikuttaa näiltä kohteilta saadun vihreän hakkuutähteen määrään. Koneittain tehty tuottavuusvertailu kuormakoon mukaan osoitti, että kuormakoko selitti selvästi voimakkaammin käyttötuntituottavuutta kuin koneet ja kuljettajat. Näin kuorman koon maksimointiin erilaisin kuormatila- ja kuormausratkaisuin on pyrittävä. Ruskea hakkuutähde ei ollut aina kuivempaa kuin vihreä, joten kuivatus ei aina tuota toivottavaa tulosta. Kuivauksen tulisi käytännössä pienentää hakkuutähteen kosteutta parinkymmenen prosentin verran, jotta näin saatu lisäenergia kattaisi sen muuten korkeammat metsäkuljetuskustannukset. Muita kustannusvaikutuksia, kuten neulasten mahdollisia haittavaikutuksia kattilalle, ei tässä ole huomioitu. Metsätehon raportti

8 1 TAUSTA Hakkuutähteiden kuljettaminen kuormatraktorilla irtotavarana tienvarsivarastoon on yleisin toimintatapa hakkuutähteen hankintaketjussa. Hakkuutähteen hankintamäärien kasvaessa myös tämän toiminnan osuus edelleen kasvaa, vaikka muitakin, esimerkiksi hakkuutähteen paalaukseen perustuvia menetelmiä kehitellään. Hanke oli osa Metsätehon "Työsuoritteen määrittäminen hakkuutähteen metsäkuljetuksessa" -projektia, jota Puuenergian teknologiaohjelman kautta on rahoittanut Metsätehon osakkaiden lisäksi myös Tekes. Projektin alkuperäisenä tavoitteena oli kehittää hakkuutähteen metsäkuljetusmäärän mittausmenetelmä. Tämä osa on raportoitu Metsätehon raporttina 129. Koska tiedot hakkuutähteiden metsäkuljetuksesta on koettu puutteellisiksi, päätti projektin johtoryhmä, että projektiin sisällytetään myös näiden tietojen täydentäminen. Projektin johtoryhmän muodostivat seuraavat Metsätehon osakkaiden edustajat: Tapio Peltoniemi, Metsäliitto Osuuskunta, puheenjohtaja Sami Honkanen, Stora Enso Oyj Tapo Lehtoranta, Vapo Oy Matti Markkila, UPM-Kymmene Oyj 2 TAVOITE Tavoitteeksi asetettiin hakkuutähteiden irtonaisena tehtävän metsäkuljetuksen alustavien ajanmenekkien, tuottavuuksien ja kustannuksien määrittäminen. Tärkeimmiksi selvitettäviksi tekijöiksi määritettiin kaluston (kuormatilan koko), metsäkuljetusmatkan, hakkuutähteen määrän ja puulajisuhteiden vaikutusten selvittäminen hakkuutähteen metsäkuljetuksen ajanmenekkiin. Suppeammin selvitettäviksi tekijöiksi määritettiin hakkuutähteen kasojen laatu (hakattu kasoille/levälleen), hakkuutähteen tuoreus ja maasto. Työmaan koon vaikutus määritettäisiin laskennallisesti. 3 TOTEUTUS 3.1 Aineistot Tutkimuskoneet ja kuljettajat Tutkimukseen valittiin neljä kuormatraktoria (kuvat 1, 2, 3 ja 4). Koska koneita oli tutkimukseen mahdollista ottaa vain muutama, valittiin eteläisestä ja keskisestä Suomesta sellaisia yrittäjiä, joiden toiminta hakkuutähteiden metsäkuljetuksessa oli jo vakiintunutta. Kaksi koneista osoitti urakanantajana Metsäliitto. Toinen näistä toimi Kouvolan ympäristössä ja toinen Etelä- Pohjanmaalla. Toiset kaksi konetta osoitti UPM-Kymmene, ja ne urakoivat Metsätehon raportti

9 Jämsän seudulla. Koneiden valinnassa kriteerinä oli se, että mukaan haluttiin kuormatiloiltaan erikokoisia ratkaisuja. Yksityiskohtaiset tiedot tutkimuskoneista on esitetty taulukossa 1. Kuva 1. Koneen 1 kuljettaja käytti kuorman teossa poikittaisladontatekniikkaa, mikä suurensi kuorman kokoa. Kuva 2. Kone 2 kuljettamassa tuoretta hakkuutähdettä. Metsätehon raportti

10 Kuva 3. Kone 3 kuormaamassa ruskeaa hakkuutähdettä. Kuva 4. Koneella 4 karikat voitiin kallistaa sivulle, mikä kasvatti kuormatilaa jopa 5 %. Metsätehon raportti

11 TAULUKKO 1 Tutkimuskoneiden tekniset tiedot Kone Merkki ja malli (pyörien lkm) Nosturi (ulottuvuus, m) Koura (piikkien lkm) Kuormatilan kehystilavuus, m³ Kuormatilan muutokset Peruskuormatila Jatkoosa Kukkura 1) Yhteensä Timberjack 11B (6) Timberjack 11 (6) Valmet 86 (8) Valmet 838 (8) Timberjack 61F (9,7) Loglift F7 (1,1) Cranab 85 (8,9) Fiskars 7 (1,3) Loglift RX3 (4) Puutavarakourasta muunneltu (4) Loglift RX5 (4) Fiskars 25 (oma muunnelma) (4) 1,3 m jatkettu perätila 1,2 m jatkettu perätila Jatkokarikat,5 m Sivulle kallistuvat karikat ja jatkettu perätila 17,1 4,5 8,1 2) 29,7 18,1 5,4 7,5 2) 31, 19,8-7,9 2) 27,7 Karikat pystyssä 16,4 5,4 6,9 2) 28,7 Karikat sivulle kallistettuina 22,4 7,3 13,5 3) 43,2 1) Kukkuran tilavuuden määrittäminen: Kukkuran pohjamuodon on oletettu olevan ellipsi, jonka pituus (a) on kuormatilan pituus ja leveys (b) on kuormatilan leveys. Kukkuran korkeusmuodon on oletettu olevan puoliellipsi, jonka korkeuden suhde leveyteen on c. Kukkuran tilavuus voidaan laskea kaavalla: 2 a b c V = π 6 2) Kukkuran korkeuden suhde leveyteen,5 3) Kukkuran korkeuden suhde leveyteen,3, koska erityisen leveä kuormatila Kuljettajien kokemukset puutavaran- ja hakkuutähteen metsäkuljetuksesta ennen aikatutkimusten aloittamista olivat: Kone 1: 12 vuotta puutavaranajoa ja 2 vuotta hakkuutähteen ajoa Kone 2: 18 vuotta puutavaranajoa ja 1 vuosi hakkuutähteen ajoa Kone 3: 2 vuotta puutavaranajoa ja 2 viikkoa hakkuutähteen ajoa Kone 4: 2 vuotta puutavaranajoa ja 1 vuosi hakkuutähteen ajoa Kolmella kuljettajalla oli siten hyvin vankka kokemus puutavaran ajosta ja myös hyvä kokemus hakkuutähteen metsäkuljetuksesta. Koneen 3 kuljettajalla kokemus puutavaran ajosta oli selvästi vähäisempi kuin muilla ja erityisesti hänen kokemuksensa hakkuutähteen ajosta ennen tutkimusta oli vähäinen. Koska hakkuutähteen metsäkuljetus ei eroa työn teknisenä suorituksena paljonkaan puutavaran ajosta, suoriutui tämäkin kuljettaja tästä työstä kuitenkin jo hyvin. Metsätehon raportti

