Rubber-Tracked Forwarders-Productivity and Cost Efficiency Potentials

The extraction of timber is expensive, energy intensive, and potentially damaging to the forest soil. Machine development aims to mitigate risks for environmental impact and decrease energy consumption while maintaining or increasing cost efficiency. The development of rubber-tracked forwarders has gained renewed interest, not least due to climate change leading to unreliable weather in combination with low tolerance for soil damage. The increased cost of rubber tracks compared to wheels is believed to be compensated by higher driving speed enabled by semi-active suspension. Thus, the aim of this study was to theoretically investigate how the productivity and cost efficiency of rubber-tracked forwarders are affected by variations in driving speed and machine costs. The calculations were made with fixed stand parameters, to evaluate performance in well-defined working conditions, and with parameters from 2500 final felling stands in central Sweden, to evaluate performance in varied working conditions. Scenarios were compared to a baseline corresponding to mid-sized wheeled forwarders. The results show higher productivity with the increased driving speed enabled by rubber tracks and suspension at all extraction distances, with larger differences at long extraction distances. Assuming a 15% higher machine price for the rubber-tracked forwarder and a variable cost increase proportional to speed increase, extraction costs break even with the baseline at 400 m and 700 m extraction distance for moderate and fast driving speed, respectively. Furthermore, a rubber-tracked forwarder is likely to enable access to a larger part of the harvest area during longer seasons. For the studied set of stands, the year-round accessible volumes are estimated to increase from 9% to 92% with a rubber-tracked forwarder. With rubber tracks instead of wheels, good accessibility has the potential to be combined with low soil impact and cost efficiency in a favourable way for both industry and ecosystem

Productivity of a prototype truck-mounted logging residue bundler and a road-side bundling system

When recovering logging residues (LR) for bioenergy its density should be increased before road transport, otherwise a low proportion of the trucks’ load capacity will be used. One way this can be currently done is to compress LR into bundles that are forwarded to roadside landing. A less well-developed alternative is to forward loose LR and bundle it at landing. In the presented study, a prototype specifically developed for road-side bundling was found to produce larger, heavier bundles than bundling machinery intended for in-field use (mean length, diameter and raw bulk density 4.7 m, 0.8 m and 285 kg m–3, respectively, with 299–445 kg oven dry matter per bundle). The machine was a so at least 30% more productive than previously described in-field bundling systems, producing 14–19 bundles per productive work hour (PWh), equivalent to 5.2–7.8 oven-dry tonnes PWh–1. Bundles were estimated to use 67–86% of an LR truck’s 30 tonnes load capacity, similar to proportions used when transporting loose LR. However, a continuous feeding and compressing process would probably almost double productivity, while longer bundles would enable full use of truck load capacity. With such improvements bundling at road-side could provide a viable alternative to current LR-recovering systems

Underlag för skogligt länsprogram Gotland : de gotländska skogarnas historik, nuläge och framtid

