Gå till:

Smartare skördare effektiviserar skogsbruket

Dagens skördare har så hög produktionskapacitet att den inte utnyttjas fullt under praktisk körning, annat än under kortare perioder. En lösning kan vara utveckling av förarstöd.
Foto: Sverker Johansson
En ökad produktionstakt påverkar inte arbetsmiljö och kvalitet negativt. Men hur når vi dit? Utvecklat förarstöd kan ge fler maskinförare tillgång till skogsmaskinernas fulla potential.

Skördare kan köras väldigt effektivt utan att förarens arbetsmiljö eller tillvaratagande av virkesvärde blir sämre. Dessutom sjunker bränsleåtgången bränsleåtgången per producerad enhet kraftigt. Det visar en studie från Skogforsk. Resultaten är viktiga för den fortsatta teknikutvecklingen och pekar på behovet av bättre förarstöd.

I studien studerades sju körtekniskt mycket skickliga maskinförare i fem olika slutavverkningsskördare.  Under studien uppnådde samtliga ekipage nästan dubbelt så hög prestation som den förväntade ”normprestationen”.

En slutsats av studien är att dagens skördare har en högre prestationspotential än vad en normal förare klarar av någon längre tid. En skördarförare gör upp till 3 500 reglagerörelser i timmen. Det är en mental arbetsbelastning, som skulle minska drastiskt om maskinen själv utförde vissa sekvenser i arbetet, och på andra sätt kunde bistå föraren genom olika system för förarstöd.

Studien genomfördes utanför Kälarne i Jämtland under sommaren 2018. Fem stora slutavverkningsskördare, John Deere 1470G, Komatsu 951, Logset 12H, Ponsse Bear och Rottne H21 ingick.

Målsättningen var att undersöka maskinernas prestation och hur denna påverkade

  • Förutsättningar för tillvaratagande av virkesvärde
  • Virkesuppläggning
  • Bränsleförbrukning
  • Arbetsmiljö (hyttergonomi, buller och vibrationer)

Av en kort studie som denna, med ett fåtal förare, kan man inte dra slutsatser kring eventuella skillnader mellan maskiner. Den aktuella kombinationen av förare och maskinen är mer avgörande för den observerade prestationen.

Läs fördjupning

Studien visade att en höjning av produktionsnivån, t ex med hjälp av förarstöd, kan ske utan att negativ inverkan på ergonomi, virkesaptering eller virkesuppläggning. I tillägg sjunker bränsleåtgången kraftigt. En slutsats är att ökad delautomation och förbättrat förarstöd skulle bidra till att höja produktiviteten utan att maskinernas grundläggande tekniska prestanda behöver förändras. 

Metod

Studien genomfördes hos SCA Skog i juni-juli 2018. Försöksbeståndet var ett 130 år gammalt, nästan rent tallbestånd med medelstam 0,65 m³fub. Maskinerna kördes av sina ordinarie förare, som alla är mycket körtekniskt skickliga. Arbetet filmades med GoPro-kamera för analyser av arbetsmönster och -metoder. Tidsstudien omfattade 3-4 G0-timmar per ekipage och vibrationsnivåerna mättes under hela denna tid. Bullernivå i hytten registrerades under cirka 150–200 meters körning i beståndet samt vid upparbetning av 8-16 träd. Bränsleförbrukningen mättes genom toppfyllningsmetoden.

Dubblerad produktionstakt

De förare som deltog i studien var körtekniskt skickliga. För att fler ska kunna utnyttja skördarens potential kan förbättrat förarstöd vara en lösning.

Förarna i studien uppnådde prestationer som låg 60 till 110 procent högre än skördarnormen. Samtliga studerade ekipage (förare + maskin) klarade, trots den höga produktionstakten, att producera väl tillrett och presenterat virke. Förarens körstil och metodtillämpning har stark inverkan på prestation och bränsleförbrukning, men inverkar även på vibrationer och andra mätbara variabler. Att utläsa skillnader mellan skördarfabrikat efter ett så pass kort test är inte möjligt. För det krävs betydligt mer omfattande studier, med en annan uppläggning.

