Kuormainvaakamittaus uudistuu Timo Melkas Metsäteho Oy Metsätehon tuloskalvosarja 11/2009
Kalvosarjan sisältö MMM:n asetus kuormainvaa an käytöstä puutavaran mittauksessa ja erien erillään pidossa Menetelmän käyttöalue ja hyödyt Kuormainvaa an käyttö kuutioinnissa Muuntotaulukot & aluejako Kuormainvaa an käyttö osana tehdasmittausta (erien erillään pito) Kuormainvaakamittaus työmittauksessa Kuormainvaakojen tarkkuus Punnitustarkkuuden seuranta Kuormainvaa an kalibrointi ja säätö Kalibroinnissa käytettävät testipunnukset Kuormainvaakojen tiedonsiirto Yleisimmät käytössä olevat kuormainvaa at 2
Kuormainvaakamittaus Maa- ja metsätalousministeriön uusi asetus (dnro 2593/01/2008) kuormainvaa an käytöstä puutavaran mittauksessa ja erien erillään pidossa astui voimaan 1.1.2009 alkaen METINFO (http://www.metla.fi/metinfo/tietopaketit/mittaus/) Asetus korvaa seuraavat mittausmenetelmäohjeet: Maa- ja metsätalousministeriön määräys nro 47/99, Kuormainvaakamittaus (dnro 967/66/99) sekä vuodesta 2003 alkaen koekäytössä olleen kuormainvaakamittaus II menetelmän täydentävine liitteineen Epec 3
Menetelmän käyttöalue Menetelmä on tarkoitettu puutavaran tuoremassan ja kuorellisen kiintotilavuuden määrittämiseen. Mittausmenetelmää voidaan käyttää sekä työ- että luovutusmittauksessa. Mittauserällä tarkoitetaan työ- tai luovutusmittauksen kohteena olevaa puutavaralajierää. Menetelmässä punnitaan mittauserän tuoremassa. Tuoremassa muunnetaan tilavuudeksi puutavaralajikohtaisen tuoretiheysluvun (kg/m 3 ) perusteella Menetelmän hyväksyttävä tarkkuus on ± 4 %. 4
Menetelmän käyttöalue Menetelmää voidaan käyttää luovutusmittauksessa kahta ajoneuvokuormaa (noin 110 m 3 ) pienemmille puutavaralajierille ja suurempien puutavaralajierien loppuosille, kooltaan alle kaksi ajoneuvokuormaa, elleivät kaupan osapuolet ole muuta sopineet. Työmittauksessa ei tällaisia rajoja ole. Menetelmää käytettäessä mittauserä ei ole enää mittaustapahtuman jälkeen yksilöitävissä tämä on selvitettävä asianosaisille kirjallisesti tai muuten todistettavasti ennen mittauksen aloittamista Käytettäessä mittausmenetelmää asianomaisten tulee sopia, että puutavara voidaan viedä pois mittauspaikalta ennen mittaustuloksen tuloa lopulliseksi. 5
Kuormainvaakamittauksen edut www.metsateho.fi Pienten käteis- ja hankintakauppaerien mittaus nopeutuu ja tarkentuu Erien erillään pidossa voidaan luopua manuaalisesta merkinnästä (väriliidut / välipuut) parantaa työturvallisuutta Samaan kuormaan voidaan kuormata useampaa eri puutavaraerää / puutavaralajierää yhdeltä varastopaikalta voidaan ottaa kyytiin useampaa eri puutavaralajia vähentää ajokertoja yhdelle varastopaikalle Logistiikka yksinkertaistuu tienvarsivarasto tyhjäksi yhdellä kertaa Nopeuttaa loppumitan (tilityksen) tekoa metsänomistajalle Mahdollistaa integroidun puunkorjuun hyödyntämisen tehokkaammin Mahdollistaa puukaupassa erien erillään pidon joustavasti useamman metsänomistajan puut voidaan mitata tehtaalla samassa kuormassa ja osittaa tehtaalla mitattu kuorman tilavuus kuormainvaa alla punnittujen kilojen suhteessa kullekin metsänomistajalle 6
Kuormainvaakamittauksen vaiheet 1. Punnitus 2. Tuoretiheysluvun määritys 3. Tilavuuden laskenta 4. Puutavaran laadun määritys 7
