Tukkiröntgendata sahapuun ohjauksessa

Transkriptio

1 Tukkiröntgendata sahapuun ohjauksessa Tapio Räsänen Metsäteho Oy FOREST BIG DATA hankkeen tulosseminaari Heureka, Vantaa

2 Kehittämistavoitteet Tavoitteena on parantaa puutuoteteollisuuden arvoketjun hallintaa tehostamalla raaka-aineen hankintaa ja käyttöä tietovarastoja hyödyntämällä. Päähuomio on sahojen raaka-aineen laadun ennustamisessa ja hallinnassa. Puun eri laatuominaisuudet ja tukin jalostusarvon paremmin huomioon ottavien katkontaperiaatteiden kehittäminen ja niiden käyttöönotto hakkuukoneiden katkontaautomatiikassa. laatumallit hakkuukoneiden katkonta-automatiikkaan pitkän ajan tavoitteena Potentiaalisia tietovarastoja ovat metsävaratiedoista muodostetut leimikon ennakkotiedot ennen ostoa kaukokartoitusaineistot + puuston kokojakauma- ja oksarajakorkeusmallit? hakkuukoneen runko- ja pölkkytiedot (hakkuukonetietovarasto) vastaanottomittauksen tiedot tukkimittari ja tukkiröntgen sahan tuotantotiedot (sahatavaran arvo)? kytkentä metsäpään tietoihin eräkohtaisesti Sahaussimulaattorin kehittäminen tukkiröntgendatan käyttö sahaussimulaattorin syötetietona

3 Forest Big Datassa tehty tutkimus 1. Metsätehon ja TimberVision Oy:n toteuttama laatutietovaraston esiselvitys sahojen tukkiröntgen- ja tukkimittaritiedon käytettävyys saatavuus, tietosisältö, yhdistäminen puunhankinnan tietoihin puun laatuominaisuuksia koskevan tietämyksen muodostus yleiset ja yrityskohtaiset laatu- ja jalostusarvoparametrit laatutietovaraston hyödyntäminen katkonnan ohjauksessa tyyppileimikkomäärittelyissä käytettävät perusteet TimberVisionin sahaussimulaattorin käyttö jalostusarvon laskennassa sahaussimulaattori osana laatutietovarastoa ja yrityskohtaisissa tarkasteluissa kohteena kolme mäntysahaa maantieteellisesti eri alueilla Merikarvia, Korkeakoski, Uimaharju 72 korjuukohdetta, sahalla mitattua tukkia koeaineisto ilman korjuukohdetietoja n tukkia 2. Metsäyhtiöiden omat hankkeet Big data lähestyminen tukkiröntgendatan analysoinnissa

4 Laatutietovaraston muodostaminen Leimikkotiedot osto ja leimikkosuunnittelu alue, hakkuutapa, kasvupaikkatiedot ym. Kuljetustiedot erien kohdentaminen hakkuutietojen laskentayksiköitä vastaaviksi Hakkuukoneen mittaustiedot (StanForD) puustoa kuvaavien tunnusten laskenta runkodatasta pölkkyjen puutavaralaji, pakkokatkaisut laskentayksikkönä lohko/tekoalue tai leimikko/kauppa Hilatasoinen kaukokartoituksen puustotieto (laserkeilaus) latvusrajakorkeuden estimaatit LAATUTIETO- VARASTO MALLIT Vastaanoton mittaustiedot tukkimittari ja -röntgen o runkotasoinen seuranta hakkuusta sahalle ei mahdollista tässä mallissa o tukkeja ei myöskään sahalla voi yhdistää rungoiksi

5 laaturajamallit

6 Tukkiröntgen- ja hakkuukoneaineistojen muuttujien väliset korrelaatiot selitettävät (= jalostusarvoa parhaiten kuvaavat muuttujat) oksaisuustunnukset (oksaindeksi / oksavolyymi / oksaisuusaste, oksaryhmäväli ) sydänpuuosuus, sydänpuuhalkaisija vuosirengasväli, (tiheys) selittäjät hakkuukonedatasta järeyttä kuvaavat tunnukset (d 1.3, keskitilavuus) puuston määrää kuvaavat tunnukset (männyn ja mäntytukin määrä) männyn osuus (valta- / sivupuulaji) puuston ikä (tukkiröntgendatasta laskettuna) tukkiosasta katkotun kuidun ja leikkojen osuus (leimikon laatu) luokittelumuuttujat alue hakkuutapa kasvupaikka tukin asema (saadaan riittävällä luotettavuudella tukkiröntgendatasta)

7 Oksaisuusindeksi Oksaisuuden vaihtelu leimikoiden välillä (sahan X mäntytukit) Keskimääräinen oksaisuuindeksi tukin aseman ja latvaläpimitan mukaan 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Tyvitukit mm Tyvitukit mm Välitukit mm Latvatukit mm Leimikko

8 FOREST BIG DATA Tulosseminaari Professori Arto Usenius

9 Puun jalostusketjujen metsästä tuotteiksi ja markkinoille optimointi Materiaalivirta Informaatiovirta Rahavirta Datan ja informaation tuottaminen, käyttö ja häviäminen sahatavaran arvoketjussa

10 Tukkien röntgenmittaus Periaatekuva tukkien geometrisesta ja röntgenmittauksesta Arto Usenius (DigiPOS)

11 Tukin röntgenmittaus Tukin röntgenmittauksen avulla havaitaan mm. Oksaryhmät ja niiden paikat Sydänpuuosuus Vuosirenkaan paksuus Arto Usenius (DigiPOS)