Föreliggande rapport utgör underlag för Länsstyrelsen i Gotlands läns skogsvårdsfunktions skogliga länsprogram för perioden 2000-2010. Det skogliga länsprogrammet avser att belysa frågor som rör skogen och skogsnäringen i länet. En betydande del skall ägnas åt att beskriva skogsbrukets förutsättningar som sedan kommer att ligga till grund för formulering av ett antal målsättningar för den skogliga verksamheten. Gotland skiljer sig från övriga Sverige i många avseenden. Ur skoglig synvinkel är det främst det extremt maritima klimatet, den kalkrika berggnmden, det tunna jordtäcket och den låga mängden nederbörd under vegetationsperioden som drar till sig uppmärksamheten. Gotlands län omfattar en total landareal av 298 000 ha av vilka 124 000 ha, dvs 42 %, utgörs av produktiv skogsmark. Nationalparker och naturreservat omfattar 5 450 ha av skogsmarksarealen. Hela 85% av skogsmarksarealen återfinns i privat ägo. Virkesförrådet på skogsmarken är i genomsnitt 110 m'sk/ha, vilket är 14 m'sklha lägre än riksgenomsnittet. Det totala virkesförrådet på Gotland uppgår till 15, l miljoner m'sk. Hela 73 %av virkesvolymen utgörs av tall, vilket är en högre volymandel tall (Pinus sylvestris) än vad något annat län i landet har. Tillväxten på skogsmarken är i genomsnitt 3,4 m'sklha, vilket är 0,9 m'sk/ha lägre än riksgenomsnittet. Under 1990-talet avverkades en volym motsvarande två tredjedelar av tillväxten. Historiskt sett har de gotländska skogama kraftigt överutnyttjats och det var först i början av 1900-talet som åtgärder vidtogs för att vända den negativa trenden. Under 1900-talet har skogstillståndet stadigt förbättrats och virkesförrådet näst intill fördubblats. För att upprätthålla tillståndsförbättringen och för att nyttja skogspotentialerna förespråkar skogsvårdsfunktionen en ökning av de skogliga aktiviteterna. Samtidigt bör miljö-och kulturhänsynen öka. Formulering och kungörelse av skogsvårdsfunktionens strategier och målsättningar tros kunna gynna den skogliga utvecklingen i önskad riktning. Länsprogrammet bör därför innehålla både långsiktiga mål samt mer konkreta kortsiktiga etappmål. l enighet med den rådande nationella skogspolitiken föreslås följande långsiktiga delmål för det gotländska skogsbruket: A) Skötseln av all skog skall ske ur ett landskapsekologiskt perspektiv med kännedom om processer som historiskt sett präglat landskapet. B) skogsbruksmetoderna skall i görligaste mån anpassas till de ståndorter där träden ingår så att skogsmarkens naturliga processer och produktionsförmåga bevaras. C) Simgen brukas så att växt-och djuratier som naturligt hör hemma i skogen ges förutsättningar att fortleva under naturliga betingelser och i livskraftiga bestånd. D) Skogens uthålliga produktionsförmåga utnyttjas. E) Vid skötseln av skogen tillvaratas möjligheterna till mångbruk F) Samtliga fornminnen på skogsmark bevaras i oskadat skick. För perioden 2000-201 O föreslås följande regionalt anpassade etappmål: I. skogsbrukets aktiviteter i form av föryngringsavverlming och skogsvård ökar jämfört med 1990-talet. • Föryngringsavverkningen ökar från 148 000 till200 000 m'sk per år. • Gallringen ökar från 76 000 till 80 000 m'sk per år. • 30 % av gallringsarealen utgörs av förstagallring. • Röjningsarealen ökar från 900 till l 000 ha per år. • Tillfredsställande föryngring 5 år efter föryngringsavverkning uppnås på l 00 % av föryngringsarealen. Tät föryngring uppnås på 50 % av arealen. Il. Skogsbrukets naturvårdshänsyn förbättras med ölming av död ved, gammal skog och lövskog. • Arealen skog äldre än 140 år skall omfatta minst 5 % av skogsarealen. • Träd äldre än 140 år skall finnas spridda som evighetsträd i all skog. • Arealen lövrik skog ökar till minst 30 % av skogsarealen. • Mängden hård död ved i olika dimensioner ökar. III. Arealen produktiv skogsmark undantagen från skogsproduktion ökar. • 5 % av länets produktiva skogsmark, exklusive Gotska Sandön, skyddas i form av nationalparker, större reservat eller biotopskydd. • l % av skogsmarken avsätts frivilligt eller genom naturvårdsavtaL • Nyskapade skyddsformer förläggs främst till lövskog och naturskogsliknande skogar med höga naturvärden och lång kontinuitet IV. Samtliga fornminnen på skogsmark bevaras i oskadat skick. En fortlöpande uppföljning och utvärdering av de föreslagna etappmålen rekommenderas under tioårsperioden, lämpligen genom statistikinsamling till följande indikatorer: a) Åtgärdsareal och virkesuttag, totalt och fördelat på föryngringsavverkning, gallring, röjning och övrig avverkning. b) Skogens åldersklassfördelning och årliga tillväxt. c) Arealandel med godkänd föryngring samt föryngringsareal fördelad på föryngringsmetod .. d) Areal samt andel äldre lövrik skog respektive lövskog av total produktiv skogsmarksareaL e) Mängd hård död ved inom total produktiv skogsmarksareaL f) Areal gammal skog samt dess andel av total produktiv skogsmark. g) Areal med god ståndortsanpassning, samt andel av total produktiv skogsmark. h) Areal med tillräcklig hänsyn till natur- och kulturmiljö, samt andel av total produktiv skogsmarksareaL i) Areal skyddad skogsmark för naturvårds- och kulturmiljövårdsändamål och dess andel av total produktiv skogsmarksareaL j) Andel skadade fornminnen fördelade på skadeorsak, fornminnestyp, län, kommun och andel skogsmark som är fomminnesinventerad. För att etapp- och delmålen skall uppnås ställs stora krav på den enskilde skogsägaren, både vad gäller att följa existerande lagar och att frivilligt vidtaga lämpig hänsyn vid skogsbrukarrdet skogsvårdsfunktionen har som tillsynings- och sektorsansvarig myndighet ett omfattande ansvar för att bistå skogsägarna till att bedriva ett miljö- och produktionsmässigt uthålligt skogsbruk. Länsprogrammet utgör en del i ansträngningarna att styra utvecklingen i önskad riktning. Ä ven om skogsvårdsfunktionen, i funktion av kreatör, åtnjuter huvudansvaret för att länsprogrammets etapp- och delmål kommer att genomsyra det gotländska skogsbruket i framtiden, så innehar även övriga skogliga aktörer och intressenter en viktig roll. Möjligheterna till ett framgångsrikt genomförande av länsprogrammet bottnar nämligen i ett gott samarbete mellan de intressenter som berörs av det gotländska skogsbruket.This paper constitutes the outlinefor the County Forest Strategy for the period 2000-2010 which the County Administration ofGotland's Farestry Unit is responsible for. The County Forest Strategy addresses questions concerning forests and farestry in the county. A great part is devoted to describing the condition of the fm·ests, and w il! be the basis for the stating of a number oftargets and objectives for future farestry activities. The county of Gotland consists of one main is land and a number of smaller islands, all situated in the middle of the Baltic Sea. The maritime climate, the calcareous thin soils and the summer droughts differentiate Gotland from rnainland Sweden. The county's terrestrial surface covers 298 000 hectares, out ofwhich 124 000 hectares (42 %) are classified as productive forest land. 5 450 hectares ofthe productive forest land is made up of national parks and nature reserves. Private owners hold as much as 85% of the forest land. The county's total forest volume amounts to 15, l million m3sk (cubic meter trunk volume a bo ve stump, including bark). As much as 73 % of the volume consists of Scots pin e (Pinus sylvestris), which is a higher volume share than in any other county in Sweden. Gotland' s average annual growth on forest land is 3,4 m3sk per hectare and year. During the period 1990-1999, a volume representing two thirds of the decade's accumulated annual growth was harvested. Historically, the county's forests have been over-exp1oited, and measures to restare the depleted forests were not taken until the beginning of the 20111 century. During this last century the state of the forests has steadily improved and the forest volume has almost been doubled. To maintain the improvement and to utilise forest resources, the Farestry Unit calls for more intense forest management. Increased environmental and cultural consideration is also stressed. This paper suggests six Iong term objectives to gether with four quantified targets for the period 2000-20 l O. A continuos foliow-up and evaluation of the proposed targetsis recommended during the ten-year-period, mainly through assessments of ten proposed indicators. The achievement of the short term targetsand the Iong term objectives demands a great deal of private forest owners, bothin following existing legislatian and in voluntarily taking proposed cancern of the environment. The Farestry Unit has a !arge responsibility to help the forest owners to conduct the suggested forest management. Other farestry actors also have an important roll in the County Forest Strategy, ofwhich the successful accomplishment is based on fruitful ca-operation between the parties cancerned with Gotland' s forestry