Punnitus Mittauserän punnitus tehdään puutavaran punnitukseen soveltuvilla mittausvälineillä ja laitteilla erän kuormauksen tai purkamisen yhteydessä. Punnitus tehdään taakoittain ja puutavaralajeittain, jonka jälkeen tuoremassat summataan ja tallennetaan mittauserittäin. Mittauserän massa ilmoitetaan 1 kg:n tarkkuudella. Lunta ja jäätä ei vähennetä punnitustuloksesta. Punnitusta aloitettaessa työn suorittajan tulee varmistua, että kyseessä on uusi mittauserä ja että mittalaite on nollattu. 8
Tuoretiheysluvun määritys Tuoretiheysluku voidaan määrittää joko a) käyttäen kyseessä olevan puutavaralajin maa- ja metsätalousministeriön vahvistamia, metsikön sijainnin mukaisia alueellisia tuoretiheystaulukoita, tai b) käyttäen näyte-erien perusteella määritettyjä alueellisia puutavaran tuoretiheyslukuja, joiden käytöstä osapuolet ovat sopineet. Tuoretiheyslukujen laskennassa on mitattava riittävästi näyte-eriä siten, että puun tuoreuden ja vuoden aikojen välinen vaihtelu tulee otetuksi huomioon. Tuoretiheyslukuun perustuvaa tilavuuden määritystä ei voida tehdä silloin, kun 1) puutavaralajierä on poikkeuksellisen kuiva tai 2) puutavaralajierä on poikkeuksellisen luminen ja jäinen. 9
Alueelliset tuoretiheysluvut Alueellisissa tuoretiheystaulukoissa tuoretiheydet on esitetty alueittain, kuukausittain ja kuivuusasteittain (tuore, puolikuiva). Jos mittauserää on varastoitu sovitusti kesäaikaan (1.5.- 30.9.) yli kuusi viikkoa, on käytettävä puolikuivan puutavaran tuoretiheystaulukoita. Esimerkki tuoretiheystaulukosta: Tuoreen mäntykuitupuun tuoretiheys, kg/m 3, kuukausittain ja alueittain. 10
Alueelliset tuoretiheysluvut Kesäaikaan (1.5.- 30.9.) metsäkuljetuksessa punnitun tuoreen puutavaran tuoretiheyslukuun lisätään korjuun ja varastoinnin aikana puutavaran kuivumisesta johtuva alla olevan taulukon mukainen luku (kg/m 3 ): Mänty Kuusi Koivu Kuitu 20 15 10 Tukki 12 8 10 Mikäli punnitus tehdään kuormainvaa alla kaukokuljetuksen yhteydessä, yllämainittuja lisäyksiä ei tehdä. Kuva 1. Tuoretiheystaulukoiden aluejako (Metla) 11
Tilavuuden laskenta ja laadun määritys Mittauserän tilavuus saadaan jakamalla mittauserän massa (kg) puutavaralajin tuoretiheysluvulla (kg/m 3 ). Mittauserän kiintotilavuus ilmoitetaan kuutiometrin kymmenesosan tarkkuudella (0,1 m 3 ). Mittauserässä olevan puutavaran laatu määritetään silmävaraisesti tai maa- ja metsätalousministeriön vahvistamien laadutusmenetelmien mukaisesti. Laadultaan poikkeavat erät kuutioidaan ja laadutetaan erikseen. 12
Kuormainvaakamittauksen soveltaminen kuormaivaa an käyttö kuutioinnissa tienvarressa tai junaterminaaliin toimitettaessa kuormainvaa an käyttö osana tehdasmittausta (erien erillään pito) Erien erilläänpito (tehdasmittaus) Epec KUORMAINVAAKAMITTAUS Kuutiointi alueellisten tuoretiheyslukujen perusteella 13
Kuutiointi tienvarressa / junaterminaaliin toimitettaessa www.metsateho.fi Puutavaraerien punnitus tapahtuu puutavara-auton kuormainvaa alla kuorman lastauksen yhteydessä Punnittujen massojen perusteella muodostetaan nippukaavio Massat muunnetaan tilavuudeksi alueellisten tuoretiheyslukujen avulla 2. KUUTIOINTI 3. NIPPUKAAVION MUODOSTAMINEN 1. PUNNITUS Epec KUORMAINVAAKAMITTAUS Kuutiointi alueellisten tuoretiheyslukujen perusteella 4. KUORMAN PURKAMINEN TERMINAALISSA 5. KULJETUS TEHTAALLE 14
