ALUSTAVIA TUTKIMUSTULOKSIA: FIXTERI FX15a KOKOPUUPAALAIMEN TUOTTAVUUS NUORTEN METSIEN ENERGIAPUUN KORJUUSSA UUMAJASSA KEVÄÄLLÄ 2014

Transkriptio

1 ALUSTAVIA TUTKIMUSTULOKSIA: FIXTERI FX15a KOKOPUUPAALAIMEN TUOTTAVUUS NUORTEN METSIEN ENERGIAPUUN KORJUUSSA UUMAJASSA KEVÄÄLLÄ 2014 Esitelmä (Yrjö Nuutinen), Fixterin Kesäpäivä, Hotelli Petäys, Tyrväntö, Tutkimusryhmä: Dr. Dan Bergström, Assistant Professor SLU Dr. Fulvio Di Fulvio, Researcher SLU MSc. Raul Fernandez Lacruz, Research Assistant SLU Yrjö Nuutinen MMT Tutkijatohtori (Metsäteknologia) HELSINGIN YLIOPISTO

2 Kehittävän työntutkimuksen toimintamalli (Engeström 1987) Välineet -Tutkimusmenetelmä/koejärjestelyt -Tekniikka: maastotallennin, video, Fixterin automaattitallennus -Työntutkijan ammattitaito Tekijä Työntutkijat Kohde Fixterin työsuoritus Tulos -Luotettavat tutkimustulokset -Koneen tehokkuuden paraneminen ja kehittyminen -markkinoinnin edistäminen Säännöt -Tutkimuksen tavoite -Rahoitus -Aikataulu Yhteisö -SLU & Helsingin yliopisto -Koneen valmistaja (Fixteri Oy) -Metsäyhtiöt/Koneyrittäjät -Tutkimuksen tilaaja Työnjako Tiedon vaihto yhteisön kesken

3 UUMAJAN TUTKIMUKSEN TAUSTA Kokopuupaalaimen (Fixteri FX15a) tuottavuustutkimus Suomessa maaliskuussa v (Nuutinen ja Björheden 2014) Keväällä 2013 Fixteri Oy:n ja SLU:n neuvottelujen tuloksena päätettiin toteuttaa Fixteri FX15a-kokopuupaalaimen tuottavuustutkimus Uumajassa Tutkimus Suomessa 2013 (Nuutinen ja Björheden 2014): Tutkimuksen toteuttajat Metla, Skogforsk ja Fixteri Oy Aikaisempien paalainmallien tutkimukset v (Metla: Jylhä & Laitila 2007) ja v (Metsäteho/Metla: Kärhä ym. 2009, Nuutinen ym. 2011, Nuutinen 2013) Nisula 280E joukkokäsittelvä hakkuulaite Fixteri FX15a kokopuupaalain Valmis paali putoaa punnituksen jälkeen Tutkimuksen tavoitteet: Selvittää koneen tuottavuustaso pieniläpimittaisen kokopuun paalauksessa puustoltaan erilaisilla harvennusleimikoilla Tutkia keräilevän kaatopään/puomin liikkeiden sekä paalainyksikön toiminnan vaikutusta tuottavuuteen Logman 811FC alustakone Tutkittava koneyksikkö

4 Suomen tutkimus 2013, testimetsiköt (Nuutinen ja Björheden 2014) Aikatutkimus tehtiin maaliskuussa 2013 kolmessa erilaisessa testimetsikössä: mäntyvaltaisia kivennäismaita helppo maasto koneelle Energiapuu, tiheä alikasvos Energiapuu, ei alikasvosta Ainespuu, ei alikasvosta Energiapuu, tiheä alikasvos Energiapuu, ei alikasvosta Ainespuu, ei alikasvosta Puusto ennen hakkuuta kpl/ha ikä, v Poistuma, kokopuut kpl/ha keskikoko, dm Puusto hakkuun jälkeen kpl/ha m 3 /ha* *runkopuun tilavuus % -mä/ku /ko 73/2/24 100/0/0 86/5/

