METSATEHO... ' 1 ~ ~.. ~ ' 1.. : 12/1994 PUUNKORJUUN KUSTANNUSTEN JAKAMINEN PUUTAVARALAJEILLE e Teppo Oijala Jari Terävä Metsätehossa on valmistunut metsäkoneiden ajanmenekkitutkimuksiin sekä PMP- ja VMI 8 -aineistoihin perustuva laskentamalli puutavaran koneellisen hakkuun ja metsäkuljetuksen kustannusten jakamiseksi eri puutavaralajeille. Malli jakaa kustannukset aiheuttamisperiaatteen mukaisesti. Kunkin puutavaralajin kustannukset määräytyvät sen korjuun vaatiman ajanmenekin ja korjatun puumäärän perusteella. Mallissa koneellisen hakkuun kustannustenjakaminen poikkeaa aikaisemmista siten, että laskennan kohteena oleva leimikko kuvataan runkolukusarjoina. Puu- tai runkolajeittaiset runkolukusarjat ilmoitetaan todellisina hakkuukoneen mittalaitteelta saatuina tai ennustetaan runkojen keskijäreyteen perustuvalla runkojen kokojakaumamallilla. Puutavaramäärät ja ajanmenekit lasketaan rungonkokoluokittain, jolloin jaon tarkkuus paranee. Jaettavat kustannukset voidaan mallissa ilmoittaajoko keskimääräisenä korjuumaksuna tai erikseen hakkuulleja kuljetukselle. Hakkuun kustannukset voidaan tarvittaessa ilmoittaa myös puulajeittain tai erikseen havu- ja lehtipuille. Kuljetuksen kustannukset voidaan keskimääräisen maksun lisäksi ilmoittaa erikseen tukeille ja kuitupuutavaralajeille. Malli on toteutettu Excel-, Lotus 1-2-3- ja Symphony -taulukkolaskentaohjelmistoilla. ~ METSÄTEOLLISUUS
JOHDANTO Puunko:rjuun kustannusten tarkka kohdistaminen eri puutavaralajeille on tärkeää sekä yritysten välisissä puutavaranvaihdoissa että yrityksen sisällä eri puunjalostusmuotojen kustannuksia selvitettäessä. Metsäteho julkaisi vuonna 1989 menetelmän koneellisen hakkuun kustannusten jakamiseksi eri puutavaralaj eille. Kustannustenjako perustui siinä hakkuukoneen aj anmenekkij akaumaan valmistettaessa kuitupuu- ja tukkirunkoja. Laskennassa käytettiin leimikon keskimääräisiä runkolajeittaisia rungonkokoja ja ajanmenekkijakaumia. Menetelmän tarvitsemia ajanmenekkijakaumia tarkastettiin vuonna 1991. (Metsätehon monisteet 24.10.1989 ja 31.5.1991) Keväällä 1992 Metsäteho sai toimeksiannon, jonka tavoitteena oli tuottaa viimeisimpiin tutkimustietoihin perustuva laskentamalli koneellisen hakkuun kustannusten jakamiseksi eri puutavaralajeille. Lisäksi mallin rakenteen haluttiin olevan sellainen, että se huomioi entistä paremmin leimikkokohtaiset katkootaohjeet ja että se pystyy hyödyntämään hakkuukoneen tuottamat mittaustiedot. Mallin prototyyppi valmistui kesällä 1992, minkä jälkeen se annettiin eräiden Metsätehon jäsenyritysten testattavaksi. Saatujen kokemusten perusteella malli viimeisteltiin vuoden 1993 kesällä. Vuoden 1993 aikana valmistui malli myös metsäkuljetuksen kustannusten jakamiseksi puutavaralajeille. Tarve metsäkuljetuksen kustannustenjakamiseen on syntynyt, kun on siirrytty yhä suuremmassa määrin puutavaralajeille yhteiseen kuljetusmaksuun. Lisäksi koneellisen hakkuuoja metsäkuljetuksen kustannusten jakamiset on yhdistetty, jolloin tuloksena on malli, jolla puunkorjuun kustannukset voidaan kohdistaa eri puutavaralajeille. Malli on toteutettu Excel-, Lotus 1-2-3- ja Symphony -taulukkolaskentaohjelmistoilla. LÄHDEAINEISTOT Kaikki kustannusten jakamisessa käytettävät ajanmenekkitiedot perustuvat Metsätehon vuosina 1991-1992 tekemän metsäkoneiden tuotostutkimuksen Etelä-Suomen tuloksiin (Metsätehon tiedotus 410). Puulajien rinnankorkeusläpimittaluokittaiset järeydet pohjautuvat em. tutkimuksen runkojen järeyksiin. Niitä on lisäksi tarkennettu VMI 8:nja vuoden 1990 Etelä-Suomen PMP-aineiston koepuutiedoilla. 