FORDELINGSAPTERING VERSUS TRADISJONELL VERDIAPTERING I ULIKE SKOGTYPER I NORGE

Transkript

1 Oppdragsrapport fra Skog og landskap 18/2009 FORDELINGSAPTERING VERSUS TRADISJONELL VERDIAPTERING I ULIKE SKOGTYPER I NORGE Et casestudie fra Sør-Valdres Erlend Nybakk Terje Birkeland

2 Oppdragsrapport fra Skog og landskap 18/2009 FOREDLINGSAPTERING VERSUS TRADISJONELL VERDIAPTERING I ULIKE SKOGTYPER I NORGE Et casestudie fra Sør-Valdres Erlend Nybakk Terje Birkeland Omslagsfoto: Fra hogstforsøket. Fotograf: Erlend Nybakk, Skog og landskap Norsk institutt for skog og landskap, Pb 115, NO-1431 Ås

3 FORORD Denne rapporten er en beskrivelse og oppsummering av forsøket som ble gjennomført i Begnadalen, som et delprosjekt i prosjektet Kundestyrte Tømmerleveranser. Viken Skog, Haslestad Bruk, Begna Bruk, Treteknisk og Skog og Landskap var prosjektpartnere. En stor takk til Johan J Möller og John Arlinger (Skogforsk, Uppsala), Knut Finstad og Per Otto Flæte (Treteknisk), Knut Lundem Hougsrud og Gunnar Åsen (Begna Bruk AS), Tom- Erik Holmstad, Lars Kristen Haug og Morten Fagerås (Viken Skog BA), og Bruce Talbot (Skog og landskap) for bidrag til forsøket og tilbakemelding på rapporten. Prosjektet er finansiert av Norges Forskningsråd, Skogtiltaksfondet og ved egeninnsats av prosjektpartnerne. Ås, november 2009 Erlend Nybakk Terje Birkeland

4 SAMMENDRAG Omsetningssystemet for tømmer i Norge har de siste årene vært gjennom store forandringer. Før ble tømmerprisene fastsatt i sentrale forhandlinger, hvor man forhandlet om en fast volumpris for massevirke og prisnivået til en fast prisforholdstabell for sagtømmer. I dag kan hvert enkelt sagbruk forhandle fram og lage sine egne prislister, og på den måten påvirke tømmerfangsten etter sine behov. I dette studiet analyserer vi nye omsetningsformer for tømmer for å sikre at tømmer kan spesialtilpasses den enkelte kunde. Studiet ser på hvordan fordelingsaptering vil slå ut på tømmerfordelingen ved Begna Bruk i forhold til dagens verdiaptering. Resultatene viser at fordelingsaptering gir relativt stor økning i fordelingsgrad i forhold til verdiaptering uansett skogtype. Resultatene viser også at fordelingsaptering ser ut til å ha en noe større effekt i forhold til verdiaptering i skogtyper med høy bonitet enn i de skog med lavere bonitet. Det ble også stilt spørsmål ved om verditapet vil være mindre i skog på lav bonitet enn i skog med høyere bonitet. Resultatene gir ikke grunnlag for noe helt klart svar, men verditapet er mindre i skogtype 1 (lav bonitet) enn i skogtype 2 og 3 (høyere bonitet). Utsortering av pallevirke innvirket positivt på fordelingsgraden hos sagtømmeret. Denne innvirkningen påvirket derimot ikke forskjellen i fordelingsgrad mellom verdiaptering og fordelingsaptering. Rekkefølgen på hogstene i de ulike skogtypene påvirker til en vis grad utfallet (apteringen). Våre simuleringer viser imidlertid at forskjellen er liten og ikke medfører praktiske implikasjoner. Nøkkelord: Key word: Andre aktuelle publikasjoner fra prosjekt: Hogst, kundetilpassede tømmerleveranser, tømmeromsetning, fordelingsaptering, verdiaptering Harvesting, market-oriented timber production, bucking-to-value, nearoptimal bucking-to-demand Nybakk, E., Birkeland, T. & Finstad, K Bucking-to-demand improves the match between sawmill demand and log supply in Norway. In: 3rd Forest Engineering Conference - Sustainable Forest Operations, pp Mont-Tremblant, Quebec, October 1-4. Nybakk, E., Birkeland, T., Flæte, P.O. & Finstad, K From a buckingto-value to a bucking-to-demand system in Norway: A case study in forests with varying growth conditions. In: Proceedings of the 51st International Convention of Society of Wood Science and Technology, 9 pp. November 10-12, 2008 Concepción, Chile. Birkeland, T., Nybakk, E. & Finstad, K Den store apteringsboka. Norsk institutt for skog og landskap, Ås. 96 s.