5 Suomen tutkimus 2013, aikatutkimuksen toteutus (Nuutinen ja Björheden 2014) Kokopuurungot hakattiin ja paalattiin energiapuupaaleiksi Aikatutkimus yhteensä 9:llä koealalla (3 koealaa/metsikkö) Työntutkija havainnoi koneen liikkeitä ja tallensi työvaiheiden pituudet maastotallentimelle Hakkuun jälkeinen puusto mitattiin 100 m 2 puustomittauskoealoilta Koneen tuotoksen mittaus koealoittain: Paalain mittasi automaattisesti valmiiden paalien tuorepainon Poistettujen puiden lukumäärä tallentui maastotallentimelle aikatutkimuksen aikana Aikatutkimuskoeala, jossa 2 puustomittauskoealaa

6 Suomen tutkimus 2013, tehotuntituottavuus testimetsiköittäin (Nuutinen ja Björheden 2014) Energiapuu, tiheä alikasvos Energiapuu, ei alikasvosta Ainespuu, ei alikasvosta 9,7 m 3 /tehotunti poistuman keskikoko 27 dm 3 11,9 m 3 /tehotunti poistuman keskikoko 44 dm 3 13,8 m 3 /tehotunti poistuman keskikoko 84 dm

7 Fixterin tuottavuushyppy Uuden paalainmallin (FX15a) tuottavuus: 9,7 m 3 /tehotunti kun poistuman keskikoko (kokopuut) 27 dm3 11,9 m 3 /tehotunti kun poistuman keskikoko (kokopuut) 44 dm3 Fixteri FX15a paalaimen tehotuntituottavuus oli siis poistettavien kokopuiden koosta ja määrästä riippuen 2,1-2,3 kertaa korkeampi kuin edellisen Fixteri II-paalaimen

8 Kokopuupaalaimen (Fixteri FX15a) tuottavuustutkimus Uumajassa keväällä v Tutkimuksen toteuttajat SLU ja Fixteri Oy Tutkimuksen johtaja professori Dan Bergström, SLU Tutkijat: MMT Fulvio Di Fulvio, SLU MMT Yrjö Nuutinen, Helsingin Yliopisto MMM Raul Fernandez Lacruz, SLU Koejärjestely samat kuin Suomen 2013 tutkimuksessa (Nuutinen ja Björheden 2013) Tutkimuksen tavoitteet: Selvittää koneen tuottavuustaso pieniläpimittaisen kokopuun paalauksessa puustoltaan erilaisissa nuorissa metsissä Täydentää Suomen 2013 tutkimuksen tuloksia: tuottavuustaso alle 30 dm 3 poistuman metsissä tuottavuus kuusi- ja koivuvaltaisissa nuorissa metsissä Tutkia keräilevän kaatopään/puomin liikkeiden sekä paalainyksikön toiminnan vaikutusta tuottavuuteen Selvittää alikasvoksen vaikutusta tuottavuuteen ja työtekniikkaan

9 Uumajan tutkimus 2014, aikatutkimuksen toteutus Kokopuurungot hakattiin ja paalattiin energiapuupaaleiksi Aikatutkimus yhteensä 26:llä koealalla: 13 koivukoealaa 10 mäntykoealaa 3 kuusikoealaa Työntutkija havainnoi koneen liikkeitä ja tallensi työvaiheiden pituudet maastotallentimelle Fixterin työsuoritus kuvattin videokameralla Puusto ennen hakkuuta ja hakkuun jälkeen mitattiin 100 m 2 puustomittauskoealoilta (runkoluku/tilavuus) Koneen tuotoksen mittaus koealoittain: Paalain mittasi automaattisesti valmiiden paalien tuorepainon Poistettujen puiden lukumäärä tallentui Fixterin tietokoneelle katkaisujen lukumääränä sekä työntutkija tallensi poistetut puut maastotallentimelle aikatutkimuksen aikana Aikatutkimuskoeala, jossa 2 puustomittauskoealaa

