Analýza výkonosti práce víceoperačních strojů v závislosti na výrobních podmínkách a návrh optimalizace práce

Ing. Ondřej Nuhlíček

Doctoral thesis

Analysis of Multi-operational Machines Performance in Relation to Production Conditions and Proposal of Work Optimization

Abstract:

Podíl víceoperačních technologií na celkovém objemu vyrobeného dříví v České republice je značný. Pro jejich úspěšné nasazení je důležitá možnost odhadu jejich pracovní výkonnosti a produktivity pro naplánování využití strojů. V České republice existují Výkonové normy pro harvestory a vyvážecí traktory z roku 2010, které ovšem vycházejí ze starší generace strojů a situace před kůrovcovou kalamitou. Při srovnáním odhadů pracovní výkonnosti dle výše uvedených výkonových norem a skutečné výkonnosti vypočtené ze sledování osmi vyvážecích traktorů byl zjištěn statisticky významný rozdíl. Současně nasazené stroje mají vyšší pracovní výkonnost (až 198% hrubé pracovní výkonnosti udávané normami z roku 2010). Při analýze časů pracovní směny byly zjištěny statisticky významné odchylky – například podíl operativního času byl vyšší až o 12 % oproti předpokladům stávajících norem a dalších autorů. Korelační analýza mezi celkovou délkou směny a jednotlivými směnovými časy neprokázala ve většině případů statisticky významnou závislost. Použití procentuálních přirážek pro určení dalších směnových časů na základě operativního času tedy nelze doporučit. Na základě těchto poznatků tato práce doporučuje nový rámec pro zpracování výkonových norem. Součástí je i návrh nové metody měření nákladu. Současné metody jsou invazivní a narušují pracovní cyklus operátora. Navrhovaná metoda využívá fotogrammetrii a pomocí kamer v kabině vyvážecího traktoru umožňuje určit výšku nákladu. Výhodou této metody, kromě nenarušení práce operátora, je skutečnost, že metoda eliminuje chyby odečtu měřičem. Tyto chyby v případě pokusných měření vedly k rozdílu v měřené výšce až 5 cm.

Abstract:

The share of the Cut-To-Length method on the total volume of timber in the Czech republic is substantial. For the successful use of this method there is a need for productivity estimation for planning the machines use. As of today, the Performance standards for harvesters and forwarders from 2010 are being used. However, these standards were derived from older generations of the machines and under different timber market requirements before the bark beetle outburst. When comparing productivity estimation from those standards and the real performance calculated from time studies of eight forwarders, significant differences were observed. The machines currently employed perform well over estimation (up to 198 % of the values predicted by performance standards from 2010). During analysis of the shift components times, significant differences were also found - the share of operational time was up to 12 % higher than share used in standards and in other studies. Correlation analysis between total shift time and individual shift components times did not show strong relations. As such, use of percentages to represent individual shift time components is not advisable. Based on these findings we suggest a new approach in the form of a framework. We have tested a new method for measuring the load on a forwarder based on 2D photogrammetry, which does not impede on work of the operator. Suggested method uses cameras in the cabin of the machine and enables the measurement of the load height. Advantage is the fact that it produces the same results as with manual measuring, yet it allows for precise vertical height, instead of misaligned height as it tends to be with traditional methods. Difference is up to 5 cm.

Keywords

soustřeďování dříví, sortimentní těžební metoda, vyvážecí traktor, výkonnost práce, výkonové normy

Keywords

forwarder, work performance, performance standards, timber extraction, Cut-to-Lenght method

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 1. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jiří Dvořák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Doctoral programme / field:
Forestry Engineering / Wood Processing and Forest Machinery