Pienpuun paalauksen tuottavuus selville suomalais-ruotsalaisella yhteistyöllä

Transkriptio

1 Pienpuun paalauksen tuottavuus selville suomalais-ruotsalaisella yhteistyöllä Yrjö Nuutinen MMT Metsäteknologia Metla/Joensuu ForestEnergy2020 -tutkimus- ja innovaatio-ohjelman vuosiseminaari Joensuun Tiedepuisto

2 Kokopuupaalaimen (Fixteri FX15a) tuottavuustutkimus v 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) Tutkimuksen tavoitteet: Selvittää koneen tuottavuustaso pieniläpimittaisen kokopuun paalauksessa puustoltaan erilaisilla harvennusleimikoilla Tutkia keräilevän kaatopään/puomin liikkeiden sekä paalainyksikön toiminnan vaikutusta tuottavuuteen Nisula 280E joukkokäsittelvä hakkuulaite Fixteri FX15a kokopuupaalain Valmis paali putoaa punnituksen jälkeen Logman 811FC alustakone Tutkittava koneyksikkö

3 Aikatutkimuksen testimetsiköt 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* % -mä/ku /ko 73/2/24 100/0/0 86/5/9 *runkopuun tilavuus

4 Aikatutkimuksen toteutus 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

5 Kokopuun paalauksessa kaksi pääprosessia: hakkuu ja paalaus Aikatutkimus lisää ymmärrystä näistä

6 Tuottavuus energiapuu, tiheä alikasvos 9,7 m 3 /tehotunti energiapuu, ei alikasvosta 11,9 m 3 /tehotunti ainespuu, ei alikasvosta 13,8 m 3 /tehotunti

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 tuottavuus kasvoi Fixteri II verrattuna 2,1-2,3 kertaa rungon koosta riippuen (Lähteet: Fixteri II; Kärhä ym. 2009, Nuutinen ym. 2011, Nuutinen Fixteri I; Jylhä & Laitila 2007)

8 Syitä tuottavuuden kasvuun Hakkuu = hakkuulaitteen vienti puulle, puiden kaato ja keruu, taakan tuonti ja syöttö paalaimeen Hakkuu, keskiarvo, s/puu 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

9 Metsiköiden soveltuvuus joukkokäsittelyyn Joukkokäsittelyaste Taakassa vähintään 2 puuta - Energiapuu, tiheä alikasvos 90 % - Energiapuu, ei alikasvosta 94 % - Ainespuu, ei alikasvosta 68% Taakassa vähintään 3 puuta - Energiapuu, tiheä alikasvos 78 % - Energiapuu, ei alikasvosta 68 % - Ainespuu, ei alikasvosta 31% Taakassa vähintään 5 puuta - Energiapuu, tiheä alikasvos 47 % - Energiapuu, ei alikasvosta 19 % - Ainespuu, ei alikasvosta 5,8%

10 Tehollisen työajan rakenne Hakkuu: hakkuulaitteen vienti puulle, puiden kaato ja keruu, taakan tuonti ja syöttö paalaimeen Järjestely: kaadettujen puiden sekä valmiiden paalien siirtely Muut toiminnot: aika, jolloin nosturissa ja hakkuulaitteessa ei ole toimintoja (siirtyminen, paalaus) Ainespuumetsikössä hakkuun osuus laski 83 %:sta 61 %:iin samalla kun poistettujen kokopuiden keskikoko kasvoi 27 dm 3 :stä 84 dm 3 :iin. Samalla järjestelyn osuus nousi 3,6 %:sta 8,3 %:iin

11 Tutkimuksen tähänastiset johtopäätökset Tuottavuuden nousu kokopuunpaalauksen huomattavaa paranemista selittää Fixterin uudistetun hakkuulaitteen tehokkaampi puiden joukkokäsittelevä hakkuu sekä entistä suurempien puunippujen nopeampi syöttö paalaimeen Testimetsiköt Tutkimuksen testihakkuissa uusi joukkokäsittelevä hakkuupää soveltui parhaiten energiapuumetsiköiden korjuuseen, joissa poistettujen kokopuiden keskikoko oli 27dm 3-44 dm 3 Ainespuumetsikössä harvennettavat puut (keskikoko 84 dm 3 ) osoittautuivat liian suuriksi tehokkaaseen joukkokäsittelyyn Hakkuukoneen kuljettajalla on todettu olevan suuri vaikutus työn tuottavuuteen: Väätäisen ym. (2005) tutkimuksessa kuljettajien väliset tuottavuuserot olivat suurimmillaan ensiharvennuksella, jossa ero oli samankaltaisissa hakkuuolosuhteissa enimmillään % rungon koosta riippuen Fixteri FX15a kokopuun paalaimen tuottavuus parani prosessoitujen kokopuiden koosta riippuen 111 % 133 % verrattuna edelliseen Fixteri II malliin Koneyksikön teknisellä kehittymisellä merkittävä vaikutus tuottavuuden paranemiseen

12 Kehittävän työntutkimuksen toimintamalli (Engeström 1987) Välineet -Tutkimusmenetelmä/koejärjestelyt -Tekniikka: maastotallennin, video, Fixterin automaattitallennus -Työntutkijan ammattitaito Tekijä Työntutkijat Kohde Fixterin työsuoritus Tulos -Luotettavat tutkimustulokset -Tehokkuuden paraneminen -Koneen kehittyminen Säännöt -Tutkimuksen tavoite -Rahoitus -Aikataulu Työnjako Yhteisö Tiedon vaihto yhteisön -Metla & Skogforsk kesken (kriittinen massa) -Koneen valmistaja (Fixteri Oy) -Metsäyhtiöt/Koneyrittäjät -Tutkimuksen tilaaja (Skogforsk) 12

13 Kirjallisuus Tutkimukseen liittyvä julkaistu kirjallisuus: 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. Tutkimuksen tulevat julkaisut 2014: Metlan työraportti Skogforsk arbetsrapport

14 Kiitos