2 Vuoden 1990 PMP-aineiston koepuutietoja on käytetty lisäksi määritettäessä kuitupuurunkojen osuutta läpimittaluokittain. Arviota kuitupuurunkojen osuudesta tarvitaan silloin, kun laskennan lähtötiedot annetaan puulajeittain. Puu- tai runkolajeittaiset runkolukusa:rjat ennustetaan todellisten tietojen puuttuessa Weibull-kertymäfu'?-ktion avulla. Tarkempia tietoja Weibullfunktwn käytöstä runkolukusarjan ennustamisessa löytyy mm. julkaisusta Metsän tilaa ja muutoksia kuvaavia puu- ja puustotunnusmalleja (Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 398). KONEELLISEN HAKKUUN KUSTANNUSTEN JAKAMINEN Periaate e Hakkuukustannukset jaetaan aiheuttamisperiaatteen mukaisesti, jolloin kunkin puutavaralajin kustannuksetmääräytyvät hakkuun vaatiman ajanmenekin ja hakatuo puumäärän perusteella. Kuitupuurunkojen kustannuksia ei tarvitse jakaa runkokohtaisesti, koska rungon vaatima ajanmenekki kohdistuu kokonaisuudessaan kuitupuutavaralajille. Tukkirunkojen hakkuukustannukset jaetaan rungon tukki- ja kuitupuuosalle siten, että karsinnan kustannuksetkohdistetaan todellisena tukilleja kuitupuulle tuotostutkimuksen mukaisten ajanmenekkien perusteella. Muiden työnvaiheiden ajanmenekit jaetaan tukki- ja kuitupuuosalle kertyvien puumäärien suhteessa. Aikaisemmista kustannusten jakomalleista poiketen eri puutavaralajien hakkuun ajanmenekit lasketaan runkolajeittainja rinnankorkeusläpimittaluokittain. Siten laskenta ottaa huomioon aiempaa tarkemmin leimikon puuston rakenteen ja vaihtelevat runkojen katkontaohjeet. Runkolajeittaisten tietojen puuttuessa tai käyttäjän halutessa ajanmenekit voidaan laskea myös puulajeittain. Leimikon todellinen runkolukusarja saadaan parhaiten hakkuukoneen mittalaitteelta. Silloin kun to~ellista runkolukusarjaa ei ole käytettävissä, se vmdaan ennustaa runko- tai puulajeittaisten keskijäreyksien perusteella laskentaan liitetyllä runkojen kokojakaumamallilla. Tarvittaessa ennustetta voidaan tarkentaa antamalla lisäksi pienimmän puun rinnankorkeusläpimitta. Kustannuksetjaetaan mallissa kuvassa 1 esitettyjen vaiheiden kautta. e
HAKATUN PUUJOUKON KUVAAMINEN -todellinen - ennustettu i/ ~ PUUTAVARALAJIKE RTVMIEN LASKEMI NEN - runkolajeittain - rungonkokoluokitt ain PUUTAVARALAJIEN HAKKUUN AJANMENEKKIEN LASKEMINEN - runkolajeittain - rungonkokoluokittain TOTEUTUNEIDEN PUUTAVARALAJIKERTVMIEN ANTAMINEN AJANMENEKKIEN OIKAISEMINEN KUSTANNUSTEN JAKAMINEN - osuus ajanmenekistä/ osuus puumäärästä Kuva 1. Koneellisen hakkuun kustannusten jakamisen vaiheet Hakatun puujoukon kuvaaminen Ajanmenekkien laskemista varten määritetään ensimmäiseksi hakkuutapa ja poistuman tiheys, runkoa/ha. Sitten hakattu puujoukko kuvataan runkotai puulajeittaisina runkolukusarjoina. Silloin kun leimikon todelliset runkolukusarjat ovat tiedossa, malliin annetaan runkojen lukumäärä rinnankorkeusläpimittaluokittain. Muulloin runko- tai puulajeittaiset runkolukusarjat voidaan ennustaa runkojen lukumäärän, keskijäreydenja pienimmän rungon