5 INNHOLD 1. Innledning Verdiaptering Fordelingsaptering Fordelingsgraden Verdiaptering versus Fordelingsaptering Verdiaptering og fordelingsaptering i ulike skogtyper Verditap jamfør prisliste ved fordelingsaptering i ulike skogtyper Pallevirke Rekkefølge på hogst ved fordelingsaptering Material og metode Material Metode Simulering i OptApt Forutsetninger i studiet Resultater og diskusjon Faktisk utfall av hogst alle skogtyper Verdi- og fordelingsaptering i Skogtype Verdi- og fordelingsaptering i Skogtype Verdi- og fordelingsaptering i Skogtype Verdi- og fordelingsaptering i hele utvalget Verditapet Pallevirkesortiments innvirkning på effekten av fordelingsaptering Rekkefølge på hogst ved fordelingsaptering Konklusjon Referanser i

6 1. INNLEDNING Omsetningssystemet for tømmer i Norge har de siste årene vært gjennom store forandringer. Før ble tømmerprisene fastsatt i sentrale forhandlinger, hvor man forhandlet om en fast volumpris for massevirke og nivået til en fast prisforholdstabell for sagtømmer. I dag kan hvert enkelt sagbruk forhandle fram og lage sine egne prislister, og på den måten påvirke tømmerfangsten etter sine behov. Dette gir sagbrukene en unik mulighet til å påvirke faktorer som lengde, diameter og kvalitet. Å finne denne optimale prislisten krever at man gjør et grundig analytisk arbeid gjennom en større del av verdikjeden. Den senere tids forskning har gitt ny kunnskap om variasjoner i tømmerets virkesegenskaper. Aptering står her sentralt (Palm 1976, Näsberg 1985, Sondell 1991, Bergstrand 1994, Möller and von Essen 1997, Puumalainen 1998, Kivinen and Uusitalo 2002, Kivinen 2004, Malinen and Palander 2004, Kivinen et al. 2005, Kivinen 2006, Nybakk et al. 2007, Birkeland et al. 2008). Felles er at trelastens anvendelse og krav til kvalitet, lengde og dimensjon i økt, men varierende grad, legges til grunn for prislister og apteringsinstrukser. Verdiskapning basert på tømmer avhenger blant annet av hvordan man utnytter variasjonen i tømmerets egenskaper og/eller dimensjoner under aptering i skogen. To ting er avgjørende for å oppnå ønsket resultat: Apteringsinstruksen må være hensiktsmessig, og den må brukes og tolkes riktig i hogstmaskinen. Det overordnete målet med dette studiet er å realisere en mer effektiv, nøyaktig og markedsstyrt tømmerproduksjon. Dette søkes oppnådd ved å studere nye omsetningsformer / apteringsmetoder (i en norsk kontekst) for tømmer for å sikre at tømmer kan spesialtilpasses den enkelte kunde. Studiet fokuserer på hvordan fordelingsaptering vil slå ut på tømmerfordelingen ved Begna Bruk i forhold til dagens verdiaptering. I det følgende kapittelet er studiet forankret teoretisk og hypoteser presentert. En beskrivelse av Material og metode, samt forutsetninger, følger også. Resultatdelen viser det faktiske utfallet i hogstmaskinen ved bruk av fordelingsaptering, og effektene av å fordelingsaptere kontra verdiaptere samme stammemateriale. Sistnevnte er gjort ved bruk av simuleringer i OptApt, og her har vi også vurdert effektene av fordelingsaptering i ulike skogtyper (bonitet, høyde over havet). Vi presenterer også effekter ved fordelingsaptering ved diverse andre aktuelle forutsetninger (med og uten pallevirke, rekkefølge bestand) Verdiaptering Verdiaptering er en ensidig verdioptimering av tre-stammen. Dette gjøres i dag automatisk i hogstmaskinens verdiapterings-system, basert på kontinuerlig og fysisk registrering av diameter og lengde i hogstaggregatet, og maskinførers kvalitetsangivelse. Man optimerer verdien av hver stamme mot gjeldende sortimenter og prislister i form av en best mulig betalt stokkmiks. Ved verdiaptering er pris og prisspenn mellom sortimenter og dimensjoner styrende for apteringa og tømmerutfallet. Ulike sortimenter prises ulikt og har ulike krav til dimensjon og kvalitet. I Norge benyttes stort sett prinsippet om verdiaptering. Utformingen av prislistene og sortimentenes kvalitetskrav påvirker resultatet. Sortimentenes prisprofiler (og nivå) kan variere.. Hensikten med slike sagbruksspesifikke prislister er å styre stokkutfallet mot de mest ønskede dimensjoner innen det aktuelle sortimentet, og å kunne konkurrere med andre sortimenter/ kjøpere. Ønsket volum eller antall stokker i ulike dimensjonsklasser defineres ikke. Siden man ved verdiaptering optimerer hver enkelt stamme prismessig, kan stokkutfallet på partinivå bli til dels tilfeldig, råstoffavhengig og uforutsigbart. 1

