Puunkorjuun koneistuminen kehityspolku

Transkriptio

1 KATSAUS 304/2015 Puunkorjuun koneistuminen kehityspolku Erkki Kare

2 Erkki Kare Puunkorjuun koneistuminen kehityspolku Katsaus Tekesin katsaus 304/2015 Helsinki 2015

3 Tekes rahoitusta ja asiantuntemusta Tekes on innovaatiorahoittaja. Rahoitamme kasvuun ja uuteen liiketoimintaan tähtäävien innovaatioiden kehittämistä ja uuden osaamisen luomista. Kannustamme edelläkävijyyteen. Asiakkaitamme ovat yritykset, tutkimusorganisaatiot ja julkisten palvelujen tarjoajat. Tekesillä on vuosittain käytettävissä avustuksina ja lainoina noin 550 miljoonaa euroa tutkimus- ja kehitysprojektien rahoitukseen. Tekesin ohjelmat valintoja suomalaisen osaamisen kehittämiseksi Tekesin ohjelmat ovat laajoja monivuotisia kokonaisuuksia, jotka on suunnattu elinkeinoelämän ja yhteiskunnan tulevaisuuden kannalta tärkeille alueille. Ohjelmilla luodaan uutta osaamista ja yhteistyöverkostoja. Copyright Tekes Kaikki oikeudet pidätetään. Tämä julkaisu sisältää tekijänoikeudella suojattua aineistoa, jonka tekijänoikeus kuuluu Tekesille tai kolmansille osapuolille. Aineistoa ei saa käyttää kaupallisiin tarkoituksiin. Julkaisun sisältö on tekijöiden näkemys, eikä edusta Tekesin virallista kantaa. Tekes ei vastaa mistään aineiston käytön mahdollisesti aiheuttamista vahingoista. Lainattaessa on lähde mainittava. ISSN ISBN Kannen kuva: Salla, tukkien ajoa hevosella. (Pohjois-Pohjanmaan museo / Kajaani Oy:n Toppilan tehtaan kokoelma) Taitto: Mainostoimisto Revolver Oy 3

4 4 Salla, tukkien ajoa hevosella. (Pohjois-Pohjanmaan museo / Kajaani Oy:n Toppilan tehtaan kokoelma)

5 Esipuhe Tekes on käynnistänyt joukon selvityksiä, joissa kuvataan jonkin tietyn avainteknologian tai tieteellisen perushavainnon kehityspolku liiketoiminnaksi. Selvityksissä tarkastellaan sellaisia liiketoimintansa jo käynnistäneitä kohteita, joilla on kansainvälisillä markkinoilla merkittävää liiketoimintapotentiaalia. Koska tarkastelut koskettavat useita yrityksiä, ne poikkeavat olennaisesti yksittäisten yritysten historiikeista. Tekes on ollut vahvasti mukana kohteeksi valittujen alojen kehityksessä. Kansainväliseen menestykseen johtaneet kilpailukykytekijät ovat muodostuneetpitkän innovaatioprosessin aikana. Vankan kilpailuaseman saavuttaminen on vienyt aikaa muutamista vuosista kymmeniin vuosiin ja vaatinut pitkäjänteistä työtä jauskoa asetettujen tavoitteiden toteutumiseen. Joskus sattumakin on osaltaan vaikuttanut kaupallisen läpimurron syntyyn. Kansainvälisessä menestyksessä myös verkostoilla on ollut keskeinen vaikutus. Tekes on valinnut selvityksen kirjoittajaksi kyseisen kehityspolun tuntijan, joka on itsekin osallistunut kehitystyöhön sen eri vaiheissa. Kehityspolku kuvataan sellaisena kuin mukana olleet henkilöt ovat sen itse alan sisältä nähneet. Kuvaukseen on valikoitu olennaisimmat havainnot. Ensimmäiset kehityspolkukatsaukset julkaistiin Ne käsittelivät etätunnistusteknologian, teollisuusentsyymien, ruoripotkureiden, ohjelmistojen, dieselpolttoaineen ja sääpalvelujen kehitystä. Vastaavia kuvauksia on tarkoitus tehdä lisää. Viimeksi on ilmestynyt peliteollisuuden kehityspolku. Tämä selvitys puunkorjuun koneistumisen kehityspolusta ja kilpailukyvyn avaintekijöistä perustuu Erkki Kareen pitkäaikaiseen metsäkonealan kokemukseen. Innovaatiopolitiikan tavoitteet toteutuvat, kun liiketoimintojen kasvu perustuu seuraaviin asioihin: asiakastarpeiden tunnistamiseen, onnistuneisiin strategiavalintoihin, riskirahoitukseen, innovatiivisuuteen sekä sopivaan osaamiseen niin yksilötasolla kuin yhteistyöverkostoissakin. Tekes esittää parhaat kiitokset Erkki Kareelle. Maaliskuussa 2015 Tekes 5