12 3.1.2 Aikatutkimus Aikatutkimusaineisto kerättiin kesäolosuhteissa toukokuun lopulta syyskuun puoliväliin 21. Työntutkimukset teki Metsätehon työntutkija Kari Uusi- Pantti. Aineisto muodostui kaikkiaan 132 kuormasta. Taulukoissa 2 ja 3 on esitetty koneittain toteutuneiden aikatutkimuskohteiden tietoja. Aikatutkimuskohteet olivat niin kuusivaltaisia, että puulajien vaikutusta ei voitu selvittää. Tavoitteena oli, että hakkuutähteiden haketus tehtäisiin heti keruun jälkeen. Tässä ei kuitenkaan läheskään aina käytännön operatiivisista syistä johtuen onnistuttu. TAULUKKO 2 Kone Aikatutkimuskohteet Työmaa Aikatutkimuspäivä Haketuspäivä Metsäkuljetuksesta haketukseen, päiviä Hakkuutähteen laatu Kasojen laatu Kuormien lukumäärä Hakemäärä, m³ v kas v kas v kas r kas / v lev / v kas v * v * r kas v kas v kas r kas r kas v kas v kas v * v * v * r * v karh v = vihreä eli tuore, r = ruskea eli kuivahtanut, * = osittain karhella, kas. = kasoissa, lev. = levällään, karh. = karhella Metsätehon raportti

13 TAULUKKO 3 Kone Aikatutkimuskohteiden puusto- ja kertymätietoja Työmaa Keskijäreys 1), dm³ Hakkuukertymä 1), m³/ha Hakkuutähde (m³) / Hakkuumäärä (m³) 1), % Puulajiosuudet 1), % Kuusi Mänty Lehtipuut ,7 14,9 7, ,2 1,, ,6 1,6 4, ,2 3,5, ,4 6,6 5, ,7 8,8 2, ,7 22,6, ,7 32,4, ,4 24,7 5, ,3 26,3 2, ,8 18,4 1, ,8 28,1 2, ,9 12,5 6, ,3 1,3 8, ,9 8,1, , 6,9,1 1) määritetty koko leimikolta; aikatutkimus vain osalta leimikkoa Seurantatutkimus Samanaikaisesti aikatutkimusten kanssa aloitettiin kullakin koneella ja alkuperäisen tarkoituksen mukaan myös kahdella muulla koneella seurantatutkimus, jota jatkettiin loka-marraskuulle 21 saakka. Eri syistä johtuen aineistoa seurantatutkimuksesta kertyi niukasti. Kaikkiaan seuranta-aineistoa saatiin 51 työmaalta. Nämä jakautuivat koneittain taulukon 4 mukaisesti. Koneet 1, 2, 3 ja 4 ovat samoja kuin aikatutkimusosassa. Kone 5 oli pelkästään seurantatutkimuksessa. TAULUKKO 4 Seuranta-aineiston määrä koneittain Kone Työmaita Yhteensä 51 Metsätehon raportti

14 3.2 Tutkimusmenetelmä Koneittaiset ajanmenekit selvitettiin työmaakohtaisin kelloaikatutkimuksin. Sama kuljettaja käytti samaa konetta kaikissa aikatutkimuskohteissa. Yksittäisten kuormien tilavuutta ei määritetty eikä kuormia punnittu. Kunkin aikatutkimuserän tilavuus hakkeena (i-m³) mitattiin, erät punnittiin ja niiden kosteudet määritettiin Metsäliiton ja UPM-Kymmenen toimesta heidän normaaleilla hakkuutähteen vastaanoton rutiineilla. Hakkeen irtotilavuus (i-m³) muunnettiin kiintotilavuudeksi (m³) kertoimella,4. Kuva 5. Aikatutkimuserä valmiina haketettavaksi. Yksittäisten kuormien tilavuudet määritettiin laskennallisesti. Kuormakoko laskettiin kuormauksen ja purkamisen perusteella määritettyjen kuormakokojen sekä työmaakohtaisen keskikuormakoon keskiarvona. Kuormaukseen perustuvat kuormakoot määritettiin kuormakohtaisten täysien kuormaustaakkojen lukumäärän perusteella. Täysien kuormaustaakkojen lukumääränä käytettiin arvoa, joka saatiin vähentämällä kuormittaisesta kuormaustaakkojen kokonaismäärästä kuormakohtainen kasojen määrä. Tämä perustui siihen, että jokaisella kasalla viimeiset taakat ovat vajaita. Purkamistaakkojen kuormittaisesta kokonaismäärästä vähennettiin puolestaan yksi, koska viimeiset purkamistaakat ovat yleensä vajaita. Toisaalta ei vähennetty enemmän, koska varsinkin ensimmäinen taakka voi olla tavallista suurempi. Tällä purkamistaakkojen määrällä painottaen saatiin purkamiseen perustuva kuormakoko. Aikatutkimuksella selvitettiin eri työnvaiheiden ajanmenekit. Näiden summana saatiin laskennallinen tehoaika (kuva 6). Aikatutkimusaineiston perusteella määritetyt lyhyiden (alle 15 min) keskeytysten osuudet olivat koneit- Metsätehon raportti