rinnankorkeusläpimitan perusteella (kuva 2). Osuus rungoista. % 20 Ennustamisen tarkkuuden vaikutusta kustannusten jakamiseen testattiin 56 leimikossa. Todellisilla ja ennustetuilla runkolukusarjoilla laskettujen puutavaralajeittaisten hakkuukustannusten ero oli testileimikoissa -3 - +5 %. Puutavaralajikertymien ja ajanmenekkien laskeminen Puutavaralajikertymät lasketaan puulajeittain ja rungonkokoluokittain tukki- ja kuitupuuosan tilavuuksien perusteella. Jos laskelman lähtötiedot on annettu puulajeittain, malli ennustaa kuitupuurunkojen osuuden rungonkokoluokittain. 18 16 14 12 10 8 6 4 2 o~~~~~~~~~~~qa~~~-+~~ 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 Rinnankorkeusläpimitta. cm Toteutunut 0 Ennustettu Tavaralajikohtaisen ajanmenekin määrittäminen aloitetaan laskemalla kullekin rinnankorkeusläpimittaluokalle runkokohtainen hakkuun ajanmenekki, joka lasketaan erikseen siirtymiselle ja rungon käsittelylle. Käsittelyyn kuuluu monitoimiosan vienti puulle, puun kaato sekä rungon karsinta ja katkonta. Sitten määritetään karsinnan ja katkonnan osuus käsittelyn ajanmenekistäja kuitupuun osuus karsinta-ajasta. Karsinta- ja katkontaaika kohdistetaan puutavaralajille suoraan todellisena ajanmenekkinä. Muiden työnvaiheiden ajanmenekit jaetaan rungon tukki- ja kuitupuuosalle kertyvien puumäärien suhteessa. Kuva 2. Toteutunut ja ennustettu kuusen runkolukusarja esimerkkileimikossa 3
Ajanmenekkien oikaiseminen todellisilla puumäärillä Tässä vaiheessa malli tuottaa leimikosta laskennallisetpuutavaralaji-ja ajanmenekkijakaumat. Koska puuston rakenne, runkojen laatu ja katkontaohjeet poikkeavat toisistaan eri leimikoissa, laskennallinen puutavaralajijakauma ei yleensä vastaa tarkalleen leimikosta kertynyttä puutavaralajijakaumaa. Malliin annetaan todelliset puumäärät puutavaralajeittain, jolloin malli oikaisee ajanmenekkijakaumat vastaamaan todellisia puumääriä. Syötettävät puutavaralajit ovat mäntytukki, mäntykuitupuu, kuusitukki, kuusikuitupuu, laho kuusi, koivutukki ja lehtikuitupuu. Mahdolliset muut puutavaralajit on sijoitettavajohonkin edellä mainituista niiden järeyden perusteella. Ajanmenekkijakaumat oikaistaan kahdessa vaiheessa. Ensin oikaistaan puulajin sisällä tukki- ja kuitupuuosuuksien ajanmenekkien suhteet. Sitten suhteutetaan puulajin kokonaisajanmenekki vastaamaan todellista puumäärää. Kustannusten jakaminen Kunkin puutavaralajin yksikkökustannukset saadaan kertomalla keskimääräinen hakkuumaksu seuraavalla kertoimella: Puutavaralajin osuus ajanmenekistä Kerroin Kuljetustehtävä kuvataan määrittämällä hakkuutapa, poistuma, toteutuneet puumäärät puutavaralajeittain, ajouraväli, kuitupuun pituus ja keskimääräinen kuljetusmatka. Annettavat puutavaralajit ovat mäntytukki, mäntykuitupuu, kuusitukki kuusikuitupuu, laho kuusi, koivutukki ja lehtikuitu~ pu~. Kuitupuita käsitellään laskennassa pitkänä kmtupuuna, jos niiden pituus on yli 3.6 metriä. Lahon kuusen oletetaan kuitenkin aina olevan metsäkuljetuksessa lyhyttä havukuitupuuta. Erikoispuutavaralajit on sijoitettavajohonkin edellä mainituista puutavaralajeistajäreydenja pituuden perusteella. Puutavaralajitiheyksien ja ajanmenekkien laskeminen Metsäkuljetuksen ajanmenekkien laskennassa käytetään yhteistiheyttä erikseen järeille puutavaralajeille