Kuormainvaa an käyttö osana tehdasmittausta (erien erillään pidossa) Kuormainvaakaa voidaan käyttää kuitupuuerien erillään pitoon kuljetuksessa ja perusmittauksessa tehdasmittauspaikalla. Tällöin toiminta on osa tehdasmittausta, jolloin noudatetaan siitä annettuja ohjeita. Puutavaralajien tuoremassat punnitaan kuormauksen tai purkamisen yhteydessä. Mittausyksikön tilavuus ja laatu määritetään tehdasmittauspaikalla käytössä olevilla maa- ja metsätalousministeriön vahvistamilla mittausmenetelmillä. Mittausyksikön tilavuus jaetaan mittauserille vaa alla punnittujen erien massojen suhteina. Mittausyksikkö on ajoneuvokuorma, punnitusyksikkö (= vetoauto, perävaunu tai koko yhdistelmä) tai nippu. Mittausyksikköön kuormataan tuoretiheydeltään mahdollisimman samanlaisia puutavaralajieriä. Kuormainvaakaa ei voida käyttää erien erillään pitoon seuraavissa tapauksissa: poikkeuksellisen kuivat puutavaralajierät poikkeuksellisen lumiset ja jäiset puutavaralajierät. 15
Kuormainvaakamittaus työmittauksessa Puutavaraerän punnitus tapahtuu esim. lähikuljetuksen yhteydessä kuormatraktoriin asennetulla kuormainvaa alla. Punnitus tehdään kuorman purkamisen yhteydessä tienvarressa tai varastopaikalla. Punnitut massat rekisteröidään ja muunnetaan tilavuudeksi esim. alueellisten tuoretiheyslukujen perusteella tai näyte-erien perusteella määritettyjen tuoretiheyslukujen perusteella (esim. Pohjois-Suomi) 16
Kuormainvaakamittauksen tarkkuus Kuormainvaakojen punnitustarkkuutta sekä niiden toimivuutta on selvitetty mm. Metsätehon ja Metlan toimesta tulokset on julkaistu oheisissa julkaisuissa: Metsätehon tuloskalvosarja 2006/02: Kuormainvaakojen punnitustarkkuus (päivitetty 21.3.2006). Projektiin "Kuormainvaakojen punnitustarkkuus" liittyvä tuloskalvosarja, 24 kalvoa. Samuli Hujo Heikkilä, J. 2002. Puutavara-auton kuormainvaa an käyttö pienten puutavaraerien mittauksessa. Metsäteknologian pro gradu tutkielma. Metsävarojen käytön laitos, Helsingin yliopisto. 54 s. + liitteet 2 s. Heikkilä, J., Lindblad, J., Hujo, S. & Verkasalo, E. 2004. Pienten puutavaraerien mittaus puutavaraauton kuormainvaa alla. Metsätieteen aikakauskirja 4/2004: 527 540. Kuormainvaakojen punnitustarkkuus on parantunut vuosien myötä tällä erää punnituseron keskihajonta on 3,5 %:n luokkaa verrattaessa kuomainvaa alla saatuja tuloksia siltavaa an punnitustulokseen. Tarkasteltaessa mittaeron keskihajonta eräkohtaisesti on se Heikkilän (2004) mukaan 8,9 %. 17
Punnitustarkkuuden seuranta ja kalibrointi Kuormainvaa an kalibrointi ja säätöohje määrittelee kuormainvaa an toimivuuden seurannan ja kalibroinnin periaatteet. Punnitustarkkuutta on seurattava säännöllisesti käyttöviikoittain. Kalibroinnista vastaa autoyrittäjä tai metsäkoneyrittäjä tai hänen valtuuttamansa henkilö. Kalibroinnissa on noudatettava vaakavalmistajan ohjeita ja niihin on perehdyttävä ennen vaa an käyttöön ottoa. Vertailupunnitustiedot kerätään kuormainvaakakohtaisesti ja tallennetaan joko tietojärjestelmään tai lokikirjaan. Kuormainvaa an punnitustulosta verrataan siltavaa an, muun tarkistetun punnituslaitteen tai testipunnuksen punnitustulokseen. Tulosten perusteella kuormainvaaka kalibroidaan tarvittaessa vaakavalmistajan ohjeiden mukaan. 18