15 tain 3,8 9, % ja keskimäärin 5,3 % tehoajasta. Koska aikatutkimusaineisto oli suppeahko, ei sen avulla määritettyjä lyhyiden keskeytysten osuuksia käytetty laskennallisen käyttöajanmenekin määrittämisessä, vaan tukeuduttiin tämän osalta aineistoltaan laajempaan Metsätehon viimeisimpään puutavaran metsäkuljetuksen ajanmenekkitutkimukseen. Laskennallinen käyttöaika saatiin näin lisäämällä tämän tutkimuksen perusteella saatuun tehoaikaan lyhyiden keskeytysten osuus keskeytyskertoimella 1,85. Koska myös seuranta-aineiston määrä jäi pieneksi, tukeuduttiin myös tältä osin edellä mainittuun tutkimukseen, josta saadulla seurantakertoimella 1,224 laskennallinen käyttöaika muutettiin vastaamaan toteutunutta käyttöaikaa. Samoja kertoimia käytettiin kaikille koneille ja yleistykselle. Seurantatutkimus Seurantakerroin Keskeytyskerroin Aikatutkimus Kuormaus Kuormausajo Kuormattuna-ajo Tyhjänäajo Purku Laskennall. tehoaika Laskennallinen käyttöaika Toteutunut käyttöaika Kuva 6. Ajanmenekin laskentatapa. 4 TULOKSET 4.1 Hakkuutähteen haketetut määrät ja ominaisuudet Aikatutkimuserien kokonaishakemäärä oli 927 m³ ja se jakautui koneittain seuraavasti: Kone 1: 314 m³ Kone 2: 188 m³ Kone 3: 119 m³ Kone 4: 36 m³ Työmaakohtaiset hakemäärät vaihtelivat reilusta 2:stä 8 m³:iin (kuva 7). Metsätehon raportti

16 Sama työmaa Levällään Kasoissa m Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Kuva 7. Hakkuutähteen haketetut määrät työmaittain. Vihreät hakkuutähdekohteet valkoisilla ja ruskeat harmailla pylväillä. Hehtaaria kohti haketta saatiin enimmillään reilut sata ja alimmillaan parikymmentä kiintokuutiometriä, joten vaihtelua oli runsaasti. Myös konekohtaisesti vaihtelua oli varsin hyvin. Ruskean hakkuutähteen hehtaarisaanto oli yleensä pienempi kuin vihreän (kuva 8) Sama työmaa Levällään Kasoissa 7 m 3 /ha Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Kuva 8. Haketetut määrät pinta-alaa kohti työmaittain. Vihreä hakkuutähde valkoisilla, ruskea harmailla ja keskimääräiset konekohtaiset arvot ruudutetuilla pylväillä. Metsätehon raportti

17 Vihreällä hakkuutähteellä ajouranvarsitiheydet olivat työmaittain 4,5 16,5 ja ruskealla hakkuutähteellä 3,5 9,2 m³ / 1 m. Vihreän hakkuutähteen kosteudet olivat % ja ruskean %. Koneilla 2 ja 3 ruskean hakkuutähteen kohteet olivat kosteudeltaan selvästi pienempiä kuin vihreän, mutta koneella 4 ruskealla kohteella oli kostein hakkuutähde (kuva 9). 6 5 Sama työmaa Levällään Kasoissa 4 % Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Kuva 9. Hakkuutähteen kosteudet työmaittain. Vihreä hakkuutähde valkoisilla, ruskea harmailla ja keskimääräiset ruudutetuilla pylväillä. Taulukoissa 5 ja 6 on esitetty työmaittaiset tuore- ja kuiva-tuoretiheysarvot. TAULUKKO 5 Hakkuutähteen tuoretiheydet. Koneella 1 työmaa 5 on tehty levälleen ja 5/2 samalla työmaalla kasoille Työmaa Tuoretiheys, kg/m³ Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone /2 932 Keskim Metsätehon raportti

18 TAULUKKO 6 Hakkuutähteen kuiva-tuoretiheydet. Koneella 1 työmaa 5 on tehty levälleen ja 5/2 samalla työmaalla kasoille Työmaa Kuiva-tuoretiheys, kg/m³ Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone /2 492 Keskim Talteen kerätyn hakkuutähteen osuus Kahdeksalta kohteelta määritettiin, kuinka suuri osuus hakkuutähteen kokonaismäärästä kerättiin talteen. Osuus vaihteli jonkin verran koneittain ja oli keskimäärin 77 % (kuva 1) % Kone 1 Kone 2/1 Kone 2/2 Kone 2/3 Kone 2/4 Kone 3 Kone 4/1 Kone 4/2 Keskim. Kuva 1. Talteen kerätyn hakkuutähteen osuus. Harmaa pylväs on ruskeata hakkuutähdettä, muut vihreätä. 4.3 Kuormien ja taakkojen koot Kuorman ko oissa oli koneittain merkittäviä eroja (kuva 11). Koneilla 1 ja 4 kuormakoot olivat selvästi suurempia kuin koneilla 2 ja 3. Keskimääräiset täysien kuormien kuormakoot olivat: Kone 1: 8,8 m³ Kone 2: 4,8 m³ Kone 3: 4,8 m³ Kone 4: 1,6 m³ Kaikki keskimäärin: 7,2 m³ Metsätehon raportti

19 Koneella 4 jouduttiin kohteella 3 ajamaan karikat pystyssä, koska ajoreitti kulki metsän läpi. Tällä kohteella kuormien keskikoko oli 7,6 m³. Vihreällä hakkuutähteellä keskimääräinen kuorman koko oli 7,8 ja ruskealla 5,7 m³. Ruskealla hakkuutähteellä kuorman koko oli siten reilun neljänneksen pienempi kuin vihreällä Sama työmaa Levällään Kasoissa 1 8 m Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Kuva 11. Kuormien keskikoot työmaittain. Mukana vain täysiksi luokitellut kuormat. Vihreän hakkuutähteen kuormat valkoisilla, ruskean harmailla ja keskimääräiset ruudutetuilla pylväillä. Keskimääräinen taakan koko kuormauksessa oli vihreällä hakkuutähteellä,19 ja ruskealla,15 m³. Purkamisen taakan koot olivat yli kaksi kertaa niin suuret: vihreällä,42 ja ruskealla,35 m³. Konekohtaiset taakan koot on esitetty taulukossa 7. Koneella 2 erityisesti vihreän hakkuutähteen purkamisen taakkakoko oli muita selvästi pienempi. TAULUKKO 7 Kuormauksen ja purkamisen taakan koot (m³) Kone Kuormaus Purkaminen Vihreä Ruskea Vihreä Ruskea 1,2,16,51,37 2,16,14,27,32 3,22,11,51,36 4,21,22,43,33 Keskim.,19,15,42, Ajanmenekki Kuormaus Kuormauksella tarkoitetaan varsinaiseen hakkuutähteen kuormaamiseen kuluvaa aikaa työpisteessä. Työpisteiden väliset siirtymiset valmisteluineen ja päättämisineen sisältyvät kuormausajoon. Metsätehon raportti