10 Uumaja 2014, koivuvaltaiset koealat (13), tehotuntituottavuus

11 Uumaja 2014, mäntyvaltaiset koealat (10), tehotuntituottavuus

12 Uumaja 2014, kuusivaltaiset koealat (3), tehotuntituottavuus

13 Uumaja 2014, tehotuntituottavuus, poistuman keskikoko dm 3 7,3 5,

14 Uumaja 2014, koivuvaltaiset koealat, tehotuntituottavuus, poistuman keskikoko dm

15 Uumaja 2014, mäntyvaltaiset koealat, tehotuntituottavuus, poistuman keskikoko dm

16 Uumaja 2014, kuusivaltaiset koealat, tehotuntituottavuus, poistuman keskikoko dm

17 Tuottavuus, m 3 /tehotunti Poistettavien kokopuiden koko vaikuttaa eniten tuottavuuteen Uumaja 2014, koivu-, mänty- ja kuusivaltaiset koealat, tehotuntituottavuus, poistettavien kokopuiden keskikoko dm Koivu Mänty Poistuman keskikoko, dm 3 Kuusi

18 YHTEENVETO Suomen tutkimus v ja Uumajan tutkimus 2014 täydensivät hyvin toisiaan Tulokset vahvistivat molempien tutkimusten luotettavuutta Suomen tutkimustulokset talvikorjuusta mäntyvaltaiset nuoret metsät poistuman keskikoko dm 3 Uumajan tutkimustulokset kesäkorjuusta mänty, kuusi, koivuvaltaiset nuoret metsät poistuman keskikoko dm 3 Uumajan alempaa tuttavuutta selittää kesäkorjuu jäävän puuston tiheys huomattavasti suurempi kuin Suomessa Uumajan tutkimus tuottaa tietoa alikasvoksen vaikutuksesta tuottavuuteen

19 FIXTERIN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET

20 FIXTERIN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET.. Hakkuu, keskiarvo, s/puu Syitä tuottavuuden kasvuun (Suomen tutkimukset) uudistetun hakkuulaitteen tehokkaampi puiden joukkokäsittelevä hakkuu sekä entistä suurempien puunippujen nopeampi syöttö paalaimeen. Puiden hakkuun ajanmenekki runkoa kohden oli 35 % lyhempi kuin edelliselle Fixteri II paalainmallilla Hakkuu = hakkuulaitteen vienti puulle, puiden kaato ja keruu, taakan tuonti ja syöttö paalaimeen Fixteri FX15a: 10,6 s/puu Fixteri II: 16,3 s/puu Taakkakoko, keskiarvo, puita/taakka Fixteri FX15a: 3,2 puuta/taakka Fixteri II: 2,9 puuta/taakka

21 FIXTERIN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET.. Suomen tutkimus 2013 (Nuutinen ja Björheden 2014) Tekninen tuottavuusanalyysi (osatutkimus 2) Teknisessä tuottavuusanalyysissa verrattiin hakkuupään/nosturin ja paalaimen teknisiä tuottavuustasoja. Tavoitteena oli selvittää olivatko puiden hakkuun ja paalien valmistuksen tuotantokapasiteetit tasapainossa ja mitkä olisivat niiden kehittämiskohteita tuottavuuden parantamiseksi Teknisessä tuottavuusanalyysissä käytettyjen puiden ominaisuudet: Kantoläpi mitta, cm Rinnankorkeusläpi mitta, cm Pituus, m Kokopuun tilavuus, dm 3 Kokopuun tuorepaino, kg Hakkuupään keräyskapasiteetti 5 2,4 3,9 3,0 2, ,0 5,9 7,5 6, ,6 7,5 15,4 13, ,2 8,8 27,5 23, ,8 9,9 44,4 38, ,4 10,7 66,3 56, ,0 11,5 93,2 79,