Slutsatser

  • De förare som deltog i studien var körtekniskt skickliga. De uppnåddeprestationer som låg 60 till 110 procent högre än skördarnormen.
  • De höga prestationsnivåerna visar att maskinerna som tekniska systeminte begränsar produktiviteten. Flaskhalsen ligger idag i att normalföraren inte uthålligt klarar att köra på den nivå som maskinen tillåter.
  • För den fortsatta tekniska utvecklingen av skogsmaskiner bör därför utvecklingen av delautomation och förarstöd ges högsta prioritet.

 

Halverad bränsleåtgång

Normerad bränsleförbrukning, liter/100 m3fub för de studerade ekipagen, samt den genomsnittliga bränsleförbrukningen markerad med en streckad linje.


Bränsleförbrukningen nära halverades, vilket i viss mån kunde förväntas med dubblerad prestation. Maskinerna har ungefär samma motorstorlek men har löst kraven på partikelrening på lite olika sätt – med högre effekt eller med mer tillsatser av AdBlue. Värt att notera är att Logset skiljer sig från de andra genom att vara en elhybrid. När dieselmotorn producerar mera kraft än vad som behövs laddas en kondensator, och därifrån tas kraften i de moment där extra styrka behövs.

Slutsats:

  • Förarnas drivna körstil drar uppenbarligen inte extra diesel.

 

Acceptabel nivå av buller och vibrationer

Frekvensviktade RMS-värden för de studerade maskinerna i x-, y- och z-led. För varje maskin har en serie av 19 träd med medelstamvolymen 0,6 m3fub valts för jämförelsen. Observera att värdena i figuren avser vibrationsvärden mellan golv och stol. Förarens exponering för vibrationer är endast 3–30 procent av de värden som anges ovan.


Inga skördare hade ljudnivåer som var kritiska ur arbetsmiljösynpunkt. Tvärtom, den uppmätta, genomsnittliga ljudnivån låg för de maskiner som studerades under det lägre insatsvärdet, 80 dB(A). Även uppmätta kortvariga impulsljud var under insatsvärdet, 135 dB(C).

Slutsats:

  • Samtliga studerade skördare erbjuder god arbetsmiljö vad gäller exponeringb för buller och vibrationer, trots ett högt uppdrivet arbetstempo i grov skog.

Förutsättningar för värdeskapande

Andel planområde per diametersektion, %. Ett planområde definieras som en sträcka på minst 6 dm inom vilken ingen avsmalning registreras av maskinens diametermätning. Analyser visar att tall från den latitud där försöksbeståndet ligger kan förväntas ha ca 6-7 procent verkliga planområden. Underlaget i diametersektion 40-44 cm är litet.


Under försöket kördes Komatsu 951 av två olika förare, med samma inställningar. Det ekipage som lade ner mer tid på upparbetning av virket hade en bättre stamhållning, jämfört med snabbare ekipaget. Av skördarna som testades var Rottne H21 den som hade bäst stamhållning och därmed diametermätning. Rottneskördaren lade också ner mest tid av de studerade skördarna på momentet upparbetning. Det avverkade tallbeståndet förväntades ha cirka 6-7 procent verkliga planområden, vilket stämde väl in på Rottne H21, som var utrustat med ett Logmax 6000B-aggregat. John Deeres aggregat (H415) hade 30 procent snabbare matning, och registrerade cirka 14 procent planområde. De högre värdena kan bero på att aggregaten inte riktigt klarat att mäta diameter efter bästa förmåga för de grova träd som i försöket avverkades i högt tempo. Indikationen på bättre mätning för Rottne i denna studie kan därmed ha att göra med upparbetningens hastighet.

 

Slutsats

  • Förarens inverkan är stark, inte enbart på prestation och bränsleförbrukning, utan även på vibrationsmönster och faktorer med betydelse för värdeskapande, som till exempel aggregatets stamhållning.

 

Nr 29-2019    Publicerad 2019-05-21 07:00
Teknik & maskinarbete
Avverkning
Skogsbränsle
Arbetsmiljö
Virkes & bränsleegenskaper
Aptering
Läs mer
Författare
Kommentarer (0)
 Kommentera
Skicka in
Kommentarer granskas innan publicering
Tack för din kommentar!
Vi granskar och publicerar din kommentar så snart som möjligt.
Tyvärr lyckades vi inte spara din kommentar.