Knowledge Retention and Changes in Licensed Chainsaw Workers’ risk awareness

Work with chainsaws is hazardous and felling trees is the activity with the highest risks for injuries and fatalities. While industrial forestry is increasingly mechanized, manual felling is still the main work method for private, small-scale forest owners. During this work, the workers' safety heavily depends on their skill and safe practice, so training is presumably important for preventing injuries and reducing fatalities. Unfortunately, private forest owners have been difficult to reach with this kind of safety intervention. Moreover, target chainsaw users are not likely to repeat the training very frequently. Hence, the training must both be effective and be so for many years to come. This paper addresses the knowledge retention and self-reported changes in behaviour of 682 chainsaw users who passed the exam for the Swedish chainsaw licence 1, 3, 5, 7 or 9 years previously. Acquisition of the licence resulted in a strong increase in 98% of the participants' risk awareness and safe work practices. Less than half (45%) of the participants passed a re-test equivalent to the theoretical examination for the chainsaw licence. Private forest owners performed somewhat better than employees did. The main indicator of retained knowledge of safe chainsaw handling was frequency of practice the previous year. After one year, the test results did not deteriorate with additional time. Based on those results, the best practice is to ensure regular usage of the chainsaw and refresher training when the chainsaw has not been used for a year

Human factors in mechanized cut-to-length forest operations

Although forest operations research has a more than 50-year-long tradition in the field of human factors, there is a current decline in resources put on continuous and systematic human factors research. Therefore, the overall aim of this thesis was to contribute new knowledge on working conditions in mechanized cut-to-length logging operations and their relationship to system performance. Findings from four different studies, each using different research methods and approaches, were compiled and discussed based on their relevance to operator working conditions and logging system performance in a Nordic context and with a broader international outlook. A human, technology and organization (HTO) framework was used in Study I to scrutinize the problems that exist in the interactions between these three aspects. The body of knowledge on the H, T and O aspects was extended in Studies II, III and IV based on problem identification Study I. In study II, it was emphasized that most Swedish logging contractors were relatively small enterprises working purely with machine operations. Consequently, with the exception of between harvester and forwarder, task rotation has limited potential to be implemented within most companies. In Study III, forwarder crane work was essentially ruled out as a major source of harmful levels of whole body vibration (WBV). The results also indicated that the choice of grapple may prove important with respect to avoiding costly growth losses for the landowner and environmental concerns. In Study IV, gaze behaviour was investigated in an observational field study. By comparing operators in first thinning, second thinning and final felling, a task-dependent information search pattern was identified. Specifically, the information on the bucking monitor and the tree being felled was less frequently attended to, i.e. less interesting, during first thinning than during the other operation types. Taken as a whole, much of the forestry literature focuses on individual aspects of the work environment, as in studies II-IV, and a systems perspective is less frequently applied. A hindrance to applying a systems perspective is that it demands transdisciplinary research teams and interdisciplinary research. However, this should be seen as an opportunity and not a hindrance to successful future research

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

Ranking Research and Development Needs of Silvicultural Operations for a Plantation Forestry Cooperative

Forest Owners Organizations can help small- and medium-scale private landowners stay competitive by conducting and sharing research and development (R and D) activities. This study evaluated R and D needs for silvicultural operations to inform an R and D strategy for the cooperative. Individual and group priorities were collected using the Analytical Hierarchy Process via a web survey and web meeting. Consensus in priorities was followed by an assessment of the cooperative's capacity to carry out in-house research. Two regional managers, eight plantation managers and one R & D/Technology manager participated in one or more stages of the process. Participants ranked most silvicultural operations similarly. However, the variation was largest for harvest residue, seedling, and stump management. Minor regional differences were found but both regions (south and north) had "very high" group consensus indicators (86.2% and 89%, respectively). The group decision ranked R and D in harvest residue management as the highest priority, followed by soil preparation and planting methods. The cooperative's strongest capacity for in-house research was in the execution of the experimental design to address the research questions (implementation). The weakest research capacity was found in terms of harvest residue, seedling, and stump management. Hence, the cooperative is dependent on research institutions. These findings can be used to inform and align the cooperative's R and D strategy, investments, and their research collaborations