20 Ajouranvarsitiheyden kasvaessa myös kasakoko kasvoi. Suuremmasta kasasta puolestaan saatiin isommat taakat. Kuormauksen ajanmenekki riippui taasen taakan koosta. Kuvissa 12, 13 ja 14 on esitetty nämä havaintojoukot ja niihin perustuvat mallinnukset koneittain ja koko aineistossa vihreälle hakkuutähteelle. 2,5 2, Kasan koko, m 3 1,5 1,,5 Kone 4 Kone 1 Kone 3 Kone 2 Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä, Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva 12. Kasan koon riippuvuus ajouranvarsitiheydestä vihreällä hakkuutähteellä.,35,3 Kone 3 Taakan koko, m 3,25,2,15,1 Kone 4 Kone 1 Kone 2 Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä,5,,,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, 2,2 2,4 Kasan koko, m 3 Kuva 13. Kasan koon vaikutus taakan kokoon vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksessa. Metsätehon raportti

21 3 Kuormausajanmenekki, cmin/m ,,5,1,15,2,25,3,35 Taakan koko, m 3 Kuva 14. Taakan koon vaikutus vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kuormausajanmenekkiin. Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuormauksen ajanmenekkifunktio koko aineistolle on:,49512 (,865 ln(,2114 ) +,24737) 87, 53 y = 166,91 ln x missä y = kuormauksen ajanmenekki, cmin/m³ ja x = ajouranvarsitiheys, m³ / 1 m Varsinaisen kuormauksen lisäksi järjestelyyn kuormauksen yhteydessä käytettiin aikaa koneittain 3,2 22,7 cmin/m³ ja keskimäärin 6,4 cmin/m³ Kuormausajo Kuormausajoon sisältyivät työpisteiden väliset siirtymiset. Kuormausajo katsottiin alkaneeksi, kun varsinainen kuormaus työpisteessä päättyi ja päättyneeksi kuormauksen jälleen alkaessa uudessa työpisteessä. Kuormausajonopeudet määritettiin maastoluokittain konekohtaisesti ja koska kuormauksen apuaikoja oli hyvin vähän, ne sisällytettiin suoraan kuormausajoon. Kuormausajon ajanmenekki määritettiin kaavalla: ( s / b) y = k missä y = kuormausajon aika, cmin/m³ s = k / (x /1), missä x = ajouranvarsitiheys, m³ / 1 m b = ajonopeus maastoluokittain (m/min) ja k = kuorman koko, m³ Metsätehon raportti

22 Konekohtaiset kuormausajonopeudet on esitetty taulukossa 8. Jokaiselta koneelta ei ollut riittävää määrää havaintoja kaikista maastoluokista, jotta kuormausajonopeus olisi voitu määrittää luotettavasti. TAULUKKO 8 Kuormausajonopeudet (m/min) Maastoluokka Kone ,6 22,2 2,6 2,6 2 16,4 15,3 vähän hav. 17,5 3 1,4 12,8 ei hav. vähän hav Kuormattuna- ja tyhjänäajo Tyhjänäajo sisältää traktorin siirtymisen varastolta ensimmäiselle työpisteelle. Aikaan sisältyvät traktorin ajokuntoon saattaminen ja ajon päättämistoimet ennen kuormauksen aloittamista. Kuormattuna-ajo sisältää ajon kuorman viimeiseltä työpisteeltä varastolle. Aikaan sisältyvät traktorin ajokuntoon saattaminen ja ajon päättämistoimenpiteet ennen purkamisen alkamista. Ajanmenekit mallinnettiin matkan funktiona. Perustasona mallinnuksessa käytettiin maastoluokkaa 1. Maastoluokkien 2 ja 3 nopeutta hidastava vaikutus laskettiin suhteessa perustasoon (taulukko 9). Kuorman koolla ei ollut loogista yhteyttä kuormattuna-ajonopeuteen. Kuormattuna- ja tyhjänäajon ajanmenekkien laskemista varten laskettiin ensin kuormattuna- ja tyhjänäajon kuljetusmatkat seuraavasti: Kuormattuna Tyhjänäajomatka ajomatka = 2 Kuormausajomatka = Keskikuljetusmatka 2 Keskikuljetusmatka Kuormattuna ajomatka Koska tämän tutkimuksen aineistomäärä nopeushavaintojen osalta oli suppea, käytettiin nopeuksien matkan mukaisessa mallinnuksessa viimeisimmässä puutavaran metsäkuljetuksen ajanmenekkitutkimuksessa saatuja funktion muotoja, jotka sovitettiin tämän tutkimuksen nopeushavaintojen tasolle. Koko aineistossa nämä sovitetut funktiot ja tähän aineistoon laaditut funktiot olivat lähes samanlaiset (kuvat 15 ja 16). Kuitenkin yksittäisten koneiden osalta, kun havaintojen määrä pieneni oleellisesti, oli funktioiden välillä merkittävämpiä eroja. Metsätehon raportti

23 8 7 Ajonopeus, m/min Sovitettu funktio Oma funktio Ajomatka, m Kuva 15. Tyhjänäajonopeudet koko aineistossa. 8 7 Ajonopeus, m/min Sovitettu funktio Oma funktio Ajomatka, m Kuva 16. Kuormattuna-ajonopeudet koko aineistossa. Tyhjänä- ja kuormattuna-ajon ajanmenekit määritettiin kaavoilla: mt yt =,86779,1492 ln( 1,2966 mt 3,12) k mk yk =,71145,58272 ln( 18,113 mk 53,7465) k missä yt = tyhjänäajon ajanmenekki, cmin/m³ yk = kuormattuna-ajon ajanmenekki, cmin/m³ mt = tyhjänäajon matka, m mk = kuormattuna-ajon matka, m k = kuorman koko, m³ Metsätehon raportti

24 Tyhjänäajonopeuden apuaika oli keskimäärin 2,62 cmin/m³ ja kuormattunaajon vastaavasti 1,77 cmin/m³. TAULUKKO 9 Maastoluokan suhteellinen vaikutus ajonopeuteen keskimäärin koko aineistossa Maastoluokka Tyhjänäajo Kuormattuna-ajo 1 1, 1, 2,79,74 3,77, Purkaminen Purkamisaikaan sisältyi varsinaisen taakkojen noston lisäksi myös mahdolliset siirtymiset varastopaikalla. Varastokasan järjestely erotettiin omaksi ajakseen. Purkamisajat laskettiin konekohtaisesti ja koko aineistolle keskimäärin. Ajanmenekit purkamisen ja varastokasan järjestelyn osalta on esitetty taulukossa 1. Purkamisen ajanmenekit koskevat vain vihreää hakkuutähdettä. Varastokasan järjestelyn ajat on määritetty koko aineistosta, johon siis sisältyy myös ruskea hakkuutähde. TAULUKKO 1 Purkamis- ja varastokasan järjestelyajat (cmin/m³) Kone Purkaminen Varastokasan järjestely Yhteensä 1 48,4 7,36 55, ,92 22,6 1, ,26 27,16 89, ,15 11,47 66,62 Keskimäärin 58,7 14,22 72, Ajanmenekkijakaumat Kuvassa 17 on esitetty absoluuttinen ja kuvassa 18 suhteellinen ajanmenekkijakauma. Pienten kuormakokojen johdosta koneilla 2 ja 3 tyhjänä- ja kuormattuna-ajot veivät selvästi enemmän aikaa kuin koneella 1 ja erityisesti koneella 4. Kone 2 oli kuormauksessa nopein, mutta purkamisessa hitain. Koneelta 1 purkaminen sujui nopeimmin. Keskimäärin kuormaukseen ja purkamiseen käytettiin 55 % kokonaistehoajanmenekistä. Metsätehon raportti

