Männyn arvon maksimaalinen hyödyntäminen rungon tyven kuvatulkinnan ja NDT-mittauksen avulla

LAATUKATKONTA

Alkamispäivä

01.11.2016

Päättymispäivä

31.03.2019

Tiivistelmä

1) Tausta ja tavoitteet
Nykyinen puutavaralajipohjainen hakkuumenetelmä, jossa puut katkotaan tukkipituuksiin jo metsässä, ei ole optimaalinen sahavaran laadun talteenoton suhteen. Tukkien katkontaa ohjataan hakkuukoneiden katkonnanohjausjärjestelmän avulla. Se antaa kohtuullisen hyvän mahdollisuuden ohjata puun katkontaa haluttuihin pituus- ja läpimittayhdistelmiin, mutta järjestelmä ei pysty ottamaan huomioon männyn sisäistä laatua. Hyvälaatuisten runkojen kohdalla kannattaa tyvitukista tehdä mahdollisimman pitkä tukki ja huonolaatuisten runkojen kohdalla tyvitukista mahdollisimman lyhyt tukki. Ohjaamalla tukin katkontaa rungon laadun perusteella, voidaan A-laatuisten saheiden tilavuusosuutta nostaa merkittävästi. Karkean arvion mukaan A-laatuisen sahatavaran osuuden kasvattaminen yhdellä prosenttiyksiköllä Suomessa lisäisi vientituloja joka vuosi noin 2,5 milj. €. (5 Mm3/vuosi,B-> A = +50€/m3). Kymmenen prosenttiyksikön lisäyksellä päästäisiin siis noin 25 M€ vientitulolisäykseen.

2) Toteutus
Useat tutkimustulokset vahvistavat, että männyn kasvu nuorella iällä korreloi vahvasti männyn sisäisen oksikkuuden kanssa. Mitä hitaammin mänty kasvaa nuorella iällä, sitä hennompia ovat männyn oksat ja sitä nopeammin oksat karsiutuvat männyn riukuvaiheessa. Tästä syystä männyn tyvileikkauksesta mitattu lustojen kasvunopeus nuorella iällä (esim. luston keskimääräinen paksuus (mm/y) 10-20 vuoden iässä) korreloi erittäin hyvin tyvitukin oksaisuustunnusten kanssa.

Hakkuukoneeseen liitetyn tyvikameran avulla saadaan riittävän tarkka kuva rungon tyvestä, josta kuvankäsittelyalgoritmien avulla voidaan estimoida kaadettavan puun kasvunopeus nuorella iällä. Kaatosahauksen yhteydessä otetun kuvan avulla voidaan tehdä ennuste rungon sisäisestä oksikkuudesta. Tämä tieto voidaan edelleen linkittää hakkuukoneen katkontamatriiseihin. Laatutieto voidaan kytkeä paremmin sahauksen suunnitteluprosesseihin luokittelemalla tyvi-, väli- ja latvatukit eri laatuluokkiin. Tukkien laadut voidaan katkontavaiheessa luokitella ja erotella värimerkinnän avulla ja tämän värimerkinnän perusteella tukkeja voidaan luokitella eri sahausasetteisiin sahan lajittelussa.

Projektissa tutkitaan lisäksi impedanssispektroskopian hyödyntämistä puun laatuominaisuuksien määrityksessä. Osion suorittaja on Itä-Suomen yliopisto.

3) Tuotokset
Projektissa tuotetaan kuva-analyysiin pohjautuva laskentamenetelmä männyn varhaisen kasvunopeuden ennustamiseksi. Projektissa tuotetaan tietoa siitä kuinka mittausjärjestelmä voidaan integroida hakkuukoneen katkontajärjetelmään.

4) Vaikuttavuus ja käytäntöön vienti
Kehitettävän laadutusjärjestelmän ansiosta metsästä saatavan puutavaran arvoa voidaan kasvattaa merkittävästi. Laadukkaamman ainespuun ansioista puutuoteteollisuuden yritykset saavat tuotettua enemmän arvoa omaavia tuotteita, jolloin tuotteiden vientituloja saadaan kasvatettua. Tutkimus on lähellä käytäntöön viemistä, joten sen tuottamat hyödyt saataisiin käyttöön jo hyvinkin lyhyellä aikajänteellä.

Puutuoteteollisuuden lisäksi tutkimus luo uutta liiketoimintaa niin mittausjärjestelmien kehittäjille kuin mittalaitetta hyödyntävälle hakkuukoneiden valmistajalle

5) Asiakkaat
Projekti palvelee metsäkonevalmistajia, hakkuukoneyrittäjiä ja varsinkin puun loppukäyttäjiä. Potentiaalisia asiakkaita ovat Ponsse Oyj, UPM-Kymmene Oyj, Metsä Group Oyj, SAVCOR Oy ja

Tavoitteet, vaikuttavuus ja hyödyt

- Projektissa tutkitaan hakkuukoneeseen liitettävän tyvikameran ja kuvankäsittelyalgoritmien integrointia hakkuukoneen katkonnanohjausjärjestelmään.
- Projektin tavoitteena on kehittää kuvatulkintaan perustuva järjestelmä, jonka avulla männyn rungon sisälaatua voidaan arvioida jo hakkuiden yhteydessä.

-Tuotetaan kuva-analyysiin pohjautuva laskentajärjestelmä, joka voidaan myöhemmin integroida osaksi hakkuukoneen katkontamatriisiin.
– Laaditaan julkaisu tieteelliseen sarjaan sekä esitellään tuloksia kansainvälisissä konferensseissa.