6 Puun kokonaiskäyttö maailmassa noin 3,4 Teollisuuspuun korjuumenetelmät: Kokorunkomenetelmä miljardia m 3 (FAO 2005) Teollisuuspuu 1,7 mrd. m 3 1,7 mrd. m 3 70% 30% Polttopuut (ei sisällä teollisuuspuuosuuteen sisältyvää energiapuun korjuuta) Tavaralajimenetelmä (tästä täysin koneistettu korjuu noin 60-70%) Metsäkoneliiketoiminnan markkinoiden koko: (kokorunko- ja tavaralajimenetelmä yhteensä) 2,0-2,5 miljardia /vuosi konetta /vuosi Tavaralajimenetelmän koneiden osuus: miljoonaa /vuosi konetta /vuosi 6

7 olumes in wood harvesting, mill. m 3 olumes in wood harvesting, mill. m 3 Work volumes in wood harvesting, mill. m Työmäärät puunkorjuussa Pyöreän puun käyttö miljoonaa m 3 /vuosi Hevoskuljetus Hevoskuljetus Traktorikuljetus Hevoskuljetus Traktorikuljetus Konehakkuu Traktorikuljetus Metsurihakkuu Koneellinen Konehakkuu Konehakkuu Metsurihakkuu Metsurihakkuu Metsurihakkuu Puunkorjuun ja kuljetuksen kehittyminen Suomessa (Metla) miljoonaa m 3 /vuosi Vienti Tuontipuu Saha- ja levyteollisuus Puumassateollisuus Kotimaisen puun käyttö yhteensä Polttopuu Raakapuun käytön kehittyminen Suomessa (Metla) 7

8 Tekijän alkusanat Tässä katsauksessa analysoidaan suomalaisen puunkorjuun koneistumisen kehitysvaiheita. Lisäksi selvitetään niitä erityispiirteitä, joiden kautta alalle on syntynyt maailman huippua edustavaa teknologiaa ja teollisuutta. Kehityspolun kuvaus ei ole täydellinen eikä absoluuttinen totuus. Se on tekijän ja muutamien muiden alalla pitkään toimineiden henkilöiden kokemuksiin perustuva subjektiivinen käsitys toteutuneesta kehityspolusta ja tulevista näkymistä. Selvityksessä on pyritty löytämään syntyneiden huippuliiketoimintojen merkittävimmät menestys/kilpailukykytekijät. Samoin on seurattu niiden muodostumista ja muuttumista ajan kuluessa. Katsauksen tavoitteena on kuvata lukijalle sitä, miksi puunkorjuukoneiden liiketoiminta-alue on kasvanut maailmanmarkkinajohtajaksi juuri Suomessa. Lisäksi tarkastellaan, mitä toteutuneesta kehityspolusta voitaisiin ottaa opiksi niin tällä kuin muilla liiketoiminta-alueilla. 8

9 Tiivistelmä Suomi tunnetaan metsäisenä maana. Täällä puun monipuolinen hyötykäyttö on aina ollut itsestäänselvyys. Puusta poltettu terva oli Suomen ensimmäinen merkittävä vientituote jo 1500-luvulla. Laajamittainen puunjalostusteollisuus syntyi maahamme 1800-luvun loppupuolella, kun paperin käyttö Euroopassa lisääntyi ja puuhioke syrjäytti lumpun paperin raaka-aineena. Puuta käyttävän teollisuuden kasvava raakapuun tarve loi vahvan perustan puunkorjuun kehittymiselle. Se pakotti etsimään uusia tehokkaampia tapoja korjata ja kuljettaa puuta. Korjuun koneistuminen ja tuottavuuden kasvu tapahtui vaiheittain sitä mukaa, kun koneenrakennuksen yleinen kehitys sen mahdollisti. Koneiden ja korjuumenetelmien kehityksessä hyödynnettiin tehokkaasti kunkin aikakauden uusinta osaamista. Ensimmäisenä konevoimaa käytettiin puiden vinssauksessa, kuljetuksessa ja lastauksessa. Kirves ja pokasaha olivat kuitenkin yleisesti käytössä 1950-luvulle asti. Myös hevonen säilytti hyvin paikkansa lähikuljetuksessa. Vähitellen lisääntyneet maataloustraktorit ja myöhemmin erityisesti puun kuljetukseen suunnitellut kuormatraktorit korvasivat hevosen vasta 1960-luvun lopulla. Varsinaisen hakkuun - kaadon, karsinnan ja katkonnan - koneistuminen alkoi Suomessa monien alkuvaiheen kokeilujen jälkeen 1970-luvulla. Koneiden ja menetelmien kehityksen myötä puunkorjuun tuottavuus on moninkertaistunut viisi vuosikymmentä kestäneen koneellistumisvaiheen aikana. Samalla työturvallisuus ja korjuun laatu ovat kaikilla mittareilla mitattuna parantuneet oleellisesti. Laadun paranemiseen ovat vaikuttaneet taloudellisten tekijöiden lisäksi kestävän kehityksen ja ympäristövaatimusten voimistuminen. Vahva puunjalostusteollisuus sekä toimiva, monipuolinen yhteistyöverkosto ovat metsäkoneliiketoiminnan kansainvälisen kasvun perusta Suomessa. Teknologiateollisuuden lisäksi mukana ovat olleet mm. koneiden käyttäjät, metsäteollisuus, metsänomistajat, ympäristövaikuttajat, rahoittajat, lainsäätäjät ja monet innovatiiviset henkilöt ja yritykset. Uusien korjuukoneiden kehitystyössä ja teknologiasovellusten käyttöönotossa sekä uusien liiketoimintojen käynnistyksessä kansallinen riskirahoitus ja rahoitustuki ovat olleet erittäin merkittävä apu kaikkien liiketoiminta-alueiden ja osaamisen kehittämisessä. Kansallisina teknisen kehityksen erityispiirteinä voidaan mainita myös hyvä liikkuvien työkoneiden teknologiaosaaminen erityisesti mobilehydrauliikan ja automaation alueilla. Lisäksi kotimarkkinoiden haastavat käyttöolosuhteet sekä ilmaston että maaston osalta ovat pakottaneet panostamaan koneiden kestävyyteen ja käytettävyyteen vaikeimmissakin olosuhteissa. Metsäkoneliiketoimintojen viennin kasvun vauhdittajana, toimialan tervehdyttäjänä, tehokkaana teknologian siirtokeinona ja markkinaosuuksien kasvattajana on käytetty onnistuneesti myös yritysostoja. Metsäteollisuuden merkitys koko kansantalouden kannalta on ollut Suomelle suurempi kuin monille kilpaileville maille. Puu on maamme merkittävin uusiutuva luonnonvara. Tämän asian laaja tiedostaminen on mahdollistanut metsäteollisuusinvestointeja tukevien kansallisten strategioiden muodostumisen. Suomeen on kehittynyt metsäteollisuuden kasvun myötä kansainvälisesti korkeatasoinen ja monipuolinen metsäntutkimus ja koulutustoiminta. Kansalliseen metsäalan koulutukseen liittyvät metsäkonekoulut ovat ainutlaatuisia koko maailmassa. 9