25 6 5 cmin/m Purkaminen Kuormattuna-ajo Tyhjänäajo Kuormausajo Kuormaus 1 Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuva 17. Eri työnvaiheiden absoluuttinen tehoajanmenekki, kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m, metsäkuljetusmatka 25 m ja kuorman koko aikatutkimuksessa toteutunut % Purkaminen Kuormattuna-ajo Tyhjänäajo Kuormausajo Kuormaus Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuva 18. Eri työnvaiheiden suhteellinen tehoajanmenekki, kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m, metsäkuljetusmatka 25 m ja kuorman koko aikatutkimuksessa toteutunut. 4.5 Käyttöaikatuottavuus Vihreä hakkuutähde Vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen käyttötuntituottavuudet ajouranvarsitiheyden, metsäkuljetusmatkan ja kuorman koon mukaan ovat kuvien 19, 2 ja 21 mukaiset. Metsätehon raportti

26 14 12 m 3 /käyttötunti Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva 19. Käyttötuntituottavuus ajouranvarsitiheyden mukaan vihreällä hakkuutähteellä, kun metsäkuljetusmatka on 25 m ja kuorman koot aikatutkimuksessa toteutuneet. Pienillä ajouranvarsitiheyksillä koneiden välinen suurin tuottavuusero oli 3 %. Varsinkin koneen 4 tuottavuus kasvoi suhteessa muihin enemmän ajouranvarsitiheyden kasvaessa ja niinpä maksimi- ja minimituottavuuden suhde ajouranvarsitiheydellä 24 m³ / 1 m oli jo 52 %. Koneiden 1, 2 ja 3 välinen tuottavuusero pysyi välillä 1,5 2, m³/h kaikilla määritetyillä ajouranvarsitiheyksillä m 3 /käyttötunti Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Metsäkuljetusmatka, m Kuva 2. Käyttötuntituottavuus metsäkuljetusmatkan mukaan vihreällä hakkuutähteellä, kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m ja kuorman koot aikatutkimuksessa toteutuneet. Metsätehon raportti

27 Koneiden välinen tuottavuusero oli pienimmillään, 36 %, metsäkuljetusmatkan ollessa lyhimmillään. Ero kasvoi lähes lineaarisesti 63 %:iin metsäkuljetusmatkan kasvaessa 1 metriin. Maksimikäyttötuntituottavuusero koneiden välillä oli lyhyillä metsäkuljetusmatkoilla reilut ja pitkillä vajaat 3 m³/h. m 3 /käyttötunti Kuorman koko, m 3 Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuva 21. Käyttötuntituottavuus vihreällä hakkuutähteellä kuormakoon mukaan, kun metsäkuljetusmatka on 25 m ja ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m. Kun kuorman koko kullakin koneella vakioitiin ja muut tekijät pysyivät aikatutkimuksen mukaisina, oli maksimi- ja minimikäyttötuntituottavuuksien suhde eri kuorman ko oilla 1,9 1,14. Pienin konekohtainen keskikuorman koko tässä aineistossa oli noin 5 m³ ja suurin puolestaan 1,5 m³. Koneesta riippuen käyttötuntituottavuus nousi % keskikuorman koon kasvaessa toteutuneesta minimistä toteutuneeseen maksimiin Ruskea hakkuutähde Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuksen tuottavuutta verrattiin suhteellisena vihreään. Vertailu tehtiin ajouranvarsitiheyden suhteen neljällä eri perusteella (kuva 22) ja metsäkuljetusmatkan suhteen yhdellä perusteella (kuva 23). Vertailut olivat: Vertailu 1 = Ruskealla hakkuutähteellä ajouranvarsitiheys oletettiin 15 % pienemmäksi kuin vihreällä, koska ainakin suurin osa neulasista on tippunut. Muut aikatutkimuksen tekijät oletettiin vihreälle ja ruskealle hakkuutähteelle samoiksi. Metsätehon raportti

28 Vertailu 2 = Kuormaus- ja purkamisajanmenekit oletettiin aikatutkimuksessa toteutuneen mukaisiksi. Kuormankokona käytettiin koko aineiston keskimääräistä arvoa (7,2 m³). Ajouranvarsitiheys oli molemmille sama. Vertailu 3 = Kuormaus- ja purkamisajanmenekit oletettiin aikatutkimuksessa toteutuneen mukaisiksi. Kuorman koot oletettiin aikatutkimuksessa toteutuneen mukaisiksi (vihreällä 7,8 ja ruskealla 5,7 m³). Ajouranvarsitiheys oli molemmille sama. Vertailu 4 = Kuormaus- ja purkamisajanmenekit sekä kuorman koot oletettiin aikatutkimuksessa toteutuneen mukaisiksi. Ruskealla hakkuutähteellä ajouranvarsitiheys oletettiin 15 % pienemmäksi kuin vihreällä. Ruskean ja vihreän hakkuutähteen vertailu 1 kuvaa saman kohteen keruuta vihreänä tai ruskeana olettaen, että mitään muuta eroa keruussa ei ole. Pelkän ajouranvarsitiheyden muuttuminen vaikuttaa kuormaus- ja kuormausajoaikaa lisäävästi. Tämän vaikutus kokonaistuottavuuteen on 2 6 %. Kun kaikki tässä aineistossa toteutuneet tekijät otettiin huomioon ajouranvarsitiheyden pienenemisen lisäksi (Vertailu 4), oli ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuksen tuottavuus lähes viidenneksen pienempi kuin vihreän. 1,,95 Suhteellinen tuottavuus,9,85,8,75 Vert. 1 Vert. 2 Vert. 3 Vert. 4, Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva 22. Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuksen tuottavuus vihreään verrattuna ajouranvarsitiheyden mukaan. Vertailut selitetty tekstissä. Ajouranvarsitiheys on vihreän hakkuutähteen mukaan niissä tapauksissa (Vert. 1 ja 4), joissa ne eroavat ruskealla ja vihreällä. Metsäkuljetusmatka 25 m. Metsätehon raportti