Global analysis of the slope of forest land

Forests of the world constitute one-third of the total land area and are critical for e.g. carbon balance, biodiversity, water supply and as source for bio-based products. Although the terrain within forest land has a great impact on accessibility, there is a lack of knowledge about the distribution of its variation in slope. The aim was to address that knowledge gap and create a globally consistent dataset of the distribution and area of forest land within different slope classes. A Geographic Information System (GIS) analysis was performed using the open-source QGIS, GDAL and R software. The core of the analysis was a digital elevation model and a forest cover mask, both with a final resolution of 90 m. The total forest area according to the forest mask was 4.15 billion hectares whereof 82 per cent was on slope < 15°. The remaining 18 per cent was distributed over the following slope classes, with 6 per cent on a 15–20° slope, 8 per cent on a 20–30° slope and 4 per cent on a slope > 30°. Out of the major forestry countries, China had the largest proportion of forest steeper than 15° followed by Chile and India. A sensitivity analysis with 20 m resolution resulted in increased steep areas by 1 per cent point in flat Sweden and by 11 per cent points in steep Austria. In addition to country-specific and aggregated results of slope distribution and forest area, a global raster dataset is also made freely available to cover user-specific areas that are not necessarily demarcated by country borders. Apart from predicting the regional possibilities for different harvesting equipment, which was the original idea behind this study, the results can be used to relate geographical forest variables to slope. The results could also be used in strategic forest fire fighting and large-scale planning of forest conservation and management

Risker vid service av skogsmaskiner - lägg band på tekniken!

Årligen sker enligt arbetsmiljöverket ca 100 olyckor inom skogssektorn. Hur många olyckor som sker vid skogsmaskinarbete vet vi inte men eftersom de små entreprenörer och skogsfastighetsägare som arbetar med skogsvård och avverkning har låg benägenhet att rapportera olycksfall och incidenter. Mycket tyder dock på att service och reparationer är de mest olycksdrabbade aktiviteterna vid maskinell avverkning. Vid avverkning så är maskinkörningen och hantering av stockar är de stora orsakerna till faror men vid servicearbete är det utformningen av själva skogsmaskinen som ger upphov till faror för arbetaren. Utformningen av maskinen kan påverka både sannolikheten för en olycka och de konsekvenser som olyckan kan få för arbetaren om olyckan är framme. Är maskinen utformad så att servicearbete kräver att maskinföraren klättar upp på den och arbetar på hög höjd så blir konsekvenserna större om föraren snubblar, och är stegen eller plattformar bristfälligt utformade så ökar sannolikheten för att någon snubblar. Även om det går att utföra handlingar på ett korrekt och säkert sätt så kan maskinen vara utformad så att den döljer möjligheter till säkra handlingar, den kan inbjuda till ett riskfyllt beteende eller så är maskinen designad så att det riskfyllda beteendet uppfattas som mycket snabbare och enklare än det säkra. I dessa situationer blir det för människan naturliga beteendet det mer osäkra alternativet. I ett led att minska olycksfallen inom skogsbruket så undersöktes farliga och vanliga beteenden i samband med service och underhåll av skogsmaskiner. Utifrån denna undersökning gavs förslag på hur förare, maskinägare och maskintillverkare kan förbättra design, rutiner och utbildningsinsatser för att förbättra säkerheten i arbetet. Studien har genomförts i tre steg: (1) genomgång av statistik över olycksfall i skogsbruksarbete, (2) fältstudie med skogsmaskinsförare och (3) analys av teknisk utrustning. Under dessa steg genererades förslag på designändringar och instruktioner för att öka säkerheten. Metoden som användes för analys av den tekniska utrustningen heter CCPE-metodiken (Combined Cognitive and Physical Evaluation) och är framtagen av Lars-Ola Bligård på Chalmers. I metoden används fördefinierade frågor som strukturerar och guidar analysen av huruvida tekniken hindrar användaren att utföra sitt arbete på ett säkert och ergonomiskt bra sätt. Förutom en granskning av den officiella statistiken så granskades alla SCA-skogs rapporterade olycksfall och incidenter under 1,5 år. Därtill intervjuades 15 maskinförare och 10 observationer utfördes på skogsmaskiner under användning (service och reparation). Resultaten visade att fallolyckor var de vanligaste olycksfallen vid arbete utanför maskinen. Fall från maskinen är farofyllda både då man kan falla illa och slå i marken samt att man kan fastna i maskinen vid fallen, vilket lätt kan orsaka vridna eller brutna kroppsdelar. Vid fönstertvätt, avtagning av band, tankning och sågkedjebyte finns ibland en risk att falla från maskinen. Vid avtagning av band och sågkedjebyte finns även risk för skador av själva utrustningen med till exempel skär- och klämsår som möjlig följd. För att förbättra arbetsmiljön kan användarna (maskinägare och maskinförare) använda sig av en tre-stegs arbetsbock (trappstege) vid behov att arbeta på högre höjd, använda fönsterputsverktyg med skaft och byta ut dunken mot ett litermått vid tankning av AdBlue, framförallt om arbetet utförs på höjd. Det företag eller den person som köper in maskinen kan tänka på att beställa eller köpa maskiner där så många arbetsuppgifter kan utföras från marken som möjligt, till exempel tankning av maskinen. Efter att maskinen varit i bruk ett tag bör ägaren göra en uppföljning om hur det är att arbeta med maskinen, vilka inbyggda risker som finns i den speciella modellen och vid behov modifiera maskinen eller utbilda förarna. Exempel kan vara att förarna har upptäckt att ett extra handtag eller grepp skulle 2 göra klättrandet på maskinen säkrare eller enklare. Större företag bör också använda detta som ett tillfälle att lära inför kommande maskininköp. Vid uppföljningen så kan även extra halkskydd monteras på maskinen för att undvika att föraren halkar, samt att indikera var fötterna bör sättas. Det är sedan viktigt att kontrollera att halkskydden sitter kvar och komplettera i de fallen de har ramlat av. För skogsmaskintillverkarna så finn det generellt sett möjligheter att förbättra utformningen så att den bättre är anpassad till mänsklig antropometri, dvs människans variation i fysiska förutsättningar. Viktigt är att anpassa maskinen efter människans naturliga rörelsemönster och att i olika situationer avgöra ett ett minsta avstånd mellan handtag på maskinen så användaren i alla situationer kan hålla i sig med minst en hand. Förslaget till tillverkare är då att använda ergonomisimulering med datormanikiner i utvecklingen. Med dessa verktyg kan maskindesign redan i utvecklingsstadiet utvärderas med hänsyn till användning både av människor av olika kroppsstorlekar och i rörelse vid olika arbetsmoment. Ytterligare lärdomar från projektet är att det finns många bra idéer bland maskinförare kring hur man ökar säkerheten men man måste jobba aktivt för att samla upp dem och kommunicera ut dem! Vad som är farligt kan variera från maskin till maskin så att göra en generisk instruktion kan vara farligt och kontraproduktivt