10 Raportissa esiintyviä termejä Apteeraus: Puun rungon katkaisukohtien määrittäminen mitta- ja laatuvaatimusten mukaisesti eri puutavaralajeiksi Energiapuu: CEN standardin mukaan: Energiapuu (energy wood) Polttoon tai muuhun energiakäyttöön tarkoitettu puu tai puutavara, muodosta ja lajista riippumatta. Energiapuupaalain: Erikoismetsäkone, jolla pieniläpimittaiset puut tai hakkuutähteet paalataan pienpuunipuiksi tai risutukeiksi Hakkuu: Metsässä tehtävä puun kaato, karsinta ja katkonta eri puutavaralajeiksi Hakkuutähde: Hakkuun jälkeen metsään jäävä puuaines, esimerkiksi latvukset, oksat ja jalostukseen kelpaamattomat rungon osat Harvennushakkuu: Hakkuuta, jossa puita poistamalla annetaan kasvutilaa metsikön parhaiden puiden latvuksille ja juuristoille Hakkuukone (moto, monitoimikone, harvesteri): Metsäkone, jolla puut kaadetaan, karsitaan, mitataan, katkotaan ja lajitellaan puutavaralajeittain kasoiksi palstalla Joukkokäsittely: Korjuumenetelmä, jossa käsitellään useampia pieniläpimittaisia puita samanaikaisesti Kaksioteharvesteri (häntämoto): Oli hakkuukone, jossa prosessori-yksikkö oli sijoitettu metsäkoneen takavaunulle ja kuormaimen päässä oli erillinen kaatopää Kokorunkomenetelmä: Korjuumenetelmä, jossa puu kaadetaan, karsitaan ja juonnetaan/kuljetetaan kokonaisena runkona (vain latva katkaistuna) käsiteltäväksi välivarastolle tai edelleenkäsittelypaikalle Korjuu: Puutavaran hakkuu ja metsässä varastopaikalle tapahtuva lähikuljetus Korjuuketju: Hakkuukoneen ja kuormatraktorin muodostama koneyhdistelmä Kuitupuu (massapuu, pinotavara): Sellun, hiokkeen, hierteen tai puukuitulevyjen raaka- aine Kuormain (nosturi, puomisto): Nivelöity peruskoneeseen kiinnitetty varsisto, jolla käytettävää työkalua (hakkuupäätä tai puutavarakouraa) liikutetaan Kuormatraktori (metsätraktori, ajokone, lähikuljetuskone): Metsäkone, jolla puutavara kuljetetaan leimikolla/palstalla metsäautotien varteen Manuaalinen hakkuu: Metsurin moottorisahalla suorittama hakkuu Metsäenergia: Metsäenergialla tarkoitetaan kaikkea puuperäistä metsästä saatavaa energiaa. Puutavara: Puun rungosta saatava puuraaka-aine Puutavaralaji: Puun käyttöarvoltaan erilaisia osia, esim. tukkitai sahapuu ja kuitu- tai massapuu sekä energiapuu Raakapuu: Jalostamaton puutavara Sahaus- eli katkontaikkuna: Puutavaralajin sallittu katkaisupituusalue pituuden nimellismitasta Tavaralajimenetelmä: Puunkorjuumenetelmä, jossa puu kaadetaan, karsitaan ja katkotaan määrämittoihin palstalla/leimikolla ja kuljetetaan puutavaralajeittain pinoihin metsäautotien varteen ja sieltä edelleen eri käsittelypaikoille Yhdistelmäkone (teko-ajokone, korjuri): Erikoismetsäkone, jolla voidaan tehdä leimikolla sekä hakkuukoneen että kuormatraktorin työt Uudistushakkuu (päätehakkuu, avohakkuu): Hakkuuta, jossa korjataan metsän koko puusto luontoarvojen ja metsän uudistuksen kannalta tärkeitä puita lukuun ottamatta Yksioteharvesteri: Hakkuukone, jossa harvesteri-yksikkö on sijoitettu kuormaimen päähän Hakkuupää (kouraharvesteri, motopää, harvesteripää, kouramoto, kouraharvesteri, harvesteri): Kuormaimen päähän kiinnitetty hakkuulaite, jolla puu kaadetaan, karsitaan, mitataan ja katkotaan 10

