Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Vid gallring med normalstora skördare och skotare används vanligtvis noll, ett eller två beståndsstråk mellan stickvägarna. Arbetsmetodiken har studerats empiriskt, men med en begränsad omfattning per studie. Fördelen med simulering som studiemetod är att man med bra modeller över maskiners prestation kan jämföra flera gallringsmetoder vid inverkan av en stor mängd olika förhållanden. I denna studie har en matematisk prestationsmodell konstruerats för deterministiska jämförelser av dessa metoders drivningskostnad i förstagallring av tall. Modellen innehöll en spatial del för skördaren, med bl.a. avståndsberäkningar vid fällning, och även en tidsmodell för både skördare och skotare. Beräkningarna baserades på variabler som medelstamsvolym, stickvägsavstånd, skotningsavstånd och stamuttag. Modellen byggdes utifrån tillgängliga produktivitetsnormer, egna tidsstudier och iakttagelser vid fältstudier.

Resultaten visade små skillnader i total drivningskostnad mellan metoderna men större skillnad mellan enskilda maskiner. Gallring med ett beståndsstråk gav lägst kostnader, efterföljt av gallring utan stråk. Med ökad medelstamsvolym minskade kostnaderna för både skördare och skotare, men påverkan skiljde sig inte mellan metoderna. Ökat stickvägsavstånd resulterade i högre produktivitet för skotaren oavsett metod, då det gjorde att virkeskoncentrationen vid stickväg ökade och färre krancykler krävdes för att fylla lastbäraren. Skördarens produktivitet minskade dock med större stickvägsavstånd då det krävde längre förflyttning av avverkade stammar. Detta visar på en viktig balansgång mellan skördaren och skotaren, där ett större stickvägsavstånd kan åstadkommas med hjälp av beståndsstråk för att gynna skotaren. En ökad kostnad för skördaren vid gallring med stråk kan kompenseras med en sänkt kostnad för skotaren. Studien visar att gallring med ett beståndsstråk ger lägst drivningskostnad men att stickvägsavståndet är en viktigt variabel att styra för att åstadkomma detta.

Zero, one or two intermediate passages between the strip roads are normally used for thinning operations. The work methods have been empirically studied, but with rather large restrictions in each study. The advantage with simulation as study method is that machine productivity can be compared under controlled impact from a great number of variables. In this study, a mathematical performance model was designed to do deterministic comparisons of the methods in first thinning of pine. A spatial part was designed for the harvester for e.g. distance calculation while felling. A work time calculation part was also constructed for both the harvester and the forwarder. Mean stem volume, strip road distance, transport distance and stem removal are examples of variables in the model, which was built from available productivity standards, own time studies and field observations.

The results showed small difference in machine system costs but with greater variation between individual machines. A slight cost benefit was observed for thinning with one intermediate passage followed by thinning without intermediate passages. Average volume per stem had a substantial impact on the cost of all machines, but showed no clear difference between the methods. Strip road distance had a substantial impact on forwarder productivity. Forwarder had higher productivity when the strip road distance was increased (regardless of method) since it increased the wood concentration at strip road and hence fewer crane cycles was required to fill a load. The opposite was observed for the harvester, which decreased its productivity with longer strip road distance as it required longer crane movement of felled stems. An increased cost of the harvester work was often compensated by lower cost for the forwarder work. This demonstrates an important balance between the harvester and forwarder, where a longer strip road distance can be achieved by using intermediate passages to favor the forwarders work efficiency. An increased cost for the harvester in thinning with intermediate passages can be compensated with a decreased cost for the forwarder. The study showed that thinning with one intermediate passage is the cheapest method but that strip road distance is an important variable to control.