Tvåmaskinsystem Avverkning Lastning Transport Lossning Direktlastningens potential: ingen tidsåtgång för lastning (ca 30 % i tvåmaskinsystemet) Slutavverkningsdrivare Avverkning Transport Lossning Risk vid direktlastning: Drivaren: Stor andel transport och lossning påverkar prestationen negativt och minskar konkurrenskraften. Skyttelsystem 1 Avverkning Transport Lossning Väntetid Väntetid Väntetid lossning Extra transporttid Skyttelsystemen: Om tiden för transport och lossning är längre än tiden för avverkning hamnar väntetiden hos avverkningsenheten, vilket innebär prestationsförluster. Skyttelsystem 2 Avverkning Transport Lossning Väntetid Extra Väntetid Väntetid transporttid lossning Tidsåtgång (h/m3fub) Tidsåtgång i de olika systemen vid medelstammen 0,4 m3 fub och 300 m transportavstånd. Tidsåtgången är betydligt kortare hos direktlastningssystemen, då lastningstiden bortrationaliserats. Systemen belastas dock av en hög systemkostnad jämfört med skördare och skotare, vilket begränsar konkurrenskraften. Resultat FRÅN SKOGFORSK NR. 18 2012 Direktlastande system – en utvärdering Ett sätt att effektivisera drivningen är direktlastning. Att virket läggs direkt i lastutrymmet i stället för att mellanlagras på marken sparar tid och energi. På senare tid har två system för direktlastning testats och utvärderats: en slutavverkningsvariant av drivaren (Fiberdrive 1750) samt skyttelsystemet Besten med virkeskurir, här kallat Skyttelsystem 1. I samband med test av skyttelsystemet testades även ett system där en skördare direktlastade kurirerna. Syftet var att simulera ett system där skördaren i stället bemannas och åtföljs av två autonoma skyttlar. Detta system kallas i analysen för Skyttelsystem 2. I detta Resultat redovisas resultat från tester och praktisk drift för dessa direktlastningssystem. Dessutom sammanfattas för- och nackdelar samt potentialerna i direktlastningssystemen jämfört med det traditionella tvåmaskinsystemet bland annat utifrån förarnas synpunkter. Demonstration FoU-start Implementerat Isabelle Bergkvist [email protected] Tel 018-18 85 95 "Skyttelsystemet har stor potential att konkurrera i framtiden förutsatt att kostnaderna i systemet sänks, genom t.ex. automation. Men drivarsystemet är "en lågt hängande frukt", som förmodligen kan konkurrera med tvåmaskinsystemen redan idag." DIREKTLASTANDE SYSTEM - några nyckeltal baserade på studier och praktisk drift. Tvåmaskinsystem Tvåmaskinsystem Tvåmaskinsystem Systemkostnad: skördare 1200 kr/h, skotareskördare 900 kr/h1200 Systemkostnad: skördare 1200 kr/h, skotare 900 kr/h Systemkostnad: kr/h, skotare 900 kr/h TU (Teknisk utnyttjandegrad): skördareutnyttjandegrad): 85 %, skotare TU 90 % (Teknisk utnyttjandegrad): 85 %, skotare 90 % TU (Teknisk skördare 85 %, skotare 90skördare % Lastkapacitet: 20 m3fub Lastkapacitet: 20 m3fub Lastkapacitet: 20 m3fub 3fub) Drivningskostnad i klenDrivningskostnad skog (kr/m3fub) i klenDrivningskostnad skog (kr/m3Drivningskostnad fub) i klen skog i(kr/m grov Drivningskostnad skog (kr/m3fub) i grovDrivningskostnad skog (kr/m3fub) i grov skog (kr/m Skyttelsystem 1 Skyttelsystem 2 Skyttelsystem 1 Skyttelsystem 2 Tvåmaskinsystem Tvåmaskinsystem e 200 Tvåmaskinsystem e ngsdrivar Slutavverkni 100 Skyttelsystem 1 Skyttelsystem 2 ngsdrivare ngsdrivar Slutavverkni Slutavverkni Komment 300 400100 500200 600300 700400100 500200 600 100 300 700 200 400 300 500 400 600 100 500 700 200 600300 700400100 500200 600300 700400 500 6 Transportavstånd (meter) Transportavstånd (meter) Transportavstånd Transportavstånd (meter) (meter) Transportavstånd (meter) Transportavstånd (meter) Arbetskraftsutnyttjande (m fub/dagsverke) 3fub) 3fub) Produktion (m3fub/dagsverke) Produktion (m3fub/dagsverke) Produktion (m3fub/dagsverke) (l/m Bränsleförbrukning Bränsleförbrukning (l/mBränsleförbrukning (l/m3fub) 200 200 3 200 150 150 150 100 100 100 50 50 50 