Puuston ennakkoleimaus helpottamaan kuljettajan työtä ja jaksamista

Stora Enson, Helsingin yliopiston ja Metsätehon tutkimuksessa tarkasteltiin poistettavien puiden ennakkoleimauksen vaikutusta hakkuukoneenkuljettajan työhön ja korjuujälkeen.  Uudet sensoriteknologiat avaavat mahdollisuuksia asian toteuttamiseksi kustannustehokkaasti.

(kuva yllä: Poistettavien puiden visualisointi kuljettajalle voidaan toteuttaa monella eri tavalla.)

Harvennushakkuun tuottavuus ja laatu riippuvat pitkälti hakkuukoneenkuljettajan valinnoista työsuorituksen aikana. Kuljettajaa avustavien järjestelmien uskotaan olevan potentiaalinen ratkaisu parantaa kuljettajan suorituskykyä ja vähentää työn henkistä kuormittavuutta. Mobiililaserkeilaukseen, konenäköön tai näiden yhdistelmään perustuvat sensoriteknologiat mahdollistavat tiedonkeruun koneen työympäristöstä ja älykkään kuljettajaopastuksen kehittämisen. Uusi sensoriteknologia soveltuu yksittäisten puiden mittaukseen ja tulkintaan, jolloin teknologiaa voitaisiin hyödyntää kuljettajan apuna poistettavien puiden valinnassa.

Harventaminen on jatkuvaa Jaakobin painia

Oikea puuvalinta ja harvennusvoimakkuuden seuranta vaativat kuljettajalta jatkuvaa tarkkaavaisuutta. Harvennushakkuu on metsän hoitamista sanan varsinaisessa merkityksessä. Kuljettaja vastaa siitä, että:

1. Metsiköstä poistetaan sairaat ja huonolaatuisimmat puut = puuvalinta

2. Hakkuussa säästetään oikea määrä kasvatettavaa puustoa = harvennusvoimakkuus

Edellisten tekijöiden lisäksi puiden tilajärjestyksen tulee säi- lyä tasaisena ajourien välissä sekä ajouraleveyden ja -välin tulee pysyä suositusten mukaisina. Jääviä puitakaan ei saisi kolhia. Puuvalinta ja ajourien tekeminen eritoten ensiharvennuksella ovat keskeinen ja tärkeä osa harvennustyötä.

Toisaalta kuljettaja ei saisi käyttää loputtomasti aikaa työn suunnitteluun, toisin sanottuna poistettavien ja jäävien puiden miettimiseen, koska työlle on asetettu tuottavuustavoite. Jotta kuljettaja voi tehdä päätöksiä ja koneen ohjausliikkeitä oikein ja tehokkaasti, hänen tulee käsitellä ja priorisoida kaikki saamansa informaatio. Tämän päätösprosessin helpottaminen nostaisi työn tuottavuutta ja vähentäisi kuljettajan henkistä kuormittavuutta. Puiden valintaprosessin osalta harvennustyötä voitaisiin tukea näyttämällä kuljettajalle poistettavat puut, jolloin niiden valitsemiseen ei tarvitsisi käyttää aikaa ja ajatuskapasiteettia.

(kuva: Hakkuukoneenkuljettajalle tarjottu ehdotus: poista hakkuussa punaisella merkityt puut.)

Hakkuut ennakkoleimatuissa metsissä

Helsingin yliopiston metsätieteiden opiskelija Mika Vahtilan pro gradu tutkimuksen tavoitteena oli selvittää poistettavien puiden etukäteisvalinnan eli ennakkoleimauksen hyötypotentiaalia harvennushakkuussa. Visio on, että tulevaisuudessa kuljettajaa avustava järjestelmä ilmoittaisi poistettavia puita kuljettajalle työn edetessä esimerkiksi ohjaamon ikkunaan heijastettavan virtuaalisen puukartan avulla. Tässä tutkimuksessa poistettavien puiden havainnollistaminen kuljettajille tehtiin maastoon puita käsin leimaamalla.

Ennakkoleimauksen vaikutusta tutkittiin siten, että harvennusmetsiin tehtiin ennakkoleimattuja hakkuukoealoja. Poistettavat puut merkittiin maalilla. Vertailukoealoilla hakkuutyö tehtiin normaaliin tapaan. Testihakkuiden jälkeen korjuujäljen laatu mitattiin ja kuljettajat haastateltiin. Tutkimusaineisto kerättiin Pohjois-Karjalassa elo-syyskuussa 2018. Tutkimusaineisto käsitti 41 tutkimuskoealaa kahdeksalta eri leimikolta. Kaikkiaan tutkimuksessa hakattiin lähes viisituhatta runkoa.

