Analýza struktury sortimentů vyráběných harvestory při pni a rozklad přesnosti metodik pro výpočet jejich objemu

Ing. Radim Löwe

Doctoral thesis

Analysis of the structure of assortments produced by harvesters and decomposition of the accuracy of methods estimating their volume

Abstract:

V mnoha evropských zemích každoročně roste objem dříví vyráběného harvestorovou technologií. Dříví je nejdůležitějším zdrojem příjmů v lesnictví, a proto je nutné co nejpřesněji odhadnout jeho objem a kvalitu. Vhodné nastavení a kontrola softwarového vybavení harvestorů nám umožní dosáhnout co nejpřesnějších odhadů objemů vyrobeného dříví. Tento výzkum byl zaměřen na analýzu objemových rozdílů výřezů stanovených dle jednotlivých algoritmů standardu StanForD a analýzu délkové struktury vyráběných sortimentů se stanovením neevidovaného objemu dříví v přídavcích k délce výřezů při výrobě smrkového dříví harvestorovou technologií. Data ve formě STM souborů byla získána z výrobně-evidenčních softwarů harvestorů pracujících v různých výrobních podmínkách na území České republiky v letech 2016 až 2018. Výzkum odhalil významné rozdíly mezi objemy výřezů stanovenými sedmi různými algoritmy nastavitelnými ve výrobně-evidenčních softwarech harvestorů. Algoritmus A2 byl využit jako etalon, neboť objem stanovený podle tohoto algoritmu by se měl co nejvíce přibližovat skutečnému objemu výřezu. Ve skupině sortimentů „Kulatina“ byl při využití algoritmu A5 zjištěn o více než 6 % nižší objem než při využití algoritmu A2. To je zajímavý výsledek, zejména pro některé země střední Evropy včetně České republiky, kde je doporučováno využití algoritmu A5. Výsledky také ukázaly, že v důsledku neevidování objemů přídavků k délce výřezů došlo ke ztrátě 1,99 % z objemu dříví vyráběného harvestory. Z důvodu rozdílného složení přídavku k délce byly významné rozdíly mezi průměrnými podíly neevidovaného objemu přídavku k délce zjištěny také mezi vyráběnými skupinami sortimentů. Výsledky výzkumu mohou být využity k odhadu objemového rozdílu mezi výstupy prvotní evidence harvestorů stanovenými na základě různých ceníkových typů a pro doplnění záznamů lesní hospodářské evidence o odhad neevidovaného objemu dříví v přídavcích k délce. Jsou také důležité pro lesnickou praxi, protože zvyšují informovanost o fungování výrobně-evidenčního softwaru harvestorů. Mohou tak přispět k zajištění správného nastavení konkrétních parametrů výroby a tím i využitelnosti a validitě výstupů prvotní evidence dříví vyráběného harvestory.

Abstract:

The total volume of timber produced by harvesters is annually growing in many European countries. Timber is the most important source of revenue in forestry and therefore, it is necessary to scale and grade it precisely. Appropriate setting and control of software in harvesters will allow achieving the most accurate volume estimates of the timber produced. This research was focused on analyzing the volume differences of logs estimated by particular algorithms used in the StanForD and analyzing the length structure of produced assortments including the estimation of volume of Norway spruce timber in length allowance of logs produced by harvester technology that is currently not recorded. Data, in the form of STM files, were gathered from forest machine systems of harvesters working in various production conditions in Czechia between 2016 and 2018. The research revealed significant differences between the log volumes estimated by the seven various algorithms that can be set in the harvester's forest machine systems. Algorithm A2 was used as reference, because its estimates were presumably closest to the true log volumes. In the Roundwood assortment group, a difference of more than 6 % was found between the log volumes estimated by Algorithm A5 and Algorithm A2. This is interesting, because Algorithm A5 is widely used in several Central European countries, including Czechia. The results also showed that 1.99 % of the volume of produced timber were excluded from the primary forestry records. Due to the differing composition of the length allowance, significant differences between the mean relative unrecorded volumes of length allowances were found between the assortment groups produced. The results of the research can be used to estimate the volume difference between harvester outputs using the different price categories and to supplement forest management records with an estimate of unrecorded timber volume in length allowances. These results are also important in forest operations, as they increase awareness about the functioning of harvester forest machine systems. They can contribute to ensuring the correct setting of specific production parameters and thus the usability and validity of the primary record outputs of produced timber by harvesters further in wood processing.

Keywords

StanForD, výrobně-evidenční software, soubor STM, typ ceny, přídavek k délce, nadměrek, řezací okno

Keywords

forest machine systems, STM file, price category, length allowance, cross-cut allowance, StanForD, cutting window

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 2. 2021

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