Drivers of Advances in Mechanized Timber Harvesting – a Selective Review of Technological Innovation

Timber harvesting operations vary greatly around the world, as do the adaptations of technology to the complex, locally variable conditions. Similarly, technological innovations occur as a response to a large number of different situations. This review examines the three main drivers considered to generate substantial technological change in mechanized timber harvesting: 1) availability of new technology, 2) demand for new products and 3) introduction of new regulations. The main focus is on Nordic cut-to-length harvesting using a harvester and forwarder, partly due to its advanced level of technology and partly due to the authors’ backgrounds. Examining new technology, progress towards increased automation is highlighted with examples of entry-level products that provide computer-assisted motion control and semiautomation. Examples of unmanned machines and other high-level automation are also presented. Innovations in the field of bioenergy harvesting are presented as examples of advances addressing the demand for new products. Thus, illustrations span from harvesting of tree parts other than stemwood, to how such harvesting and transportation can be integrated into the traditional stemwood harvest. The impact of new regulations on technological innovation is demonstrated with advances aimed at reducing soil damage. Examples range from technical solutions for reducing soil pressure, to walking, flying and even climbing machines. Some predictions are given as to when certain advances can be expected to become reality. However, even though the main drivers are likely to change timber harvesting with new products and new rules, they will probably do so through a continued adaptation of technology to local needs

A framework for defining weights of decision makers in group decision-making, using consistency between different multicriteria weighting methods

Most forest operations are complex problems that require the weights of relevant criteria - representing trade-offs between various economic, ecological, and social aspects of the problem - to be defined. Usually this is done by using multicriteria weighting method(s) in a group (participatory) context in order to include different opinions and to minimize risk of poor individual judgments. Furthermore, in group decision-making, the weights of decision makers (DMs) must be defined. However, no consensus exists on the best way to determine related weights assigned to DMs. For that purpose, we propose the consistency-based group decision-making framework (CGDF), which uses the expertise of a DM to weight the responses of the DM when deriving an overall group decision. The novel part of CGDF is the inter-weights consistency method (ICM) for evaluating the expertise of a DM based on the consistency of the weights the DM assigns to different criteria using different multicriteria weighting methods. We demonstrate the utility of ICM and CGDF by applying them to a decision-making problem from Swedish forest operations - defining weights of criteria relevant for designing the machine-trail network for driving in the forest terrain