The economic potential of semi-automated tele-extraction of roundwood in Sweden

The mechanization of roundwood harvesting in Sweden has historically cut costs rapidly. However, machinery and work methods have conceptually stayed the same since the introduction of the single-grip harvester. Current trends indicate that the next major wave of development will be based on automation, and that teleoperation is a step in this direction. This study aims to evaluate the economic potential of semi-automated tele-extraction compared to standard forwarding within the Nordic CTL two-machine harvesting system. The initial scenario examined autonomous terrain transportation with teleoperation during loading and unloading. A Discrete Event Simulation was implemented in the AnyLogic software. Input data included 1100 Swedish harvest sites, with in total 1.6 million m(3) and extraction distances from 20 to 1500 m. Scenarios with different numbers of teleoperators for a fleet of ten forwarders were tested. The optimum number of operators was seven per ten forwarders, resulting in a potential extraction cost reduction of 7% compared to standard forwarding. Extraction distances further than 500 m enabled use of five or six teleoperators, resulting in potential cost reductions of up to 15%. The highest potential cost reductions were linked to increased time used for autonomous driving, increasing the teleoperator availability for other machines. The simulation model provides a framework for further evaluation of new scenarios of automation and teleoperation of forwarders

Vibration Exposure in Forwarder Work: Effects of Work Element and Grapple Type

Exposure to whole body vibration (WBV) is a major concern in mechanized forestry work because its adverse effects may become exacerbated by repetitive hand and arm movements, and nonneutral body postures. Moreover, shock-type vibrations have recently been suggested as a possible agent behind pains in the neck and shoulders of forest machine operators. Shocks have been identified in forwarders during loading, but the effects of crane work in forwarders have, to the best of our knowledge, not been studied. Thus, the aim of this study was to assess contributions of crane work elements, and potential effects of the use of three grapple and brake-link combinations, to vibration exposure levels in a small forwarder. Repeated measurements of cabin WBV were acquired, and work elements timed, as a single experienced operator forwarded wood piles on a standardized track in northern Sweden, using the same forwarder and work procedures with each grapple and brake-link combination. The studied crane equipment was found to have little or no effect on the daily WBV exposure. Furthermore, exposure to shock-type vibrations while loading appears to be due to driving rather than crane work. However, there were fewer collisions with remaining trees while using the tilt grapple with brake link, suggesting its use provides a more relaxed and comfortable work environment for forwarder operators and financial benefits for the forest owner by reducing damage in the remaining stand