29 Lyhyemmillä metsäkuljetusmatkoilla tuottavuus ruskealla hakkuutähteellä oli parempi suhteessa vihreään kuin pidemmillä (kuva 23). 1,,95 Suhteellinen tuottavuus,9,85,8,75, Metsäkuljetusmatka, m Kuva 23. Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuksen tuottavuus vihreään verrattuna metsäkuljetusmatkan mukaan. Vertailu 4 (vertailu selitetty tekstissä). Vihreällä hakkuutähteellä ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m ja ruskealla 15 % pienempi Kasauksen vaikutus tuottavuuteen Kasauksen merkitystä tuottavuuteen selvitettiin yhdellä koneella ja kuljettajalla samalla työmaalla, jolla osalla palstasta hakkuutähteet kasattiin hakkuun yhteydessä ja osalla jätettiin hakkuutähteet levälleen. Levällään olevan hakkuutähteen kuormausaika oli 28 % ja purkamisaika 5 % suurempi kuin kasoissa olevan. Lyhyillä metsäkuljetusmatkoilla tämä aiheutti reilun 1 prosentin ja pitkillä metsäkuljetusmatkoilla 5 prosentin tuottavuuden laskun (kuva 24). Koska aineisto perustui vain yhteen vertailukokeeseen, ei laskelmassa huomioitu sitä, että aikatutkimusaineistossa kuorman koko levälleen jätetyssä osiossa oli kymmenisen prosenttia pienempi (ks. kuva 11) kuin kasoilleen hakatulla osiolla. Metsätehon raportti

30 1,,95 Suhteellinen tuottavuus,9,85,8,75, Metsäkuljetusmatka, m Kuva 24. Levälleen hakatun hakkuutähteen metsäkuljetuksen tuottavuus verrattuna kasoille hakattuun. Kuormakoon oletettu olevan kummassakin sama. Ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m Maastoluokan vaikutus tuottavuuteen Maastoluokan vaikutus tuottavuuteen on kuvissa 25 ja 26 esitetty kolmella eri vertailulla ajouranvarsitiheyden suhteen ja kuvassa 27 yhdellä vertailulla metsäkuljetusmatkan suhteen. Vertailut olivat: Vertailu 1 = Maastoluokka huomioitu aineistoon perustuen kuormaus-, tyhjänä- ja kuormattuna-ajonopeuksien hidastumisina. Kuormausajanmenekkiin maastoluokalla ei oletettu olevan vaikutusta. Purkamisajanmenekkiin maastoluokalla ei vaikutusta. Vertailu 2 = Maastoluokka huomioitu aineistoon perustuen kuormaus-, tyhjänä- ja kuormattuna-ajonopeuksien hidastumisina. Kuormausajanmenekin oletettu olevan maastoluokassa 2 1 % ja maastoluokassa 3 2 % hitaampaa kuin maastoluokassa 1. Purkamisajanmenekkiin maastoluokalla ei vaikutusta. Vertailu 3 = Maastoluokka huomioitu aineistoon perustuen kuormaus-, tyhjänä- ja kuormattuna-ajonopeuksien hidastumisina. Kuormausajanmenekin oletettu olevan maastoluokassa 2 1 % ja maastoluokassa 3 2 % hitaampaa kuin maastoluokassa 1. Kuormankoon oletettu olevan maastoluokassa 2 1 % ja maastoluokassa 3 2 % pienempi kuin maastoluokassa 1. Purkamisajanmenekkiin maastoluokalla ei vaikutusta. Metsätehon raportti

31 Maastoluokassa 2 tuottavuus on vertailuperusteista riippuen % pienempi kuin maastoluokassa 1. Maastoluokassa 3 vastaavat raja-arvot ovat %. Vertailussa 3 maastoluokkien 2 ja 3 suhteellinen tuottavuus maastoluokkaan 1 nähden heikkenee metsäkuljetusmatkan kasvaessa. 1,,95 Suhteellinen tuottavuus,9,85,8,75,7,65 Vert. 1 Vert. 2 Vert. 3, Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva 25. Hakkuutähteen metsäkuljetuksen suhteellinen tuottavuus maastoluokassa 2 verrattuna maastoluokkaan 1 ajouranvarsitiheyden mukaan. Metsäkuljetusmatka 25 m. Vertailut on selitetty tekstissä. 1,,95 Suhteellinen tuottavuus,9,85,8,75,7,65 Vert. 1 Vert. 2 Vert. 3, Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kuva 26. Hakkuutähteen metsäkuljetuksen suhteellinen tuottavuus maastoluokassa 3 verrattuna maastoluokkaan 1 ajouranvarsitiheyden mukaan. Metsäkuljetusmatka 25 m. Vertailut on selitetty tekstissä. Metsätehon raportti

32 1, Suhteellinen tuottavuus,95,9,85,8,75,7,65 ml2/ml1 ml3/ml1, Metsäkuljetusmatka Kuva 27. Hakkuutähteen metsäkuljetuksen suhteellinen tuottavuus maastoluokissa 2 ja 3 verrattuna maastoluokkaan 1 metsäkuljetusmatkan mukaan. Ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m. Vertailu 3 (selitetty tekstissä). 4.6 Seurantatutkimus Kuormakoot ja saannot Kuormakoot ja hakkuutähteen saannot olivat seurantatutkimuksessa taulukon 11 mukaiset. Keskimääräinen hakkuutähteen saanto oli 5 m³/ha. Koneen 3 osalta arvoja ei voitu määrittää puutteellisten tietojen vuoksi. Koneen 4 työmaista jätettiin kuormakoon laskennassa pois ne kohteet, joissa oli jouduttu ajamaan karikat pystyssä. Hakkuutähdettä kertyi seuranta-aineistossa keskimäärin 187 m³/työmaa. Kuusen osuus oli ainespuun hakkuukertymästä 81 %. TAULUKKO 11 Kuormakoot ja hakkuutähteen saannot seurantatutkimuksessa Kone Kuormakoko, m³ Hakkuutähteen saanto, m³/ha 1 8, , , , Keskeytykset ja käyttöasteet Työajan seurantatietoa saatiin neljältä koneelta yhteensä 53 työmaalta. Kokonaishakkuutähteen määrä oli reilut 9 m³. Yli 15 minuutin keskeytysten osuus tuotantoajasta oli noin 9 %, joten käyttöasteeksi tuli keskimäärin 91 % (taulukko 12). Koneella 4 keskeytysten osuus oli selvästi suurempi Metsätehon raportti