Tutkimukseen osallistui neljä kokenutta hakkuukoneen kuljettajaa. Kuljettajien keski-ikä oli 39 vuotta, ja kaikilla kuljettajilla oli yli kymmenen vuoden työkokemus hakkuukonetyöstä. Tutkimuksessa oli edustettuna hakkuukoneita kaikista kolmesta päämerkistä.

Ennakkoleimauksesta oli hyötyä

Ennakkoleimauksen vaikutus hakkuutyön ajanmenekkiin riippui kuljettajasta: joillakin kuljettajilla vaikutus oli positiivisempi kuin toisilla. Koko tutkimusaineiston koealojen perusteella ennakkoleimaus kasvatti hakkuun tuottavuutta ensiharvennuksella 2,8 prosenttia ja toisella harvennuksella 1,5 prosenttia. Keskimäärin ennakkoleimaus nosti tuottavuutta 2,2 prosenttia. Ennakkoleimauksen vaikutus näkyi eniten hakkuulaitteen puulle viennin ja työpistesiirtymisten ajanmenekeissä.

Ennakkoleimatussa harvennuksessa kasvatettavan puuston runkoluku oli hakkuun jälkeen lähempänä metsänhoitosuositusten mukaista tavoitetasoa. Ennakkoleimaus ei merkittävästi vaikuttanut kasvatettavan puuston laatuun eikä ajouratunnuksiin.

Kuljettajat yksituumaisina

Tutkimuksen ammattikuljettajat eivät kokeneet merkittävää tarvetta puuvalinnan opastukseen, mutta haastavissa korjuuolosuhteissa kuljettajaa tukevasta järjestelmästä todettiin olevan kiistattomasti hyötyä: Ennakkoleimauksen avulla jäävän puuston laatu saadaan paremmaksi, kun leimauksessa vikaiset puut havaitaan kattavammin. Tällöin kuljettaja voi keskittyä hakkuutyössä enemmän pelkkään tekemiseen.

Toisaalta yhden kuljettajan mielestä työn luovuus ja mielekkyys kärsivät ennakkoleimauksen seurauksena. Vastaavasti toinen kuljettaja totesi ennakkoleimauksen helpottavan ajouravälin hallintaa, mutta koki sen vaikuttavan negatiivisesti kourakasojen kokoihin ja paikkojen suunnitteluun.

Jatkokehitykselle on tarve

Jatkossa olisi hyvä selvittää, mikä on kuljettajien mielestä sopiva tarkkuustaso opastamisessa: näytetäänkö kuljettajalle yksittäisiä poistettavia puita vai esitetäänkö esimerkiksi harvennetun puuston runkoluku tai pohjapinta-ala, jolloin kuljettajalla on edelleen vapaus valita poistettavat puut annetun harvennusvoimakkuuden saavuttamiseksi. Jo pelkkä harvennusvoimakkuuden seurantaan tarkoitettu sovellus antaisi varmuutta työntekoon. Tämäntyyppisillä sovelluksilla edesautetaan kokeneenkin kuljettajan työssä jaksamista vaikeissa korjuuolosuhteissa ja pitkien työvuorojen aikana.

Kokemattomien kuljettajien osalta opastavan järjestelmän hyötypotentiaali voi olla erityisen merkittävä. Kokemattomalla kuljettajalla on yleensä harjoiteltavaa useilla osaamisalueilla, jolloin päätöstuki metsänhoidon hallintaan ja opetteluun ei olisi pahitteeksi. Aiheen tutkimustyötä kannattaa jatkaa esimerkiksi hakkuukonesimulaattoritutkimuksena, jossa tarkastellaan ennakkoleimauksen hyötypotentiaalia kokemattomien ja kokeneiden kuljettajien välillä vakioiduissa korjuuolosuhteissa. Kaikki tämän alan tutkimus on askeleita kohti puoliautomatisoituja metsäkoneita.

Lisätietoja tutkimuksesta on saatavilla Metsätehon tuloskalvosarjasta http://www.metsateho.fi/kategoria/tuloskalvosarja/

Heikki Ovaskainen

Mika Vahtila

Kalle Kärhä