ja kuitupuutavaralajeille. Metsäkuljetuksen ajanmenekin laskenta koostuu kuormauksen, kuormausajon, kuormattuna- ja tyhjänäajon sekä purkamisen tehoaikojen laskennastaja niiden summan muuntamisesta käyttöajanmenekiksi. Lisäksi yhdessä kuljetettavien puutavaralajien määrän perusteella tehoaikojen summaan lisätään lajittelulisä, joka tarkoittaa useamman kuin yhden puutavaralajin yhdessä kuljettamisesta aiheutuvaa ajanmenekin lisäystä kuormauksessaja purkamisessa. Puutavaralajin osuus puumäärästä Mallin toiminnassa on otettu huomioon erilaiset hakkuumaksujen rakenteet. Maksut voidaan antaa malliin seuraavien vaihtoehtojen mukaisesti: Kaikille puulajeille yhteinen maksu Havu- ja lehtipuulle eri maksu Kaikille puulajeille eri maksu METSÄKULJETUKSEN KUSTANNUSTEN JAKAMINEN Periaate Metsäkuljetuksen kustannukset jaetaan aiheuttamisperiaatteen mukaisesti kuten koneellisessa hakkuussakin. Kunkin puutavaralajin kustannukset määräytyvät kuljetuksen vaatiman ajanmenekin ja kuljetetun puumäärän perusteella. Metsäkuljetuksen kustannukset jaetaan kuvassa 3 esitettyjen vaiheiden kautta. 4 Kuljetustehtävän kuvaaminen KUWETUSTEHTÄ V ÄN KUVAAMINEN PUUTAVARALAJITIHEYKSIEN LASKEMINEN AJANMENEKKI EN LASKEMINEN - puutavaralajeittain KUSTANNUSTEN JAKAMINEN - osuus ajanmenekistä/ osuus puumäärästä Kuva 3. Metsäkuljetuksen kustannusten jakamisen vaiheet
Kustannusten jakaminen Annettu korjuun yksikkömaksu jaetaan ensin hakkuulle ja kuljetukselle seuraavasti: Kunkin puutavaralajin yksikkökustannukset saadaan kertomalla keskimääräinen kuljetusmaksu seuraavalla kertoimella: Hakkuu a b yl a. b + X c. d Puutavaralajin osuus ajanmenekistä Kerroin Puutavaralajin osuus puumäärästä Metsäkuljetus Metsäkuljetuksen maksut voidaan antaa malliin seuraavien vaihtoehtojen mukaisesti : y1 y2 a c b d x Kaikille puutavaralaj eille yhteinen maksu Tukki- ja kuitupuutavaralajeille eri maksu YHDISTETTY MALLI c d X y2 a. b + c d =hakkuun kustannukset, mk/m 3 = metsäkuljetuksen kustannukset, mk/m 3 = hakkuukoneen käyttöaika, min = kuormatraktorin käyttöaika, min = hakkuukoneen kustannukset, mk/käyttötunti = kuormatraktorin kustannukset, mk/käyttötunti = korjuumaksu, mk/m 3 Toisessa vaiheessa hakkuun ja metsäkuljetuksen osuudet jaetaan puutavaralajeille aiemmin esitetyillä tavoilla. Lopuksi kunkin puutavaralajin hakkuun ja metsäkuljetuksen kustannukset lasketaan yhteen ko. puutavaralajin korjuun yksikkökustannuksiksi. Laho kuusi käsitellään hakkuussa kuusitukkina ja metsäkuljetuksessa lyhyenä havukuitupuuna. Puutavaran koneellisen hakkuun ja metsäkuljetuksen kustannusten jakamiset on yhdistetty samaan malliin. Kustannusten jaossa otetaan huomioon ajanmenekkien ja puumäärien lisäksi hakkuukoneen ja kuormatraktorin kustannusten erot. Mallissa on oletettu, että hakkuukoneen käyttötuntikustannukset ovat 1.5-kertaiset kuormatraktorin käyttötuntikustannuksiin verrattuna. KONEELLISEN KORJUUN KUSTANNUSTEN JAKAMINEN PUUTAVARALAJEILLE Yritys: Alue: Laatija: Leimikko: Tunnlste: Oy Yhtiö Ab Rannikko M.Metsämies Metsälä Hakkuutapa: Poistuma, m3/ha: Tiheys, r/ha: Ajouraväll, m: Kuilupuun pituus, m: Kuljetusmatka, m: Paätehakkuu 200 535 25 5.0 250 Runkolukusarjat: Laskennalliset Runkolajeittain Kertymä: Mäntytukki, m3: Mäntykuitupuu, m3: Kuusitukki, m3: Kuusikuitupuu, m3: Laho kuusi, m3: Koivutukki, m3: Lehtikuitupuu, m3: Yhteensä, m3: YKSIKKÖKUSTANNUKSET: 170.0 110.0 320.0 175.0 45.0 20.0 40.0 Runkoluku: Mänty, kpl: Kuusi, kpl: Lehtipuu, kpl: 800 1400 325 Keskijäreys: Mänty, m3 : Kuusi, m3: Lehtlpuu, m3: 0.350 0.386 0.185 880.0 Hakkuu Metsäkuljetus Yhteensä Mäntytukki, mk/m3: Mäntykuitupuu, mklm3: Kuusitukki, mklm3: Kuusikuitupuu, mk/m3: Laho kuusi, mk/m3: Koivutukki, mk/m3: Lehtikuitupuu, mklm3 : 17.96 28.13 17.55 30.08 17.55 20.35 37.14 15.71 19.27 15.71 19.27 23.79 17.67 21.91 33.67 47.40 33.26 49.35 41.34 38.02 59.05 Keskimäärin, mk/m3: 22.40 17.60 40.00 Yhdistetty mäntykuilupuu ja laho kuusi, mklm3 : 25.06 20.59 45.65 ------------------------------------------------ Kuva 4. Mallin yhdistelmälaskelma 5
PÄÄTELMIÄ Kustannustenjakomallin toimintaa on testattu kahteen otteeseen Metsätehon jäsenyrityksiltä saaduilla leimikkoaineistoilla. Mallin on todettu toimivan johdonmukaisesti. Koneellisen hakkuun kustannustenjakamisessa todellisten runkolukusarjojen käyttäminen osoittautui hankalaksi. Tällä hetkellä vain osa hakkuukoneiden mittalaitteista tulostaa runkolukusarjat. Runkolukusaijat pitäisi saada siirrettyä mittalaitteelta suoraan yrityksen jäijestelmään, jossa kustannustenjakomallia käytetään. Runkolukusarjojen syöttäminen paperitulosteelta malliin on työlästä. Toisaalta ennustemallin avulla runkolukusarja voidaan kuvata kustannusten jaon kannalta riittävän tarkasti. Metsäkuljetuksen kustannusten jakaminen on rakenteeltaan yksinkertaisempi, eikä sen käyttämisessä ilmennyt ongelmia. Yhteistiheyksien käyttäminenjäreille puutavaralajeille ja kuitupuille vastasi käyttäjien toiveita. Malliin voidaan antaa seitsemän eri puutavaralajia. Käytännössä monessa leimikossa on myös ns. erikoispuutavaralajeja kuten pikku tukkeja, parruja, pylväitä jne. Ne pitää puutavaralajien järeyden ja pituuden perusteella sijoittaa johonkin pääpuutavaralajeista. Puutavaralajikohtaiset hakkuuseen tai metsäkuljetukseen sovitut lisät on syytä jättää kustannustenjakamisesta pois ja lisätä vasta lopuksi ko. puutavaralajien kustannusten jakamisen perusteella saatuihin yksikkökustannuksiin. Silloin lisät kohdistuvat oikeille puutavaralajeille. Vastaisuudessa kustannusten jakamista voitaisiin yksinkertaistaa muuttamalla koneellisen hakkuun kustannustenjako pohjautumaan puutavaralajeittaisiin juoksumetreihin. Hakkuukoneiden mittalaitteet mittaavat puutavaralajien juoksumetrimäärät, ja puutavaralajien karsinta- ja katkontanopeudet saadaan tuotostutkimuksiin perustuen. Silloin voidaan laskea kunkin puutavaralajin katkonnan ja karsinnan kokonaisajanmenekki kohteena olevassa leimikossa. Muiden työnvaiheiden ajanmenekit laskettaisiin kuten nykyisessä kustannustenjakomallissa ja jaettaisiin suoraan kertyvien puutavaramäärien suhteessa. Asiasanat: puunkoijuu, kustannusten jakaminen Metsäteho Review 12/1994 DIVISION OF HAAVESTING COSTS ON TIMBER ASSORTMENTS In this project a calculation model was made, which can he used to divide harvesting costs according to origin on timber assortments. Key words: timber harvesting, cost division METSÄTEHO 111 Postios: Pl194, 00131 HELSINKI ISSN 1235-483X- Helsinki 1994 Poinovolmiste Kotuos: Unioninkatu 17, 00130 HELSINKI Foksi: (90) 659 202 Puhelin: (90) 132 521