33 kuin muilla koneilla. Kolmannes yli 15 minuutin keskeytyksistä aiheutui koneesta ja neljännekset kuljettajasta ja koneen siirroista (kuva 28). Alle 15 minuutin keskeytyksistä kuljettajan ja koneen lisäksi hyvin merkittävän osan, lähes kolmanneksen, aiheutti yhteydenpito (kuva 29). TAULUKKO 12 Keskeytykset, käyttöasteet ja keskeytysvälit Kone Yli 15 min:n keskeytysten Käyttöaste, Keskeytysväli, osuus tuotantoajasta, % % h 1 5,3 94,7 12,6 2 4,8 95,2 1,4 4 24,8 75,2 2,3 5 9,6 9,4 8,7 Keskimäärin 8,9 91,1 7, % Kone Kuljettaja Maasto Varastotyöt Yhteydenpito Koneen siirrot Muu syy Kuva 28. Yli 15 minuutin keskeytysten syyt. % Kone Kuljettaja Maasto Varastotyöt Yhteydenpito Koneen siirrot Muu syy Kuva 29. Alle 15 minuutin keskeytysten syyt. Metsätehon raportti

34 4.6.3 Käyttötuntituotos seurantatutkimuksessa Keskimääräiset konekohtaiset käyttötuntituottavuudet olivat 9,4 12,8 m³/h (taulukko 13). Koneen 2 tuottavuus oli seuranta-aineistossa suurempi kuin koneen 1. Aikatutkimusaineistossa tilanne oli päinvastoin. Käyttötuntituottavuus riippui kaikilla koneilla selvästi toteutuneesta kuorman koosta (kuva 3) ja luonnollisesti metsäkuljetusmatkasta. Kuormakoot vaihtelivat melkoisesti samallakin koneella työmaalta toiselle. Myös kuusen osuuden ainespuun hakkuukertymästä kasvaessa käyttötuntituottavuus nousi (kuva 31). Samoin kävi, kun hakkuutähteen prosentuaalinen osuus hakkuukertymään verrattuna suureni (kuva 32). Hakkuukertymän kasvaessa kolmella koneesta neljästä käyttötuntituottavuus kasvoi, mutta varsin lievästi. Yhdellä koneella trendi hakkuukertymän suhteen oli jopa hieman laskeva. TAULUKKO 13 Käyttötuntituotokset seurantatutkimuksessa Tuottavuus, Kone m³/käyttötunti 1 9,4 2 1,5 4 12,8 5 1,1 Keskimäärin 1,3 25 m 3 /käyttötunti Kone 1 Kone 2 Kone 4 Kone 5 Kone 1 Kone 2 Kone 4 Kone Kuorman koko, m 3 Kuva 3. Käyttötuntituottavuuden riippuvuus kuorman koosta seurantatutkimusaineistossa. Metsätehon raportti

35 25 m 3 /käyttötunti Kone 1 Kone 2 Kone 4 Kone 5 Kone 1 Kone 2 Kone 4 Kone Kuusen osuus hakkuukertymästä, % Kuva 31. Kuusen osuuden vaikutus käyttötuntituottavuuteen seurantatutkimusaineistossa. 25 m 3 /käyttötunti Kone 1 Kone 2 Kone 4 Kone 5 Kone 1 Kone 2 Kone 4 Kone Hakkuutähde (m 3 ) / Hakkuukertymä (m 3 ), % Kuva 32. Hakkuutähde/hakkuukertymä-osuuden vaikutus käyttötuntituottavuuteen. Metsätehon raportti

36 4.7 Kustannukset Kustannuslaskennan perusteet ja käyttötuntikustannukset Kustannuslaskelmat tehtiin Metsäteho Oy:n korjuun kustannuslaskentaohjelmaa soveltaen. Käyttötuntimäärän laskemisen oletukset olivat: touko-marraskuu kahta ja joulu-huhtikuu yhtä vuoroa lomia ja seisokkeja touko-marraskuussa 4 ja joulu-huhtikuussa 2 viikkoa käyttöaste 85 % Näillä oletuksilla käyttötuntimääräksi tuli Koneille 1 ja 2 sekä yleistykselle hintoina laskelmissa käytettiin 192 euroa. Hintoihin sisältyi hakkuutähdevarustuksen kuormatilan laajennukset ja hakkuutähdekoura perinteisen sijasta hintana 5 euroa. Koneet 3 ja 4 olivat 8-pyöräisiä ja siten kalliimpia kuin 4-pyöräiset koneet 1 ja 2. Kone 3 oli myös kooltaan muita suurempi, joten sen hintana käytettiin 215 euroa. Koneen 4 hinta puolestaan oli 21 euroa. Koneessa 3 ei ollut hakkuutähdevarustusta, joten sen hintaan ei sisältynyt tästä hintalisää. Koneen 4 hakkuutähdevarustuksen hinnan osuus oli 8 euroa. Polttoaineen kulutuksena koneelle 3 käytettiin 13:a ja muille 12:ta litraa käyttötunnissa. Käyttötuntikustannukset em. perustein ja ajouranvarsitiheyden ollessa 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatkan 25 metriä olivat: Kone Käyttötuntikustannus, 1 51,6 2 51,2 3 53, 4 53,2 Keskimäärin 51, Vihreä hakkuutähde Kuvissa 33, 34 ja 35 on esitetty vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannukset ajouranvarsitiheyden, metsäkuljetusmatkan ja kuorman koon suhteen. Keskimääräisissä olosuhteissa ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 metriä vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuskustannus oli koko aineistossa 5,55 /m³. Vaihtelu koneiden välillä oli 5 7 /m³. Kuorman koon kasvaminen 5:stä 1,5 m³:iin laskee kustannuksia reilun euron kuutiometriä kohti. Metsätehon raportti

37 /m Ajouranvarsitiheys, m 3 / 1 m Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuva 33. Vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannukset ajouranvarsitiheyden suhteen. Metsäkuljetusmatka 25 m /m Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Metsäkuljetusmatka, m Kuva 34. Vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannukset metsäkuljetusmatkan suhteen. Ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m. Metsätehon raportti

38 /m Kuorman koko, m 3 Kone 1 Kone 2 Kone 3 Kone 4 Yhteensä Kuva 35. Vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannukset kuorman koon suhteen. Ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m Ruskea hakkuutähde Ruskean ja vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuskustannuksia verrattiin sekä tilavuutta (m³) että energiasisältöä (MWh) kohti (taulukko 14 ja kuva 36). Perusvertailussa oletettiin, että vihreän hakkuutähteen kosteus on 5 % ja ruskean 3 %. Vastaavat energiasisällöt olivat 1,98 ja 2,44 MWh/m³. Yleisesti tilavuusperusteisessa vertailussa ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuskustannus oli suurempi kuin vihreän, mutta energiasisältövertailussa päinvastoin. Lyhemmillä metsäkuljetusmatkoilla ruskean hakkuutähteen korjuun suhteelliset kustannukset vihreään verrattuna paranivat. TAULUKKO 14 Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuskustannukset vihreään verrattuna, kun ajouranvarsitiheys vaihtelee välillä 2 24 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka on 25 m. Vertailujen määrittelyt esitetty tekstissä kohdassa Vertailu Vertailuperuste Tilavuus (m³) Energiamäärä (MWh) 1 1,6 1,2,86,82 2 1,8 1,7,88,87 3 1,17 1,21,94,98 4 1,23 1,23 1,,99 Eri vertailujen herkkyysanalyysit energiasisällön suhteen vihreän ja ruskean hakkuutähteen kosteusprosenttien mukaan on esitetty taulukossa 15. Vertailussa 1 ruskea hakkuutähde tulee käytännössä aina edullisemmaksi. Vertailussa 2 ruskea täytyy saada korjattua kymmenisen prosenttiyksikköä kuivempana kuin vihreä, jotta sen korjuu tulisi edullisemmaksi. Vertailuissa 3 ja 4 ruskean on puolestaan oltava vähintään 2 prosenttiyksikköä kuivempaa kuin vihreän. Metsätehon raportti

