Bakgrund
Det mogna tvåmaskinsystemet (TMS) har dominerat svenskt drivningsarbete de senaste decennierna. Drivarprototypen Komatsu X19, dimensionerad för slutavverkning, visar nu potential att konkurrera med TMS genom direktlastning på en tilt- och roterbar lastbärare samt arbete med specialiserade redskap tack vare ett snabbfäste.
Figur 1. Teknisk utveckling i svenskt skogsbruk. Tid på x-axeln (Björheden & Dahlin, 1999).
Om studierna
Syftet var att jämföra tidsåtgång och drivningskostnader för X19 (med kombiaggregat resp. snabbfäste) och TMS på basis av momentbaserade tidsstudier.
I fyra bestånd i Västerbotten jämfördes först ett kombinationsaggregat med snabbfästeslösningen (skördaraggregat och skotargrip) på X19. Studien omfattade 34 lass.
Vidare jämfördes X19 (med snabbfäste) och TMS vid avverkning i ett grovt och ett klent bestånd i Ångermanland. De två försöksförarna körde samtliga maskiner. X19 studerades vid drivning av 34 skotarlass, med sammanlagt 3486 trädstammar. TMS studerades för 34 lass, med 3219 trädstammar.
I samband med tidsstudierna studerades även dieselförbrukningen - fyra tankningar för X19 samt två vardera för skördaren och skotaren.
Ett dynamiskt, händelsebaserat simuleringsverktyg användes som stöd för studierna av drivarprototypen. Bl.a. testades hypotesen att snabbfäste och redskapsbyte skulle kunna höja prestationen och dessutom hur drivarsystemet kunde förväntas prestera i klenare skog, trots att det primärt är byggt för grövre skog.
Kostnaderna beräknades utifrån typiska förhållanden i norra Sverige.
Resultat
Snabbfäste jämfört med kombiaggregat
Prestationen ökade för X19 med snabbfäste jämfört med kombiaggregat, både enligt simuleringar och tidsstudier. Skillnaderna mellan simuleringar och tidsstudier kan troligen förklaras med att simuleringarnas tidsåtgångsdata är hämtade från äldre studiematerial, där exempelvis drivarens försvårade upparbetning i samband med direktlastning inte fångas (Figur 2).
Figur 2. Simulerad och tidsstuderad prestation för X19 med kombinationsaggregat respektive snabbfäste.
Figur 3. Komatsu X19 under lossning vid avlägg med kombiaggregatet Komatsu 330DUO. Foto: Rikard Jonsson.
Drivningskostnaderna för systemen var lika stora vid både 100 och 400 meters terrängtransportavstånd, men X19 tenderar att gynnas mer av korta terrängtransportavstånd än TMS. Medelstamvolymen påverkar systemen på ett likvärdigt sätt (Figur 4).
Figur 4. Systemens drivningskostnad som funktion av medelstamvolym, för 100 och 400 meters terrängtransportavstånd. Figuren är baserad på tidsstudier av X19 med snabbfäste och TMS i ett grovt och ett klent bestånd. (Notera att varken x-axelns eller y-axelns skala börjar på 0.)
Skillnaden mellan tidstudieresultaten i klen skog och simulering baserad på klena stammar från det grova studiebeståndet varierar mellan en till drygt fyra procent. Simuleringsresultaten var alltså i detta fall tillräckliga för att ge en god uppfattning av X19:s prestation i klena bestånd (Figur 5).
Figur 5. Jämförelse av simuleringsresultat baserade på klena stammar från ett grovt studiebestånd, och prestationsfunktion baserade på faktiska tidsstudier i det klena beståndet, samt den procentuella avvikelsen mellan dessa som visas på y-axeln tillsammans med tidsåtgång. Notera att x-axeln inte börjar på 0.
Vid jämförelserna mellan olika moment var systemskillnaderna för lossning, tomkörning och körning med fullt lass signifikanta, och visade att tidsåtgången för X19 var högre. Generellt sparade X19 tid i lastningsmomenten, men förlorade tid i resterande moment (Figur 6).
Figur 6. Normerad arbetsmomentvis tidsåtgång (minuter/m3fub) för ett grovt och ett klent bestånd med X19 och TMS. Tidsåtgången för kvistning/kapning är ett funktionsvärde. Övriga värden – utom transport – är medelvärden. Transporttiden är normerad till 300 meters terrängtransportavstånd.
Systemens drivningskostnader påverkas påtagligt av traktstorleken, där små trakter i hög grad stärker X19 jämfört med TMS. Drivningskostnaden påverkas främst av prestation och maskinkostnad, men även av andra systemberoende skillnader, t.ex. antalet flyttar mellan objekt, eftersom X19 är billigare att flytta än TMS. Även ett lågt antal sortiment har starkare positiv inverkan på X19 jämfört med TMS.
Inga säkra skillnader mellan de båda systemen har kunnat konstateras vad gäller drivmedelsförbrukningen.
Figur 7. Komatsu X19 under redskapsskifte med snabbfäste. Skördaraggregat (Komatsu 365) ses till vänster och skotargrip (Cranab CR360HD, 0,36 m2) till höger. Foto: Rikard Jonsson.
Diskussion
Gamla sanningar håller fortfarande
Studiens resultat visade att ett snabbfäste med specialiserade redskap effektiviserar arbetet, vilket är i linje med antaganden från tidigare studier. Skillnaderna mellan X19 och TMS följde tidigare studier för de flesta beståndsvariabler. Kort terrängtransportavstånd, få sortiment och små trakter gynnar X19 jämfört med TMS. Flera tidigare studier har även visat fördelen av en klen medelstamvolym, men det har inte tydligt kunnat visats i dessa studier.
Komplicerade jämförelser
Vid jämförande studier är det viktigt att kontrollera alla faktorer som kan inverka på resultaten. I denna studie har faktorer som förare och beståndsförutsättningar kontrollerats genom att studera samma förare på samma trakt i samma maskiner.
Trots detta kvarstår stora osäkerheter kring förarnas inverkan på studieresultaten. Drivningsarbete med en drivare är mer komplext än att köra en skördare eller skotare. Föraren behöver vara lika duktig på både avverkning och skotning, dessutom behöver en tilt- och roterbar lastbärare kontrolleras parallellt med avverkningsarbetet. Det innebär att det tar längre tid att lära sig drivarens arbete, samtidigt som vi sannolikt inte sett drivarens fulla potential i dessa studier.
En annan slutsats är att simulering är ett utmärkt verktyg för att prediktera vad som händer i ett givet system, men kräver god kunskap om systemet.
Nästa steg
Drivaren måste bli effektivare eller billigare för att konkurrera med TMS, men bedöms ha en stor potential att bli just detta.
"Titelmatchen" mellan systemen bedömdes vara oavgjord, men utvecklingspotentialen för X19 och drivaren som koncept bedöms vara tillräckligt stora för att undersöka vilka möjligheter som finns till ytterligare förbättringar. Då generella förbättringar kan gynna båda systemen är det dock viktigt att titta på systemunika förbättringspotentialer i det fortsatta utvecklingsarbetet.
Skogforsk kommer i samråd med samverkansgruppen Drivargruppen att utreda drivarsystemets möjliga framtida utveckling.