12 Asete-esimerkki

13 Asetteen pysyvyys

14 Oksavolyymi tukin laadun mittarina Oksavolyymi / indeksi Mitä järeämpi tukki, sitä pienempi suhteellinen oksavolyymi Tyvitukit järeämpiä ja parempilaatuisia kuin väli- ja latvatukit Läpimitta (mm)

15 Oksavolyymi (kaksi erilaista leimikkoa) Mitä järeämpi tukki, sitä pienempi suhteellinen oksavolyymi Tyvitukit järeämpiä ja parempilaatuisia kuin väli- ja latvatukit Keskiläpimitta suurempi sinisen leimikon kohdalla

16 Oksavolyymin ja muiden mittaussuureiden välisiä riippuvuuksia Leimikko Korrelaatio Leimikko Korrelaatio Leimikko Korrelaatio OKSAVOLYYMI OKSAVOLYYMI OKSAVOLYYMI LISAMALLI LISAMALLI LISAMALLI LISAMALLI LISAMALLI LISAMALLI TERVEOKSAMALLI TERVEOKSAMALLI TERVEOKSAMALLI USMALLI USMALLI USMALLI LUJUUSMALLI LUJUUSMALLI LUJUUSMALLI VUOSIRENGASVALI LATVA_HALK VUOSIRENGASVALI SYDANPUU_HALK MIN_LATVA_HALK OKSATON_ALUE_PROS LATVA_HALK KA_LAPIMITTA SYDANPUU_HALK MIN_LATVA_HALK LATVA_HALK LATVA_HALK LATVALPM_ALTA_MM LATVALPM_MM MIN_LATVA_HALK KA_LAPIMITTA LATVALPM_ALTA_MM KA_LAPIMITTA LATVALPM_MM SYDANPUU_HALK LATVA_HALK LATVA_HALK TEKN_TILAVUUS LATVALPM_MM TEKN_TILAVUUS VUOSIRENGASVALI LATVALPM_ALTA_MM TOD_L OKSATON_ALUE_PROS TIHEYS MOD_L MOD_L SYDANPUU_TIHEYS SYDANPUU_TIHEYS TOD_L TEKN_TILAVUUS TIHEYS TOD_TIL_KUORETTA MOD_L TOD_TIL_KUORETTA TIHEYS TOD_L OKSATON_ALUE_PROS SYDANPUU_TIHEYS TOD_TIL_KUORETTA KOMPOMALLI SOIKEUS SOIKEUS OKSARYHMAVALI MUTKAISUUSARVO MUTKAISUUSARVO LENKOUS KARTIOKKUUS LENKOUS SOIKEUS LENKOUS KARTIOKKUUS

17 Oksaindeksin ja muiden mittaussuureiden välisiä riippuvuuksia Kaikki leimikot Korrelaatio Kaikki leimikot Korrelaatio Kaikki leimikot Korrelaatio KNOTTINESS_INDEX_BOTTOM_ DIAMETER_MIN_WITH_BARK HEART_WOOD_MIN_DIAMETER KNOT_VOLUME_PER_TOT_VOLUME_ COL_ CONICALITY_TOTAL KNOT_INDEX_MOVING_AVERAGE DIAMETER_MIN_WITHOUT_BARK_ MAXIMUM_KNOT_CLUSTER_END_POS KNOT_INDEX_MOVING_AVERAGE_MAX DIAMETER_MIN_WITHOUT_BARK COL_ KNOTTINESS_INDEX_BOTTOM OKSAJAK KNOT_VOLUME_ KNOT_VOLUME_PER_TOT_VOLUME DIAMETER_MAX_WITHOUT_BARK MAXIMUM_KNOT_CLUSTER_START_POS SLIDING_KNOT_INDEX_AVG COL_ HEART_WOOD_MAX_DIAMETER KNOTTINESS_INDEX_TOP_ DIAMETER_MAX_WITHOUT_BARK_ MAXIMUM_KNOT_END_POS KNOT_INDEX_PER_KNOT_COUNT_ KNOTLESS_LENGTH MAXIMUM_KNOT_START_POS SLIDING_KNOT_INDEX_MAX COL_ COL_ OKSAJAK VOLUME_WITH_BARK KNOT_CLUSTER_DIST_AVG_ KNOTTINESS_INDEX_TOP VOLUME_WITH_BARK_ COREWOOD_MAX_DIAM KNOT_INDEX_PER_KNOT_COUNT COL_ COL_ LOG_POSITION_ KNOT_CLUSTER_DIST_MAX_ COL_ KNOT_CLUSTER_QUAL_AVG KNOT_VOLUME DENSITY_HEART KNOTLESS_LENGTH_ COL_ MAXIMUM_KNOT_SIZE CLEAR_SAPWOOD_LENGTH OKSAJAK KNOT_CLUSTER_DIST_DEV_ KNOT_CLUSTER_QUAL_DEV VOLUME_WITHOUT_BARK OKSAJAK QUALITY_WORST_CLUST VOLUME_WITHOUT_BARK_ KNOT_CLUSTER_DIST_DEV COL_ CONICALITY_AT_BOTTOM DENSITY_SAP KNOT_CLUSTER_LENGTH_AVG_ CONICALITY_BOTTOM KNOT_CLUSTER_DIST_AVG DIAMETER_MAX_WITH_BARK COL_ MAXIMUM_KNOT_CLUSTER_KNOT_SIZE COL_ KNOT_CLUSTER_LENGTH_AVG OKSAJAK DIAMETER_MAX_WITH_BARK_ KNOT_CLUSTER_DIST_MAX COREWOOD_MIN_DIAM DIAMETER_MIN_WITH_BARK_ COL_ OKSAJAK

18 Kiitoksemme hyvästä yhteistyöstä Metsätehon, Metsä Wood:n, Stora Enso Wood Products:n ja UPM Timber:n kanssa