Kalibroinnin periaatteet (I) 1. Kalibroinnin tavoitteena on saavuttaa seuraavassa vertailupunnituksessa oikea tulos. 2. Puutavara-auton kuormauksen tai kuormatraktorin / korjurin purun yhteydessä seurataan kuormainvaa an toimintaa ja punnitustulosten loogisuutta. Punnitustulosten on oltava harhattomia. 3. Kuormainvaa an ja vertailupunnituksen erot lasketaan kiloissa ja suhteellisina. ero ( kuormainvaaka, kg vertailupunnitus, kg) vertailupunnitus, kg (%) = 100 19
Kalibroinnin periaatteet (II) 4. Vertailupunnitustiedot, tehdyt kalibroinnit ja vaakahuollot rekisteröidään tietojärjestelmään tai lokikirjaan. Lokikirja säilytetään ajoneuvossa. Mittausosapuolilla on oikeus tutustua lokikirjaan. 5. Kuljetuksen aikana kuormaan tarttunut lumi ja jää on otettava huomioon kalibrointipäätöstä tehtäessä, mikäli punnitusvertailu tehdään kuljetuksen jälkeen. Punnituseron syy on kirjattava ylös. 6. Käytettäessä kuormainvaakaa kuormatraktorissa / korjurissa punnitus tapahtuu kuorman purun yhteydessä. Punnitustarkkuuden seuranta tehdään ensisijassa testipunnuksia käyttäen. 20
Siltavaakavertailu 1. Massan määritys kuormainvaa alla nippukaavio 2. Massan määritys tehtaan siltavaa alla (vetoauto ja perävaunnu erikseen tai kokoyhdistelmä kerralla) 3. Tulosten kirjaus lokikirjaan 4. Tulosten vertaaminen 5. Kalibrointipäätös 6. Tarvittaessa kuormainvaa an kalibrointi tehdään valmistajan ohjeiden mukaan Siltavaakavertailussa suositellaan käytettävän kokonaista ajoneuvokuormaa. 21
Kalibrointipäätös siltavaakavertailussa Vertailussa suositellaan käytettävän kokonaista ajoneuvokuormaa. Kalibrointipäätökset tehdään seuraavasti: Ero alle ± 2 %. Vaakaa ei tarvitse kalibroida. Peräkkäisissä punnitusvertailuissa varmistetaan tulosten harhattomuus. Ero yli ± 2 % (yli ± 850 kg/kuorma) samaan suuntaan kolme (3) kertaa peräkkäin. Vaaka on kalibroitava valmistajan ohjeen mukaan. Ero yli ± 4 % (yli ± 1700 kg/kuorma) samaan suuntaan kaksi (2) kertaa peräkkäin. Vaaka on kalibroitava valmistajan ohjeen mukaan. Ero yli ± 7 % (yli ± 3000 kg/kuorma). Vaaka on kalibroitava valmistajan ohjeen mukaan, jonka jälkeen vaa an toiminnasta on varmistuttava. 22
Testipunnusvertailu 1. Kuorma lastataan puolilleen puutavaraa 2. Testipunnuksen punnitseminen Testipunnusnostoja tehdään 20 kpl (esim. vuorotellen kuorman oikealle ja vasemmalle puolelle) testipunnuksen nostot tulee tehdä siten, että noston liikerata noudattaa vastaavaa liikerataa, kuin itse puutavaran punnituksessa nostojen määrä vastaa massaltaan noin puolikasta puutavaranippua 3. Tuloksen kirjaaminen lokikirjaan 4. Tuloksen vertaaminen todelliseen testipunnuksen massaan (20 x testipunnuksen todellinen massa) 5. Kalibrointi päätös 6. Tarvittaessa kuormainvaa an kalibrointi tehdään valmistajan ohjeiden mukaan 23