11 Sisältö Esipuhe... 5 Tekijän alkusanat... 8 Tiivistelmä... 9 Raportissa esiintyviä termejä Puun korjuun kehitysvaiheet Suomessa Avaintuotteet ja arvoketjut Kehitystä eteenpäin vieneet erityispiirteet Menestyneiden liiketoimintojen muodostuminen Tekesin rooli kehityspolun muovautumisessa Kehitysnäkymät ja tulevaisuuden haasteet Infoboksit Puunkorjuun koneistuminen muutti toimenkuvia työn tekemisessä Metsäbiotalous on tulevaisuutta Lähteet

12 1 Puunkorjuun kehitysvaiheet Suomessa Puunkorjuu on muuttunut viisi vuosikymmentä kestäneen koneellistamisjakson aikana täydellisesti. Tuottavuus on moninkertaistunut. Työturvallisuus ja korjuun laatu ovat kehittyneet aivan uudelle tasolle. Suomessa on aina hyödynnetty metsiä; puuta on käytetty mm. rakentamiseen, lämmitykseen, ruuan valmistukseen ja kaikenlaisten tarvekalujen valmistamiseen. Puu oli pitkään ainoa varteenotettava energianlähde sekä kotitalouksille että hitaasti käynnistyvälle teollisuudelle. Suomen ensimmäinen puuhun perustuva vientituote oli puuterva, jota poltettiin sisämaan metsissä ja kuljetettiin vesireittejä pitkin Euroopan markkinoille asti jo 1500-luvulla. Puuta jalostavan teollisuuden - sahojen ja puuhiomojen - varhaista syntyä vauhdittivat raaka-ainevarojen lisäksi saatavilla oleva vesivoima, vesikuljetusreitit ja työvoima. Sahaus ja veistotoiminta olivat kuljetusrajoitteiden vuoksi edullisinta rannikkoalueiden metsissä, joista otettiin puuta myös laivanrakennukseen. Sahatavara syrjäytti tervan tärkeimpänä vientituotteena vasta 1800-luvun alussa. Kasvava puuntarve verotti metsävarojamme. Ensisijaisesti korjattiin parhaat tukkirungot, eikä metsän uudistamiseen kiinnitetty huomiota. Huoli metsävarojen loppumisesta johtikin vähitellen moniin metsänhakkuuta koskeviin rajoituksiin. Vuonna 1851 Suomessa annettiin ensimmäinen oma metsäasetus Keisarillisen Majesteetin Armollinen Julistus Metsistä Suomen Isoruhtinaanmaassa. Vuonna 1886 tuli Suomen ensimmäi- Purouittoa keväällä 1937 Korpiselän Yläjärvellä. (Lusto/Suomen Metsäyhdistyksen kokoelma, Metsätaloudellinen Valistustoimisto) 12

13 nen metsälaki. Lainsäädännöllä pyrittiin kestävän kehityksen hengessä estämään metsien hävittäminen. Konevoimaa puunkorjuussa käytettiin ensimmäisenä Pohjois- Amerikassa. Höyrykonetta hyödynnettiin jo varhain puiden vinssauksessa, lastauksessa ja kuljetuksessa. Myös suomalaiset olivat koneellistamiskehityksessä nopeasti mukana. Jo 1900-luvun alussa meilläkin kokeiltiin USA:sta ostettuja Phoenix-höyryveturi-traktoreita tukkirekien vetokoneina. Samoihin aikoihin tulivat markkinoille kotimaiset Arbor ja Tapio moottorisahat. Puunkorjuu tehtiin pääosin talvella ja jatkokuljetuksessa hyödynnettiin kesäisin vesireittejä. Tukkisavotat ja uitot olivat pitkään merkittävä työllistäjä, mutta korjuun ja kuljetusten koneellistuminen aiheutti koko yhteiskuntaa koskevan rakennemuutoksen. Suuri osa puunkorjuutyövoimasta joutui hakeutumaan kokonaan uusille työmarkkinoille. Puu kuljetettiin hevosilla, sillä pioneerivaiheen kömpelöt ja epätaloudelliset koneet eivät kyenneet kilpailemaan niiden kanssa. Vielä 1960-luvun loppupuolella, kun Ruotsissa traktori oli jo ohittanut hevoskuljetuksen, Suomessa yli puolet lähikuljetuksista tehtiin hevosella ja reellä. Kaadettu runko katkaistaan pokasahalla. (Lusto/Anonyymi kokoelma, metsäkirjasto) Arbor moottorisahoja Turussa (A. Strandberg / Kuopion kulttuurihistoriallinen museo) 13