0 Klen skog 0 Grov Klen skog skog 0 Grov Klenskog skog 100 200 skog 300 Grov 400 100 500200 600300 700400100 500200 600300 700400 500 6 Transportavstånd (meter) Transportavstånd (meter) Transportavstånd (meter) Skyttelsystem Skyttelsystem 1 1Skyttelsystem 1 Skytt Bemannade kurirer och fjärrstyrd avverkningsenhet. Bemannade kurirer och fjärrstyrd avverkningsenhe Konceptu Bemannade kurirer och fjärrstyrd avverkningsenhet. och fjärrs Systemkostnad: 2100 kr/h Systemkostnad: 2100 kr/h Systemkostnad: 2 100 kr/h TU: 75 % TU: 75 % Lastkapacitet: 16 m3fub Lastkapacitet: 16 m3fub Relativ avverkningsprestation*: 130 % TU: 75 % Lastkapacitet: 16 m3fub Relativ avverkningsprestation*: 130 % Relativ avverkningstid*: 130 % *) i jämförelse med skördarens medelvärde. Momenttiderna har jämförts och de olika systemen har belastats med en längre relativ avverkningstid jämfört med skördaren då skillnaderna varit systembundna. Skyttelsystem 1 hade under studierna stora problem med positionering av skyttlarna samt med upparbetningen vilket förklarar 30 % ökad avverkningstid jämfört med skördaren. Skyttelsystem 2 har en rel. avverkningstid på 100 % eftersom en konventionell skördare används. Eventuellt borde avverkningen hämmas av direktlastningen, men å andra sidan bör framtida autonoma skyttlar "känna av" var avverkningsaggregatet befinner sig och därför positionera sig bättre. Systemkost TU: 75 % Lastkapacit Relativ avve Slutavverkningsdrivare Slutavverkningsdrivare Systemkostnad: 1200 kr/h TU: 83 % Systemkostnad: Lastkapacitet: 19 1200 m3fubkr/h TU: 83 avverkningsprestation*: % Relativ 113 % Lastkapacitet: 19 m3fub Relativ avverkningstid*: 113 % Teknisk utveckling Förväntad effekt Fiberdrive 1750 är utrustad med 10 hjul, band Teknisk utveckling Lägre marktryckeffekt (konstant marktryck på alla Förväntad och individuell dämpning (pendelarmar). Fiberdrive 1750 är utrustad med 10 hjul, band ochtill individuell dämpning (pendelarmar). Kommentarer diagrammen hjulen). Bättre vibrationsdämpning och därmed även bättre (konstant arbetsmiljö, samt möjlighet Lägre marktryck marktryck på alla till högreBättre framryckningshastighet. hjulen). vibrationsdämpning och därmed även bättre arbetsmiljö, samt möjlighet Större och variabelt lastutrymme. Effektivare terrängtransport av virke, bättre till högre framryckningshastighet. möjlighet att sortera lasset. och skyttelsystem. Systemanalyserna bygger på tidsåtgång från studier och uppföljning avpå drivare Större och variabelt lastutrymme. Effektivare terrängtransport av virke, bättre Snabbkoppling för aggregatsbyte mellan Effektivare avverkning, effektivare lossning, möjlighet att sortera på lasset. Drivning med tvåmaskinsystemet är tidsatt utifrån samt skogsföretagens egna uppföljningar. konventionellt avverkningsaggregat och tidigare studier lägre bränsleförbrukning i och med att det skotargrip. tunga skördaraggregatet (ca 1 ton)lossning, inte ”följer Snabbkoppling för aggregatsbyte mellan Effektivare avverkning, effektivare Detta är lönsamt på en Drivare om bytet med”bränsleförbrukning vid lossning av virket konventionellt avverkningsaggregat ochstuderats men lägre i och med att deten test där en skördare Tidsåtgången med autonoma skyttlar har aldrig tiden kunde ändå skattas utifrån genomförs på mindre än 5 min. Snabbfästet på skotargrip. tunga skördaraggregatet (ca 1 ton) inte ”följer direktlastade två skotare, samt beräkningar av tiden för olika arbetsmoment jämfört med tvåmaskinsystem. Fiberdrive möjliggör ett byte på 10–20 sekunder. Detta är lönsamt på en Drivare om bytet med” vid lossning av virket genomförs på mindre än 5 min. Snabbfästet på Höj och sänkbar hytt förenklar lossningen och underlättar vid Systemkostnaderna bestårett avbyte uppskattade kostnader Detta för kapital, löner och bränsleförbrukning. Kostnaden för Fiberdrive möjliggör på 10–20 sekunder. flytt av maskin mellan