The need for flexibility in forest harvesting services - a case study on contractors' workflow variations

In many parts of the world, contractors account for the main share of harvesting work. Harvesting is characterized by innate complexity and volatility, and this can affect contractors' workflow and ultimately their profitability. Thus, there is certainly a need for flexibility in harvesting service provision and procedures, but our current knowledge about contractors' workflow variations are limited. This study investigates workflow variations in harvesting services by comparing monthly variations between contractors' workload in terms of harvested volumes and the time spent on operations. The data originates from 77 machines belonging to contractors and their harvesting of 6.6 million m(3) of roundwood in Sweden during a two-year period. The results indicate differences between contractors' workflow variations which can be attributed to the number of machines, machine sizes, and the workload in harvested volume and hours. These findings are relevant for guiding both the customer and contractor in this business relationship, and they could also serve as a basis for further research on the need for flexibility to effectively increase and decrease volume production in harvesting services

Utvärdering av skotning med påhängsvagn

Att utöka lastkapaciteten med hjälp av vagn(ar) efter ett dragfordon är givetvis ingen nyskapande innovation. Inom de flesta transportarbeten maximeras lastkapaciteten under de givna fysiska och ekonomiska begränsningarna. Påhängsvagn för skotare har testats tidigare och slutsatserna var att även om själva transporteffektiviteten ökade, så var lastningen av vagnen betydligt svårare än lastningen av själva skotaren. Kostnadseffektivitet uppnåddes därför bara vid relativt långa terrängtransportavstånd. Tack vare teknisk utveckling och ökat fokus på att begränsa markpåverkan finns det dock ett pånyttfött intresse för skotarvagnar. Dagens kranar är betydligt mer kraftfulla och det finns i dagsläget ett stort fokus på att minska skogsbrukets markpåverkan. Att fördela last på fler hjulaxlar skulle kunna vara ett sätt att minska skotningens markpåverkan. Syftet med denna studie var därför att med hjälp av fältstudiedata jämföra skillnaderna i tidsåtgång, bränslekonsumtion samt markskador vid skotning med och utan påhängsvagn, samt med reducerad last (för att minimera markskador). Skillnaderna i tids- och bränsleåtgång nyttjades till ekonomiska jämförelser under olika skotnings¬förutsättningar. Den studerade skotarens lastade vanligtvis 15 ton, och vagnen ökade kapaciteten med 10 ton (dvs med 66%). Att använda vagnen ökade tidsåtgången och bränsleförbrukningen under transportarbetet, men räknat per skotat ton behövdes 25-33% kortare tid samt 22-27% mindre bränsle jämfört med om transporten gjordes utan vagn. Att lasta och lasta av vagnen tog 44% respektive 94% mer tid och bränsle än att göra motsvarande arbete till och från skotarens lastutrymme. Om användningen av skotarvagnen är lönsam beror därför på transportavståndet. Resultaten visar att användningen av vagnen minskar bränsleförbrukningen vid transport¬avstånd över 400 m enkel väg. Givet kostnaden för den testade vagnen (220 000 kr), blir det kostnadseffektivt att använda vagnen vid transportavstånd över 600 m enkel väg. Dessa brytpunkter gäller dock under mer eller mindre optimala förhållanden (tex plan mark). Kostandsberäkningarna för studiens traktbanksdata över slutavverkningar, visar att i grundscenariot var skotarvagns¬användning bara lönsam för 12-19% av volymen. Om skotarvagnen skulle användas till all skotning skulle den totala kostnaden öka med 4-7% jämfört med skotning utan vagn. Känslighetanalyser visade att det fanns förhållandevis lite att vinna på att använda vagnen som en standardutrustning vid all skotning, medan det skulle kunna bli stora extra kostnaderna. Slutsatsen av de ekonomiska analyserna blir därför att det troligtvis vore lämpligt om flera skotare delar på en skotarvagn, som används på trakter där vagnens fördelar kommer till sin rätt. Testområdet hade god bärighet tack vare dess ovanligt stenrika morän, så det var svårt att utvärdera generella skillnader i markpåverkan mellan skotning med och utan vagn. Studien gav dock stöd för resonemanget om mindre markpåvekan om lasten fördelas på skotare och vagn, även om totala lastvikten är högre än om skotning görs utan vagn. Ytterligare studier behövs dock för att belysa frågan bättre, och då på känsligare mark. Studierna visade på tekniskt förbättringsbehov rörande vagnsdraget, avståndet mellan skotar- och vagnsvirke samt lastsäkring. Dessutom bör de mer långsiktiga effekterna på framförallt skotares kran och drivlina utredas ytterligare. Sammantaget indikerar studien att det finns en ekologisk, och till viss del också ekonomisk potential, som gör att skotarvagnsanvändning förtjänar fortsatt uppmärksamhet