14 Puun ajoa metsästä hevosella. (Luston kokoelmat) Myös ensimmäiset moottorisahat olivat painavia ja hankalia käyttää. Kirves ja pokasaha säilyttivätkin paikkansa 1950-luvulle asti. Vähitellen moottorisaha kuitenkin yleistyi ensin kaadossa ja katkonnassa ja myöhemmin sahojen keventyessä myös karsinnassa. Traktorien ja moottorisahojen käyttö puunkorjuussa alkoi lisääntyä nopeasti 1960-luvulla. Samalla metsänhoitoa ja turvemaiden käyttöönottoa tehostettiin. Tämä näkyi mm. voimakkaina ojituksina, maanmuokkauksina ja lannoituksina. Metsäkoneurakoitsija-käsite syntyi, kun maataloustraktori ja metsäkone määriteltiin eri tavoin vakuutus- ja eläketurvaasioiden yhteydessä. Toimintavarmuuden parantuessa ja korjuun muuttuessa ympärivuotiseksi erikoismetsätraktorit syrjäyttivät maataloustraktorit ja hevoset lähikuljetuksessa 1970-luvulla. Samalla vuosikymmenellä alkoi myös hakkuiden koneellistuminen. Martti Korkala kaatamassa moottorisahalla oksaista kuusta lumisessa metsässä. (Eero Mäkelä/Lusto/Hirvaan metsätyökoulun I kurssin kokoelma) 14 Hakkuidenkin koneellistamisessa varhaisimmat pioneerit ovat Pohjois-Amerikasta. Maailman ensimmäiseksi yksioteharvesteriksi on nimetty amerikkalainen Siiro, jonka kehittäjän, Nestor Siiron, sukujuuret ovat Suomessa. Koneen harvesteripäässä oli ainutlaatuinen hydraulimoottorin avulla pyörivä ketjusaha.

15 Traktorin kuormaamista kahden miehen ja mekaanisen kuormaimen voimin lanssipaikalla Puolangalla maaliskuussa (Aulis E. Hakkarainen/Lusto/Metsätehon kokoelma) Sitä valmistettiin muutamia kappaleita 1960-luvun puolivälissä. Siiron yksioteharvesteria suuremman suosion saavuttivat kuitenkin Kanadassa kehitetyt puomikarsintakoneet luvulla Kanadassa Logging Research Association kehitti PohjoisAmerikan ensimmäisen täysin koneellistetun korjuuketjun, jonka muodostivat Log All kaatojuontokone ja Arbomaticprosessori. Se karsi ja katkoi rungot varastolla tai tien varressa. Ruotsalaiset seurasivat Pohjois-Amerikan konekehitystä ja kehittivät omia puomikarsintaan perustuvia kokorunkokoneitaan. Maa johtikin 1960-luvulla selkeästi pohjoismaista puunkorjuun koneistamiskehitystä. Ensimmäisen leikkuri-tyyppisen ( giljotiini ) kaatopään prototyyppi valmistui Ruotsissa 1962 ja ensimmäinen karsintaterillä ja sirkkelillä varustettu prosessori vuonna Prosessorien ja kaatopäiden yhdistelmänä syntyi 1970-luvulla yleistynyt ns. kaksioteharvesteri. Teknologian pioneerikehittäjinä Ruotsissa toimivat metsäyliopistot, innovatiiviset yksityishenkilöt sekä useat yritykset, kuten Ösa, Volvo ja Kockums. Log All kaatokasaus-juontokone kuvattuna Kanadassa. (Unto Väisänen/Lusto/Metsätehon kokoelma) 15

16 Puunkorjuuta Sakari Pinomäen kehittämällä Pika-50 -metsäkoneella 1960-luvun lopulla. (Lusto/Stora Enso Metsän kokoelma) Pika 75 oli ensimmäinen yksioteharvesteri Euroopassa Myös Suomessa tapahtui paljon, kun innovatiiviset henkilöt tekivät pioneerityötä laajalla rintamalla. Metsäteknikko Sakari Pinomäki suunnitteli vuonna 1968 ensimmäisen suomalaisen monitoimikoneen, joka oli Valmet Terran päälle rakennettu Pika 50 prosessori. Sen pohjalta kehitetty harvesteri, Pika 75, valmistui 1972, ja oli ensimmäinen tukki- ja pinotavaraa tuottava ns. yksioteharvesteri Euroopassa. Pika 75 edusti teknisesti oman aikansa maailman huippua. Siihen kehitettiin myöhemmin myös Tampereen teknillisen korkeakoulun kanssa yhteistyönä mittausjärjestelmä parhaan katkontavälin arvioimiseksi. Myöhemmin Sakari Pinomäki toi ensimmäisten joukossa markkinoille myös teko-ajokoneen, jolla voitiin tehdä sekä harvesterin että kuormatraktorin työt yhdellä koneella. S. Pinomäki Ky:n kehittämä ja valmistama Pika 75 harvesteri Puulaaki Oy:n työmaalla 1970-luvun puolivälissä. (Lusto - Suomen Metsämuseo) 16 Toinen suomalainen alan uranuurtaja oli metsäkoneyrittäjä Einari Vidgrén. Hän rakensi omaan käyttöönsä muita kestävämmän kuormatraktorin, Ponssen. Einarin nousu savolaisesta metsurista yhdeksi maailman johtavista metsäkonevalmistajista on yksi alan suurimmista menestystarinoista.