Implementering av skyddsbågar på fyrhjulingar : en utvärdering av användares erfarenheter av ett vältskydd

Intresset för fyrhjulingar har ökat under de senaste åren och fyrhjulingen är idag ett frekvent använt arbets- och nöjesfordon i Sverige. Enbart under år 2021 registrerades 12 000 nya fyrhjulingar i Sverige. Med en mer utbredd användning av fyrhjulingar så har också antalet allvarliga olyckor och dödsfall i samband med fyrhjulingskörning ökat. Trafikverket, försäkringsbolag, skogsföretag, forskare och en del branschorganisationer har under de senaste åren därför initierat flera projekt och insatser i syfte att öka säkerheten och minska antalet omkomna och skadade fyrhjulingsanvändare. En säkerhetshöjande åtgärd som återkommande lyfts fram i forskningen är att utrusta fyrhjulingen med ett vältskydd, en så kallad skyddsbåge, som skyddar föraren vid vältningsolyckor. Vid en vältningsolycka riskerar föraren att hamna i kläm under maskinen, men med ett vältskydd som hindrar maskinen från att rulla runt så minskar denna risk betydligt. I vissa länder, t.ex. Australien, finns idag krav på att fyrhjulingar skall vara utrustade med någon typ av vältskydd. I Sverige har intresset för att utrusta fyrhjulingen med vältskydd hittills varit begränsat. En del studier har pekat på att det både bland förare och tillverkare har funnits ett motstånd mot implementering av vältskydd, bl.a. på grund av en oro för att det skulle vara hindrande för normal användning.Det övergripande syftet med detta projekt har varit att kartlägga och beskriva erfarenheterna från en stor grupp med användare av fyrhjuling med vältskydd och därigenom öka säkerheten och det allmänna medvetandet om nyttan med vältskydd på fyrhjulingar. En målsättning är att detta arbete kan skynda på utvecklingen av säkerheten för fyrhjulingar och på sikt leda till en storskalig implementering av vältskydd i Sverige, i likhet med den utveckling som redan skett i andra länder.För kunna samla in erfarenheter från fyrhjulingsanvändare med vältskydd så importerades vältskydd av märket Quadbar från Australien och distribuerades till ca 50 personer som hade anmält intresse att montera ett vältskydd på sin fyrhjuling och därefter dela med sig av sina synpunkter och erfarenheter. Dessa synpunkter samlades in vid tre olika enkättillfällen. Den första enkäten gjordes inför monteringen av vältskyddet, den andra efter en kortare tids användning och den sista drygt ett år efter att vältskyddet hade monterats. Den första enkäten besvarades av 50 deltagare, den andra av 38, och den sista enkäten besvarades av 37 deltagare.De vanligaste farhågorna inför projektet var att vältskyddet skulle påverka körningen och framkomligheten, eller att det skulle vara hindrande för transporter. Exempelvis att det kan fastna i låg hängande grenar eller liknande och därmed orsaka en olycka. Andra farhågor var att det skulle vara hindrande för användningen av vissa redskap, så som vinsch eller släp. Ur ett säkerhetsperspektiv var deltagarna generellt positivt inställda till vältskyddet.En stor majoritet av deltagarna använde normalt sin fyrhjuling till transporter av material, person och utrustning i skogsbruket, eller till transporter på gården. Färre än hälften använde den normalt till nöjesåkning. De vanligaste terrängtyperna som fyrhjulingen framfördes i var skogsmark, enskild väg, traktorväg och jordbruksmark. En mindre andel av deltagarna framförde i normala fall fyrhjulingen på allmän väg. Det var mycket vanligt att fyrhjulingen kördes tillsammans med ett tillkopplat släp som saknade bromsar. Drygt hälften av deltagarna transporterade även last på fyrhjulingens bakre eller främre lastbåge.Under testperioden var ca 20 % av deltagarna med om en olycka eller incident med sin fyrhjuling. Totalt inrapporterades tio olyckor eller incidenter. Vid de vältningsolyckor som inträffat hade vältskyddet fungerat som det var tänkt och haft en positiv inverkan på utfallet, enligt de beskrivningar som deltagarna har lämnat. Vid några av de mindre allvarliga incidenterna hade förarna av ovana eller oaktsamhet missbedömt den nya höjden på ekipaget eller glömt bort att de Sammanfattning hade vältskyddet bakom ryggen, vilket hade lett till att vältskyddet hade tagit i när de kört under låga passager (t.ex. en klädlina). Inga personskador har inrapporterats i samband med incidenterna.Deltagarna var generellt nöjda med den vältskydd de hade haft, vilket framgår av att en stor andel uttryckte att det var troligt eller mycket troligt att de skulle rekommendera Quadbar till sina bekanta. Resultaten visar också att deltagarnas säkerhetskänsla ökade med vältskyddet monterad på fyrhjulingen. Detta gällde både för deras egen och för andra förares säkerhet. Deras trygghetskänsla ökade över tid.De mest vanliga bekymren som en del deltagare hade upplevt var att det aktuella vältskyddets infästning försämrade möjligheten att koppla till släpp på fyrhjulingen, samt att det försvårade användningen av vinsch. Den medföljande dragkroksförlängaren ansågs i vissa fall ha för dålig hållfasthet. Några deltagare hade därför gjort modifieringar på vältskyddet, dess infästning, eller något tillbehör till denna för att kunna nyttja fyrhjulingen enligt sina egna behov. Att vältskyddet gjorde ekipaget högre försvårade också transport av fyrhjulingen på släp med kåpa. Flera deltagare efterlyste därför en smidigare lösning för att tillfälligt kunna plocka av eller vika ner vältskyddet. Liknande önskemål hade de som ville kunna använda vinsch eller för att komma åt förvaringsutrymmen som annars blockerades av vältskyddet.En av studiens slutsatser är att vältskyddet generellt verkar ha fungerat bra för de flesta av deltagarna, och användningen av vältskydd kan öka både den upplevda och den faktiska säkerheten vid fyrhjulingsanvändning. Deltagarnas positiva inställning till att rekommendera vältskyddet till bekanta kan antas bidra till ett ökat intresse hos fler att införskaffa denna eller liknande vältskydd. Projektet har också synliggjort vad som särskilt behöver utvecklas för att just Quadbar ska bli ännu bättre lämpad för fyrhjulingsanvändare som främst nyttjar den i skogsbruket