22 FIXTERIN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET.. Suomen tutkimus 2013 (Nuutinen ja Björheden 2014), Tekninen tuottavuusanalyysi (osatutkimus 2): Hakkuun tuotantokapasiteetti kun kokopuun kantoläpimitta/tilavuus oli 5 cm/3,0 dm 3, hakkuun tehotuntituottavuus oli 2,5 m 3 /h ja vastaavasti suurimassa kokoluokassa 17 cm/93,2 dm 3 tuottavuus kasvoi 16,0 m 3 :ään tehotunnissa kun kantoläpimitta kasvoi 13 cm:stä 15 cm:ään, hakkuupäällä ei ollut enää mahdollista tehdä joukkokäsittelyhakkuuta. Paalauksen tuotantokapasiteetti Paalaimen tuottavuus oli 23,3 m 3 36,3 m 3 tehotunnissa Paalaimeen syötettävän taakan koolla ja pituudella oli positiivinen vaikutus paalaimen tuottavuuteen. Eniten tuottavuuteen vaikutti tavoitepaalin koko. Tavoitepaalin paino 526,4 kg Tämä arvo lähellä Uumajan aikatutkimuksen tuottavuuksia Tavoitepaalin paino 505,5 kg

23 FIXTERIN KEHITTÄMISMAHDOLLISUUDET.. Suomen tutkimus 2013 (Nuutinen ja Björheden 2014), Tekninen tuottavuusanalyysi (osatutkimus 2): Teknisessä tuottavuusanalyysissä paalaimen tuottavuustaso oli 2 10 kertaa suurempi kuin hakkuun Hakkuun tehostamismahdollisuudet tehostamalla puomin käyttöä parantamalla hakkuupään joukkokäsittelyominaisuuksia tehostamalla puunippujen syöttöä paalaimeen tehostamalla useampien puiden kaatoa ja keruuta samanaikaisesti Hakkuun ja paalauksen tuotantokapasiteetin välinen tasapaino

24 Minusta Fixterimetsässä on hyvä juosta Olen samaa mieltä Nelli Nappi

25 Lähteet: Nuutinen, Y. & Björheden, R Fixteri FX15a kokopuupaalaimen tuottavuus ja työprosessit nuorten mäntyvaltaisten metsien energiapuun korjuussa. Metlan työraportteja s. Björheden, R. & Nuutinen, Y Studie av Fixteri FX15a klenträdsbuntare. Skogforsk arbetsrapport. Nuutinen, Y Possibilities to use automatic and manual timing in time studies on harvester operations [Automaattisen ja manuaalisen työajanmittauksen soveltuvuus hakkuukoneen aikatutkimuksissa]. Doctoral thesis [Väitöskirja]. University of Eastern Finland. Dissertationes Forestales p. Nuutinen, Y., Kärhä, K., Laitila, J., Jylhä, P. & Keskinen, S Productivity of wholetree bundler in energy wood and pulpwood harvesting from early thinnings. Scandinavian Journal of Forest Research (26) Kärhä, K., Laitila, J., Jylhä, P., Nuutinen, Y. & Keskinen, S. (2009). Kokopuun paalaus - tuotantoketjun tuottavuus ja kustannukset [Productivity and costs of the whole-tree bundling supply chain]. Metsätehon Raportti, 211. ISSN X, 60 s. (Suomeksi) Jylhä, P. & Laitila, J. (2007). Energy Wood and Pulpwood Harvesting from Young Stands Using a Prototype Whole-tree Bundler. Silva Fennica, 41(4), Väätäinen, K., Ovaskainen, H., Ranta, P. & Ala-Fossi, A Hakkuukoneenkuljettajan hiljaisen tiedon merkitys hakkuutulokseen työpistetasolla [The significance of harvester operator s tacit knowledge on cutting with a single-grip harvester]. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja s. (Suomeksi). Engeström, Y Learning by expanding: an activity-theoretical approach to developmental research. Helsinki: Orienta-Konsultit Oy. ISBN: p

26 KIITOS MIELENKIINNOSTANNE! JA AURINKOISTA KESÄÄ! SWEDISH UNIVERSITY OF AGRIGULTURAL SCIENCES (SLU)