17 Suomalaisen puunkorjuuteknologian perusta on pohjoisamerikkalaisissa kokorunkomenetelmän koneissa. Monet uusista metsäkoneista valmistettiin maataloustraktorien, runkojuontokoneiden eli skidderien tai muiden liikkuvien työkoneiden pohjalta. Esimerkiksi Valmetin ja Lokomon metsäkoneissa hyödynnettiin yhtiöiden muiden työkoneiden teknologiaa. Valmet aloitti ensimmäisenä Suomessa teollisen metsäkonevalmistuksen 1960-luvun alussa maataloustraktoriosaamisensa pohjalta. Toinen tamperelainen konepaja, Lokomo, käynnisti metsäkonetuotannon saman vuosikymmenen lopulla. Lokomon ensimmäinen metsäkone oli Valmetin tapaan juontokone, jota tehtiin kuitenkin vain muutama kone. Suomi oli siirtymässä entistä vahvemmin tavaralajimenetelmän mukaisiin kuormatraktoreihin. Valmet Terra-metsätraktori tukkikuormassa 1960-luvun lopulla Ylitorniolla. (Unto Silvennoinen/Lusto/Metsähallituksen Kehittämisjaoston kokoelma) Metsäkoneiden kriittiset rakenneosat ja komponentit jouduttiin melko nopeasti suunnittelemaan ja optimoimaan metsäympäristön haasteellisten tarpeiden mukaan. Vaihtelevissa maastoissa ja ilmasto-olosuhteissa työskentelevä puunkorjuukone joutuu suuremmille rasituksille kuin monet muut työkoneet. Lokkeri vaijerijuontotraktori vuodelta 1969 (Metso Minerals Oy) 17

18 Sakari Monosen kehittämä Finko 50 -kuormainprosessori vuonna 1982 Lieksassa. (Lusto/Metsähallituksen Kehittämisjaoston kokoelma) 1970-luvun puolivälin energiakriisi vähensi tehokkaiden ja suurten metsäkoneiden kysyntää. Koneiden kokoon, polttoainekustannuksiin ja korjuun laatuun alettiin kiinnittää entistä suurempaa huomiota. Ympäristöystävällisyys ja vaurioton korjuujälki tulivat tärkeiksi kehitystavoitteiksi. Suurimpien koneiden myynti loppui kokonaan. Tässä kehityspolun vaiheessa alkoi pienempien puunkorjuukoneiden kehitys. Monet pienimmistä, esimerkiksi Makeri-harvesteri, hävisivät kuitenkin epätaloudellisena markkinoilta. Niiden ongelmana oli, ja on edelleen, alhainen tuottavuus suhteessa kustannuksiin. Pohjois-Amerikassa käytetystä kokorunkomenetelmästä luopuminen ja siirtyminen kokonaan tavaralajimenetelmään myös Ruotsissa selkeytti kehitystyön painopistealueita. Pohjoismaissa keskityttiin 1970-luvun alussa kaatokoneiden ja prosessorien sekä hieman myöhemmin myös harvesterien kehitystyöhön. Ruotsalaiset kaksiote-harvesterit kehittyivät hyvän prosessoriosaamisen pohjalta niin tehokkaiksi ja toimiviksi, että niiden menestys jarrutti uuden sukupolven yksiote-harvesterien tuloa markkinoille. Yksioteharvesterien pioneerimerkit olivat Sakari Monosen neljällä vetorullalla varustettu Finko Suomessa ja Jan Erikssonin kaksirullainen Skogsjan Ruotsissa. Tässä vaiheessa suomalaiset metsäkonevalmistajat vahvistivat asemiaan Pohjolassa ja tavaralajimenetelmän koneiden osalta koko maailmassa. Tähän vaikuttivat erityisesti Rauma-Repolan lukuisat metsäkonealan yritysostot ja 1990-luvuilla monitoimikoneet ja niiden tietojärjestelmät vakiintuivat metsätalouden työvälineiksi. Samalla kehitysjaksolla voimistui laaja julkinen keskustelu metsien ympäristöarvoista ja luonnonsuojelusta. Metsien moniarvoisuutta ja metsien ekologisesti, sosiaalisesti ja taloudellisesti kestävää käyttöä alettiin korostaa entistä enemmän. Puunkorjuu on muuttunut viiden vuosikymmenen koneellistamisjakson aikana täydellisesti. Korjuumenetelmien ja -koneiden kehityksen myötä korjuun tuottavuus on moninkertaistunut. Samalla työturvallisuus, ergonomia ja korjuun laatu ovat kaikilla mittareilla mitattuna kehittyneet aivan uudelle tasolle. Ympäristön huomiointi on integroitunut luonnollisella tavalla osaksi jokapäiväistä puunkorjuuta. 18