Kalibrointipäätös testipunnusvertailussa Punnitustoistoja testipunnuksella tehdään 20 kertaa, jonka jälkeen massat summataan yhteen. Tulosta verrataan todelliseen massaan. Ero alle ± 2 %. Kalibrointia ei tarvitse tehdä. Peräkkäisissä testipunnus- ja siltavaakavertailuissa varmistetaan tulosten harhattomuus. Ero yli ± 2 %. Testipunnusvertailu uusitaan välittömästi. Jos keskimääräinen ero on yli ± 2 %, vaaka on kalibroitava valmistajan ohjeen mukaan. Ero yli ± 7 %. Vaaka kalibroidaan välittömästi valmistajan ohjeen mukaan ja suoritetaan testipunnusvertailu uudestaan. 24
Testipunnus (I) Punnuksen massan tulee vastata mahdollisimman hyvin kyseisellä ajoneuvolla (vaa alla) keskimäärin punnittuja taakkoja. Punnuksien suositusmassat ovat: metsäkoneilla 450 kg (300-500 kg) ja puutavara-autoilla 900 kg (900-1100 kg). Hakkuutähteiden korjuussa on mahdollista käyttää myös pienempää testipunnuksen massaa, 150-200 kg. Punnuksen massa tulee olla määritetty tarkastetulla vaakalaitteistolla yhden kilon tarkkuudella. Punnuksen todellisesta massasta tulee olla sen valmistajan antama dokumentti, josta ilmenee, millä vaa alla ja milloin punnus on punnittu, mikä on punnuksen massa ja kuka on punnuksen punnituksen tehnyt. 25
Testipunnus (II) Punnuksen paino on tarkistettava yhden (1) vuoden välein kalibroidulla vaa alla 1 kg tarkkuudella. Testipunnuksen tulee vastata muodoltaan niitä taakkoja, joiden punnitukseen kuormainvaakaa käytetään. Siten testipunnuksen liikerata muistuttaa mahdollisimman paljon taakkojen punnitsemista käytännön tilanteessa. Punnuksen pituuden tulee olla vähintään 2 m, suosituspituus on 3-4 m Testipunnus voi olla esim. betonilla täytetty teräsputki, joka on hitsattu molemmista päistä umpeen. Teräsputken sijaan voi kysymykseen tulla muu muoto, esimerkiksi putken puolikas, joka on liitettävissä yhteen toisen samanlaisen moduulin kanssa. Punnuksessa tulee olla liukumisesteet (esim. harjaterästä) kouran tarttuma-alueella ja punnuksen päissä. 26
Testipunnuksen säilyttäminen Testipunnus tulee säilyttää siten, että punnus ei vaurioidu ja punnuksen massa ei muutu maahan jäätymisen, likaantumisen, lumen ja jään kertymisen tai muun syyn vuoksi. Punnuksen lisävarusteena suositellaan käytettäväksi säilytysalustaa eli kehtoa ja punnus tulee tarvittaessa suojata. Käytettäessä kuormainvaakaa kuormatraktorissa testipunnusta on hyvä kuljettaa mukana työmailla, esim. lavettiautossa Alustavia luonnoksia testipunnuksesta Piirrokset Juha Varhi 27
Punnitustarkkuuden seuranta - lokikirja Vertailupunnitustiedot kerätään kuormainvaakakohtaisesti ja tallennetaan lokikirjaan. Lokikirjaan tallennetaan seuraavat tiedot Päivämäärä ja kellonaika Tehdas / terminaali / työmaa VOT / testipunnus Punnitusyksikkö Kuormainvaaka kilot, kg Vertailupunnitus kilot, kg Ero kiloissa ja prosentteina Peräkkäisten punnitusten ero keskimäärin kiloina ja prosentteina Kalibroinnin suuruus, ajankohta ja tekijä, mikäli kalibrointiin päädytään Kuormatraktorilla vastaavat tiedot voidaan tulevaisuudessa tallentaa prl-tiedostoon 28
29
Kuormainvaakojen tiedonsiirto ja käytössä olevat tiedonsiirtotekniikat Kuormainvaakojen tiedonsiirron yhtenäistäminen tavoitteena määritellä rajapinta kuormainvaa alta ajoneuvon tietokoneelle siirrettävien tietojen osalta tiedonsiirtotapaa vaa an ja ajoneuvon tietokoneen välillä ei ole tarkoitus rajata (USB, RS, BT, radiomodeemi, ethernet, tulostus) Viestimaa Oy Krouvintie 5 90400 OULU P. 010 270 1500 30