39 TAULUKKO 15 Vertailu Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuskustannukset vihreään verrattuna, kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m. Vertailuperusteena hakkuutähteen energiasisältö (MWh). Vertailujen määrittelyt esitetty tekstissä kohdassa Suhteelliset metsäkuljetuskustannukset: ruskea/vihreä Hakkuutähteen kosteus, % Ruskea Vihreä ,85,8,76,71,67 25,89,84,79,75,7 3,93,88,83,78,73 35,97,92,87,82,77 4 1,3,97,92,86,81 2,89,84,8,75,7 25,93,88,83,78,74 3,98,92,87,82, ,2,97,92,86,81 4 1,8 1,2,96,91,85 2,99,94,89,84, ,4,98,93,87,82 3 1,9 1,3,97,91, ,14 1,8 1,2,96,9 4 1,2 1,14 1,7 1,1,95 2 1,1,96,91,86,8 25 1,6 1,1,95,89,84 3 1,11 1,5,99,94, ,17 1,11 1,4,98,92 4 1,23 1,16 1,1 1,3,97 1,3 1,25 Suhteellinen kustannus 1,2 1,15 1,1 1,5 1,,95 Vertailuperuste m³ MWh, Metsäkuljetusmatka, m Kuva 36. Ruskean hakkuutähteen metsäkuljetuskustannukset vihreään verrattuna metsäkuljetusmatkan mukaan vertailussa 4 (vertailu määritelty tekstissä kohdassa 4.5.2). Ajouranvarsitiheys vihreällä 1 m³ / 1 m ja ruskealla 15 % pienempi. Metsätehon raportti

40 4.7.4 Kasauksen vaikutus kustannuksiin Kasoille hakkuulla saavutettiin hakkuutähteen metsäkuljetuksessa lyhyillä metsäkuljetusmatkoilla yli kymmenen ja pitkilläkin vielä noin 5 prosentin kustannushyöty levälleen jätettyyn hakkuutähteeseen verrattuna (kuva 37). 1,14 1,12 Suhteellinen kustannus 1,1 1,8 1,6 1,4 1,2 1, Metsäkuljetusmatka, m Kuva 37. Levälleen jätetyn hakkuutähteen metsäkuljetuksen suhteelliset kustannukset verrattuna kasoille hakattuun. Ajouranvarsitiheys 1 m³ / 1 m Maastoluokan vaikutus kustannuksiin Maastoluokassa 2 hakkuutähteen metsäkuljetus oli vertailuissa 1, 2 ja 3 (vertailut selitetty tekstin kohdassa 4.5.4) 12, 16 ja 21 % kalliimpaa kuin maastoluokassa 1, kun ajouranvarsitiheys oli 2 24 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m. Maastoluokan 3 kustannusvaikutukset vastaavissa vertailuissa ajouranvarsitiheyden suhteen on esitetty kuvassa 38. Kuvassa 39 on esitetty maastoluokkien 2 ja 3 kustannussuhteet maastoluokkaan 1 verrattuna vertailussa 3 metsäkuljetusmatkan suhteen. Metsäkuljetusmatkan kasvaessa maastoluokkien 2 ja 3 kustannussuhde muuttuu epäedullisemmaksi maastoluokkaan 1 verrattuna. Metsätehon raportti

41 Suhteellinen kustannus 1,6 1,55 1,5 1,45 1,4 1,35 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1,5 1, Vert. 1 Vert. 2 Vert. 3 Ajouranvarsitiheys,m 3 / 1 m Kuva 38. Hakkuutähteen metsäkuljetuksen suhteellinen kustannus maastoluokassa 3 maastoluokkaan 1 verrattuna ajouranvarsitiheyden suhteen. Metsäkuljetusmatka 25 m. Vertailut selitetty tekstissä kohdassa Suhteellinen kustannus 1,6 1,55 1,5 1,45 1,4 1,35 1,3 1,25 1,2 1,15 1,1 1,5 1, Metsäkuljetusmatka, m ml2/ml1 ml3/ml1 Kuva 39. Hakkuutähteen metsäkuljetuksen suhteellinen kustannus maastoluokissa 2 ja 3 maastoluokkaan 1 verrattuna, kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ /1 m. Vertailu 3 (selitetty tekstissä kohdassa 4.5.4). Metsätehon raportti

42 4.7.6 Työmaan koon vaikutus kustannuksiin Työmaan koon vaikutusta hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannuksiin selvitettiin laskennallisesti. Peruslaskennoissa työmaan kokona käytettiin seurantatutkimuksessa toteutunutta 187 m³:ä. Tässä vertailussa työmaan kokoa varioitiin välillä 3 7 m³ ja kustannuksia verrattiin peruslaskelmaan. Laskenta perustui koneista tehtyyn yleistykseen. Kustannukset alkavat merkittävästi nousta, kun työmaan koko jää alle 1 m³:n ja ne eivät puolestaan enää merkittävästi laske työmaan koon ollessa yli 4 m³ (kuva 4). 1,3 1,25 Suhteellinen kustannus 1,2 1,15 1,1 1,5 1,,95, Työmaan koko, m 3 Kuva 4. Työmaan koon vaikutus vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen kustannuksiin yleistetyillä tuottavuusarvoilla. Ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m. 4.8 Hakkuutähteen metsäkuljetuksen vuosisuorite Kun käyttötuntien määrä on tuntia, vaihtelee vihreän hakkuutähteen metsäkuljetuksen vuosisuorite ajouranvarsitiheyden ja metsäkuljetusmatkan suhteen kuvien 41 ja 42 mukaisesti. Kun ajouranvarsitiheys on 1 m³ / 1 m ja metsäkuljetusmatka 25 m, on pienimmän tuottavuuden omaavan koneen vuosisuorite 19 m³ ja suurimman tuottavuuden omaavan koneen 27 m³. Metsäkuljetusmatkan piteneminen 25 metristä 5 metriin pienentää vuosisuoritetta noin 5 m³. Metsätehon raportti