19 Hakkuutekniikat (Metsätehon tuloskalvosarja 13a/2009) Työn tuottavuus Hakattua kuutiometriä kohti, m3/henkilötyövuosi m Hakkuun koneellistamisaste, % Tuottavuuskehitys on hidastunut 2000-luvun alusta. Koneilla joudutaan menemään entistä vaikeampiin oloihin, joten tuottavuus ei merkittävästi kasva, vaikka koneet tehostuvat aina uuden mallin myötä. (Metla) Tuottavuus hakkuun ja metsäkuljetuksen työntekijää kohti Tuottavuus metsätalouden työntekijää ja yrittäjää kohti Hakkuun koneellistamisaste, %

20 2 Avaintuotteet ja arvoketjut Harvesteri ja kuormatraktori ovat tavaralajimenetelmän puunkorjuun avaintuotteita, joiden teknologiaa hyödyntämällä on rakennettu monia muita erityiseen käyttötarkoitukseen suunniteltuja metsäkoneita. Pohjoismaisessa tavaralajimenetelmässä on vakiintunut käyttöön kahden koneen korjuuketju. Se muodostuu hakkuukoneesta ja lähikuljetuskoneesta. Hakkuukone on yksiote-harvesteri, jolla puu kaadetaan, karsitaan, mitataan, katkotaan ja kasataan puutavaralajeittain ajouran varteen. Lähikuljetuskone on kuusi tai kahdeksanpyöräinen kuormatraktori, jolla puut kuljetetaan metsäautotien varteen lajiteltuihin kasoihin. Runko-ohjattu 6- tai 8-pyöräinen kuormatraktori osoittautui nopeasti markkinoille tultuaan kilpailukykyisimmäksi lähikuljetuskonevaihtoehdoksi. Vaikka kuormatraktorin peruskonsepti on pysynyt melko samanlaisena koko tähänastisen kehityspolkunsa ajan, sen teknologiakehitys on ollut huima. Merkittävin kehitys liittyy koneen käytettävyyteen, toimintavarmuuteen ja tuottavuuteen. Yksioteharvesteri on osoittautunut hakkuun koneellistamisessa monien vaiheiden jälkeen kilpailukykyisimmäksi vaihtoehdoksi. Se on monitoimikone, jossa hyödynnetään useita uusia teknologian osa-alueita. Siinä on mm. tietojärjestelmä, joka välittää mobiilin verkon kautta koneen kuljettajalle työkohteen korjuukartan ja ostajan tilauksen mukaiset korjuuohjeet sisältäen katkonnan puutavaralaji- ja toimituspaikkatiedot. Satelliittinavigointijärjestelmän avulla kuljettaja saa tarvittaessa tiedon koneiden paikasta leimikolla. Työkohteen karttaan on merkitty myös esimerkiksi erityisen arvokkaat luontokohteet, jotka jätetään hakkaamatta. Korjuutiedot tehdystä työstä siirtyvät tietokoneelta suoraan puunhankkijan tietojärjestelmään. Hakkuukoneessa on myös monia muita kuljettajan työskentelyä helpottavia järjestelmiä. Tavaralajimenetelmän harvesteri edustaa monien huipputeknisten ratkaisujensa osalta työkoneiden aatelia. Hakkuukone ja kuormatraktori ovat avaintuotteita, joiden teknologiaa hyödyntämällä on rakennettu monia muita tiettyyn käyttötarkoitukseen suunniteltuja metsäkoneita. Tällaisia ovat esimerkiksi metsän uudistukseen ja heikosti kantaville maille kehitetyt erikoiskoneet sekä uutena alueena energiapuun korjuukoneet. Uusiutuvan energian käyttö kasvaa EU:n poliittisten päätösten myötä merkittävästi useissa Euroopan maissa. Sama kehityssuunta näkyy monissa muissakin teollisuusmaissa. Energiapuun korjuumäärien kasvu mahdollistaa entistä suuremmat panostukset korjuun kehittämiseen. Tavoitteena on uusien korjuumenetelmien ja avaintuotteiden avulla nostaa korjuun kustannustehokkuutta ja siten lisätä puupolttoaineiden kilpailukykyä. Kehitystyön haasteena on energiapuuna käytettävien pieniläpimittaisten runkopuiden, oksien ja latvusten korjuun alhainen tuottavuus suhteessa kustannuksiin. 20