avverkningstrakter skyttelsystemen antas vara samma som kostnaden för skördare och skotare för att förenkla jämförelsen. Höj och sänkbar hytt Detta förenklar lossningen och underlättar vid flytt av maskin mellan avverkningstrakter Systemkostnaderna har sedan multiplicerats med tidsåtgången för de olika systemen, vilket ger en skattad kostnad per m3. Terrängtransportavståndet antas vara 300 m i samtliga fall. Kommentarer till diagrammen Skyttelsystemen kunde inte konkurrera i klen skog med avseende på kostnad per m3. Orsaken är en låg prestationsnivå i kombination med överkapacitet i systemet (för transportenheterna). I grövre skog finns en större potential. Skyttelsystem 2 hade i analysen samma kostnadsnivå som tvåmaskinsystemet och drivaren, förutsatt att väntetiderna minimeras i systemet (att transport och lossning tar lika lång tid som avverkning av ett lass). Drivaren stod sig väl i konkurrensen med tvåmaskinsystemet, förutsatt att andelen transport/lossning inte blir för stor. Bränsleförbrukningen blev lägre i direktlastningssystemen eftersom drivningen effektiviseras då arbetsmoment rationaliseras bort. För skyttelsystemen kompenseras det större antalet maskiner i systemet av att dessa står en stor andel av tiden på tomgång. Det minskar den momentana förbrukningen för varje maskinenhet. Arbetskraftsutnyttjandet var bra i drivarsystemet, då både avverkning och transport sköts av en maskin och en förare, vilket t.ex. minimerar andelen flyttid. Dessutom ger den lägre tidsåtgången per m3 ytterligare fördelar jämfört med tvåmaskinsystemet. När det gäller arbetskraftsutnyttjande har Skyttelsystem 2 en mycket stor potential, eftersom transport och lossning antas utföras helt autonomt. Skyttelsystem 2 Konceptuellt system: bemannad skördare Skyttelsystem 2 Konceptuellt system: bemannad skördare och fjärrstyrda/autonoma skyttlar. och fjärrstyrda/autonoma skyttlar. Systemkostnad: 2100 kr/h Systemkostnad: 2 100 kr/h TU: 75 % TU: 75 % Lastkapacitet: 16 m3fub Lastkapacitet: 16 m3fub Relativ avverkningsprestation*: 100 % Relativ avverkningstid*: 100 % Direktlastning i praktisk drift - resultat Utvärdering Våra tester av direktlastningssystemen kan kort sammanfattas med nedanstående punkter. Där ingår även förarnas kommentarer utifrån deras perspektiv. Fördelar Effektivare drivning. • • • • • • • • Arbetsväxling kan ge roligare och mer utmanande/inspirerande avverkning. Föraren hanterar hela kedjan från stubbe till avlägg. Systemen är alltid i balans mellan avverkning och skotning. Inget virke på marken, vilket innebär att föroreningar på virket undviks och inget virke glöms under snö. Inget förstört skogslager under värmeperioder. Bra och tillförlitliga uppgifter om vilka volymer och sortiment som finns i väglager. Låg bränsleförbrukning. Nackdelar Skyttelsystem 1 ger en del svårighet med sikten vid positionering av avverkningsenheten, tillgänglighet till maximalt antal stammar från samma uppställningsplats och bra åtkomst till lastutrymmet. Problemen ökar i små bestånd (och bestånd med mycket naturhänsyn) där kanthuggning utgör en stor andel av avverkningen. • • • Skyttelsystem innebär även dyrare och mera komplicerad flytt av flera maskinenheter. Det finns en betydande risk att TU blir lågt för de olika skyttelsystemen eftersom det saknas buffert i systemet. Avverkningsenheten behövs alltid tillsammans med minst en skyttel. Skyttlarna kan dock användas som (dyra) skotare. • Prestationen i direktlastningen sjunker vid högre lassfyllnad, eftersom kvistningsarbetet måste ske snett uppåt, vilket ger mer påfrestning på kran och aggregat samt försämrad sikt. • Stort behov av stora avlägg med bra intern logistik eftersom alla sortiment måste kunna transporteras ut till avlägg samtidigt. Från forskning till tillämpning Drivarna har stor potential I dagsläget finns flera projekt i samarbete mellan tillverkare, brukare och forskning