Modeling users and domain : a systems perspective

För att skapa en produkt som stödjer kundens mål och arbetsprocesser är det av stor vikt att identifiera vilka, men även var och i vilket sammanhang de potentiella brukarna är och agerar. Moderna styrsystem ger möjligheter för flera olika personalkategorier att arbeta med systemen och dessutom används systemen inom skilda domäner där det finns olika behov. Det fanns därför ett behov att, på uppdrag av ABB, utreda vilka behov dessa olika personalkategorier har och hur styrsystemet uppfyller dessa, samt på vilka punkter systemet skulle kunna utöka sitt stöd för de uppgifter som skall utföras.   I form av en fallstudie genomfördes därefter en kartläggning av arbetsmiljö, personalkategorier och olika uppgifter och mål som uppfylls av personalen. Fallstudien genomfördes utifrån ett systemperspektiv med ett sammansatt kognitivt system (JCS) som enhet för analys. Detta perspektiv var även tongivande vid presentation av resultaten i form av karaktäristiska gestaltningar av både brukare och domän.   Studien har visat att befintliga gestaltningstekniker inte är tillräckliga för att gestalta brukare, domän och samspelet där emellan. Vad som krävs är mer djupgående domänbeskrivningar samt ett format för att presentera interaktionen mellan gestaltningarna. Att göra domän- och brukargestaltningar är i sig ingen garanti för att ett systemperspektiv antas, utan hela processen från datainsamling till bruk av färdiga gestaltningar är viktiga komponenter i strävan efter att erhålla ett systemperspektiv.   Den troligtvis viktigaste egenskapen för att säkerställa ett systemperspektiv är expertkunskap hos skapare och brukare av de karaktäristiska gestaltningarna.