21 Tavaralajimenetelmän kahden koneen arvoketju. (Ponsse Oyj). Vakiintuneet puunkorjuun arvoketjut ovat muotoutuneet monien vaiheiden jälkeen hyvin samantyyppisiksi. Alkuvaiheiden lukuisista toimintamalleista on siirrytty tai ollaan siirtymässä yhteistyötä aidosti hyödyntäviin verkostomalleihin. Keskeisimmät arvoverkoston osa-tekijät ovat: Koneiden ja menetelmien kehitykseen, markkinointiin ja käyttöön liittyvät konevalmistajien, jakeluorganisaatioiden, asiakkaiden, koulutusorganisaatioiden, urakanantajien ja muiden alan kansallisten ja kansainvälisten osaajien verkostot Koneiden valmistukseen liittyvä valmistajan ja ulkopuolisten palvelun- ja tavarantoimittajien verkosto sekä tavaroiden kuljetuksista vastaavat organisaatiot Puunkorjuuliiketoimintaan liittyvät tahot ja toiminnot: - Puutavaran kuljetus- ja hankintaorganisaatioiden toimenpiteet - Puunjalostustuotteiden kulutusmäärien ja hintojen vaihtelu - Yhtiöiden omistajien ja muiden intressiryhmien (esim. rahoittajat) toimenpiteet - Kilpailijoiden toimenpiteet - Lainsäädännön ja muiden kansallisten ja kansainvälisten määräysten muutokset - Julkinen mielipide ja yhteiskunnalliset toimijat Kansalliset ja kansainväliset kehityshankkeet, turvallisuus-/ ergonomiasäädösten valmistelu Kansainväliset yhteisöt; EU-lainsäädäntö/rahoitus, standardisointi ja sertifiointi organisaatiot 21

22 3 Kehitystä eteenpäin vieneet erityispiirteet Jo varhain kansainvälistyneen puunjalostusteollisuuden vahva sidonnaisuus metsävarojen kestävään hyödyntämiseen, innovatiiviset ihmiset ja riskirahoituksen saatavuus ovat vaikuttaneet siihen, että Suomeen on syntynyt maailman huippua edustavaa metsäkoneosaamista ja -teollisuutta. Suomeen muodostui vahva metsäkoneita valmistava teollisuus monien tekijöiden ja erityispiirteiden yhteisvaikutuksesta. Tärkeimmät niistä ovat olleet koko kansantalouden vahva sidonnaisuus metsäteollisuuteen, innovatiiviset kehitystyöstä innostuneet henkilöt, puunjalostusteollisuustuotteiden kysynnän kasvu ja metsätyövoiman väheneminen. Välillisinä taustavaikuttajina ovat toimineet myös monet muut yksittäiset tekijät; mm. kansallinen kehitys-, investointi- ja vientitoiminnan rahoitustuki ja erityisesti riskirahoituksen saantimahdollisuus, koneiden rakenteeseen ja käyttöön liittyvät viranomaismääräykset, konetarvetta lisänneet suurimittaiset myrskytuhot sekä monet korjuun rationalisointitoimenpiteet, kuten puun mittausjärjestelmien uudistaminen. Suomeen syntyi viime vuosisadalla historiallisista syistä vahva konepajateollisuus. Sen pohjalta kehittyi korkeatasoinen liikkuvien työkoneiden teknologiaosaaminen. Erityispiirteenä metsätyökoneiden kehitystyössä ja markkinoinnissa on ollut jo varhain ympäristöarvojen, ergonomiatekijöiden sekä muotoilun huomioiminen ja kokonaisvaltainen hyödyntäminen liiketoiminnassa. Kehitykseen ovat vaikuttaneet lisäksi mm. yritysten omistusjärjestelyt ja kansainvälisen kilpailun ja yhteistyön kautta saadut vaikutteet. Vahva metsäteollisuus tarpeiden määrittäjänä Puunkorjuukoneita on kehitetty kotimarkkinoiden kasvaviin tarpeisiin yhteisvoimin puunkorjuun asiantuntijoiden, koneenkäyttäjien, valmistajien ja muiden alan osaajien kanssa. Myös monet kehitysorganisaatiot, esimerkiksi Metsähallituksen kehitysjaos ja Metsäteho, ovat olleet vahvasti mukana tuotteiden ja menetelmien kehityksessä. Eteenpäin ajavana voimana on toiminut teollisuuden puunkorjuulle asettamat taloudelliset, määrälliset ja laadulliset tarpeet. Vahvimmat alan kilpailijat kehityspolun eri vaiheissa ovat tulleet Pohjois-Amerikasta ja Ruotsista. Kun tavaralajimenetelmän mukainen korjuu vakiintui Suomessa ja Ruotsissa, on kilpailu tämän korjuumenetelmän koneiden kehityksestä käyty näiden naapurimaiden kesken. Koska Ruotsin taloudellinen tilanne oli sotien jälkeen huomattavasti Suomea parempi, puunkorjuun koneistaminen käynnistyi siellä paljon nopeammin. Metsäyhtiöt ovat Ruotsissa suuria metsänomistajia. Siellä korjuu koneellistettiin pitkään yhtiöiden omilla koneilla. Suomessa yksityismetsien omistus on jakautunut paljon laajemmalle ryhmälle. Täällä metsäyhtiöiden konekorjuu on toteutettu jo varhain urakoitsijoiden toimesta. Yhtiöiden erilainen metsänomistusrakenne on vaikuttanut myös siihen, että puun hinnoittelu ja korjuun taloudellisuusvaatimukset muodostuivat 22