där nytillverkade slutavverkningsdrivare ska testas, bl.a. med avseende på nyckelfaktorerna i detta resultatnummer. Skogforsk följer och medverkar i denna utveckling. Drivaren har en fortsatt stor potential att kunna konkurrera med tvåmaskinsystemet på stora andelar av avverkningsarealerna. Skyttelsystemen kan utvecklas Skyttelsystemen tillverkas i dagsläget inte. Arbetet med Bestensystemet (Skyttelsystem 1) har dock avkastat ny kunskap om automation och fjärrstyrning, samt vidgat teknik- och metodutvecklingen i svenskt skogsbruk. Det är viktigt att komma ihåg att systemet är nytt och att utvecklingspotentialen är betydande. I framtidens skogsbruk kommer stort fokus läggas på hög energieffektivitet, vilket uppfylls i skyttelsystemet i och med direktlastning, effektiv drivning och låg bränsleförbrukning. För att skyttelsystemet ska kunna konkurrera kostnadsmässigt krävs dock högre prestation och effektivare maskinutnyttjande. Skyttelsystem 2 hade stor potential i effektiv produktion och lågt arbetskraftsbehov. Systemets konkurrenskraft är dock beroende av att kostnaden kan bli lägre än tvåmaskinsystemet. Skyttelsystemen öppnar för nya lösningar, där bränslehantering och vidaretransport kan integreras i drivningssystemet. Ansvarig utgivare: Jan Fryk Redaktion: BITZER MEDIA AB Foto: Skogforsk om inte annat anges ISSN: 1103-4173 Tryck: Gävle Offset AB © Skogforsk www.skogforsk.se Direct-loading systems – an evaluation The two-machine system – single-grip harvester and forwarder – can now be regarded as a mature system, and developing solutions to increase productivity is expensive. Interest in new systems is growing, with the aim of improving efficiency, reducing environmental impact and improving quality. One way of improving logging efficiency is through direct loading. The wood is placed directly in the bunk instead of being stored on the ground, thereby saving time and energy. Recently, two direct-loading systems have been tested and evaluated. The first was a system for final felling using the harwarder (Fiberdrive 1750) and the Besten with couriers shuttle system (called Shuttle System 1 in this report). The second system tested involved a harvester directly loading the couriers. The aim was to simulate a system where the harvester was manned and the two shuttles were autonomous (Shuttle System 2). In this Resultat, we present the test and study results of these direct-loading systems in practical operation. The advantages and disadvantages, and the potential, of the direct-loading systems are compared with the traditional two-machine system, for example from the operator’s perspective. The conclusions of the evaluation are that the final-felling harwarder already has the potential to compete with the two-machine system on much of the logging area, while the comparatively new shuttle systems must be developed further before they can reach their full potential. Läs mer Bergkvist, I,. Lundström, H,. Nordén, B. 2006. Besten med två virkeskurirer- studier av prestation och bränsleförbrukning. Arbetsrapport nr 616, Skogforsk, Uppsala. Bergkvist I, Thor M & Hallonborg U. 2004. Drivare och flerträdshantering sänker kostnaderna. I: Utvecklingskonferens 2004. Redogörelse 1:127-132. Skogforsk, Uppsala. Bergkvist, I. 2007. Drivare i slutavverkning- direktlastning och låg bränsleförbrukning är starka kort. Resultat nr 15, Skogforsk, Uppsala. Bergkvist, I. 2008. Direktlastande uppstickare kan bryta skördar-/skotarsystemets dominans. Resultat nr 9, Skogforsk, Uppsala. Bergkvist,I. 2010. Drivare i svenskt skogsbruk. Redogörelse nr.1, Skogforsk, Uppsala. Ringdahl, Hellström & Lindroos (Canadian Journal of Forest Research, 2012, 42(5): 970-985). UPPSALAUppsala Science Park, SE-751 83 Uppsala Tel. 018-18 85 00 EKEBO Ekebo 2250, SE-268 90 Svalöv Tel. 0418-47 13 00 UMEÅ Box 3, SE-918 21 Sävar Tel. 090-203 33 50
© Copyright 2024