Kuormainvaakojen tiedonsiirto puutavaraautoissa minimivaatimuksena on yhdensuuntainen tiedonsiirto yhdensuuntaisessa tiedonsiirrossa kuormainvaa alta siirretään rajapintamäärittelyn mukaiset tiedot ajoneuvotietokoneeseen rajapinta määrittelee, mitä tietoja ja missä muodossa tiedot siirretään siirtotiedostona käytetään XML-tiedostoa tiedonsiirto on mahdollista toteuttaa myös kaksisuuntaisena, jolloin suositellaan käytettäväksi kahdensuuntaiseen tiedonsiirtoon tarkoitettua rajapintaa. Edellytyksenä kuitenkin on, että kyseisellä kuormainvaakavalmistajalla on tarjottavana, myös vastaava yksisuuntainen tiedonsiirto. 31
Yksisuuntainen tiedonsiirto yksisuuntaisessa tiedon-siirrossa kuormainvaa alta ajoneuvosovellukseen lähetetään seuraavat tiedot: Tiedostotyyppi Sanoman aika Erätunniste Osanipun tunniste Osanipun massa Kourataakan tunniste Kourataakan massa Erän massa 32
Kaksisuuntainen tiedonsiirto kaksisuuntaisessa tiedonsiirrossa ajoneuvosovellukselta lähetetään kuormainvaa alle kuljetusohjelman mukainen kuorman tunnistetieto, kuormaan kuuluvien kuljetuserien numerot sekä kuljetuserään kuuluvien puutavaralajien tiedot (puutavaralajikoodi ja puutavaralajin nimi) 33
Kaksisuuntainen tiedonsiirto kaksisuuntaisessa tiedonsiirrossa kuormainvaa alta ajoneuvosovellukseeen lähetetään edellä mainittu kuljetusohjelman mukainen kuorman tunnistetieto, kuormaan kuuluvien kuljetuserien numerot sekä kuljetuserän puutavaralajitiedot (koodi ja nimi) sekä vastaavat tiedot kuin yhdensuuntaisessa tiedonsiirrossa 34
Kuormainvaakojen tiedonsiirto kuormatraktoreissa tiedonsiirto kuormatraktoreissa tehdään StanFord standardin mukaan Kuormainvaakojen/kuormatilavaakojen tiedonsiirtoon kuormatraktoreissa käytetään olemassa olevaa prl-tiedostoa punnitustiedot tallennetaan muuttujiin 443 (NUMLDATA), 445 (NUMLOADCOD), 446 (LOADCODE), 447 (LOADDATA) testipunnitustietojen tallennusta varten nykyiseen prl -tiedostoon tehdään muutoksia muutokset toteutetaan konevalmistajien toimesta 30.9.2009 mennessä 35
Markkinoilla olevat kuormainvaa at Ponsse LoadOptimizer (2001-2008), 600 kpl Epec LoadOptimizer (2008-), 40 kpl, venymäliuskaan perustuva LoadMaster 2000 (Basic, Standard, Plus, Spr), markkinoiden yleisin vaakamerkki, hydraulinen sylinteri ruotsalaisvalmisteinen TB400 vaaka, 100 kpl, hydraulinen sylinteri John Deereltä tulossa E- ja D-mallin kuormatraktoreihin venymäliuskaanturoitu riipukevaaka (9/2009) Mecanil (Intermercato) venymäliuskaan perustuva riipukevaaka, XW 50L, 20 kpl TB 400 LoadMaster 2000 Epec LoadOptimizer 36
Kuormainvaakamittauksen käyttöönotto ja siihen liittyvät dokumentit Kuormainvaa an kalibrointi- ja säätöohje (Metsäteho) määrittelee kuormainvaa an toimivuuden ja kalibroinnin seurannan periaatteet (siltavaaka / testipunnus) Kuormainvaakojen tiedonsiirron rajapinta määrittäminen Yksisuuntaisuus (suositus) Kaksisuuntaisuus Testipunnusten vaatimukset (Metsäteho) Kuormainvaakamittaukseen liittyvän koulutusmateriaalin laadinta Kuormainvaa an käyttö aines- ja energiapuun integroidussa korjuussa -oppaan laadinta Tuoretiheyslukujen päivitys (asetuksen liitteen päivittäminen, uudet taulukot käyttöön vuoden 2009 aikana). 37