7 1.2. Fordelingsaptering Fordelingsaptering er aptering der datamaskinen tillates å gjøre avvik fra streng verdiaptering, og heller styre mot ønsket lengde- og diameterfordeling. Metoden bygger på samme prinsipp som verdiaptering, men man tillater hogstmaskinen å avvike fra høyeste verdi innen definerte grenser, for lettere å styre mot fordelingsønsket. Man streber etter størst mulig tilnærming til ønsket volum/ antall stokker i de ulike lengde- og diameterklassene per sortiment. Fordelingsønsket oppdateres hele tiden med foreløpig produsert stokkutfall. Hvordan fordelingsønskene ser ut, vil variere etter behov. Videre avhenger det av hvor godt sagbruket greier å utforme fordelingsønsker til tømmer på bakgrunn av hva man forventer eller ønsker å produsere av trelast. Den gjennomsnittlige skogtypen man henter tømmer fra, bør også vurderes ved utforming av fordelingsønsker. Ved fordelingsaptering definerer man en ønsket dimensjonsfordeling (fordelingsønske) til de aktuelle sagtømmersortimentene, og legger dette ønsket til grunn for aptering sammen med prislister. Man angir også maksimalt tillatt verdiavvik fra prislisten (i kroner eller prosent), det vil si hvor mye man tillater å avvike fra høyeste verdi i prislisten. Under hogst søker apteringssystemet, innen tillatt verdiavvik, størst mulig tilnærming til etterspørselen i fordelingsønsket. Fordelingsønsket kan uttrykkes på ulike måter. Det vanligste er relativt antall eller volum i ulike lengder per diameterklasse, eller per hel matrise (alle diameter- lengdekombinasjoner). Prislisten er et nødvendig verktøy også ved fordelingsaptering, ved beregning av verdiavvik og aktuelle kappealternativer. I tillegg beskriver prislisten relative verdier mellom ulike tømmersortiment og diameterklasser (toppmål). Fordelingsønsket påvirker i første rekke lengdeutfallet per diameterklasse og totalt (Nybakk et al. 2007). Det fins to funksjoner for fordelingsaptering, næroptimal og adaptiv. Næroptimal metode er vanligst i svensk skogbruk, og er også brukt i prosjektet, både ved simuleringer i OptApt og i det praktiske forsøket i hogstmaskin mot Begna Bruk. Figur 1 viser hvordan næroptimal fordelingsaptering fungerer. Først beregnes den oppdeling av beregningslengde (den del av stammen som maskinen beregner på basert på faktiske registreringer og avsmalingsprognoser) som gir høyest verdi i prislista, som ved verdiaptering. Tillatt verdiavvik i prosent (i dette tilfellet fem prosent, som i forsøket) beregnes av verdien i kroner på første stokken som ville blitt kappet ved verdiaptering (Sondell et al. 2004). Fem prosent tillatt verdiavvik av første stokkens verdi lik 100 kr = 5 kr. Overført til beregningslengde må altså første stokken kappes slik at totalverdi på beregningslenge ligger i intervallet 195 til 200 kroner. Alternativene 190 kr og 188 kr utelukkes. Blant de tre gjenstående alternativer er etterspørselen størst (avvik lik -17) etter stokken med diameter lik 29 cm og lengde 49 dm. Denne stokken produseres, og gir total verdi på beregningslengde lik 199,50 kr. Det vil si at det reelle avviket fra det optimale i prislista (50 øre) ved å fordelingsaptere i dette eksempelet faktisk kun er 10 prosent av det maksimalt tillatte (5 kr). Etter hvert som apteringsutfallet (stokknotaen) endres, oppdateres etterspørselen i fordelingsmatrisen. 2

8 Fordelingsaptering - metodikk Optimal aptering 40 kr 60 kr 100 kr Totalverdi=200 kr Tillatt avvik: 5 (avvik ) * 100 kr (første stokken) = 5 kr Stokkvalg innen kr 199,5 kr 190 kr 200 kr 198 kr 188 kr 199,5 kr Avvik: utfall - ønskemål L/D Figur 1. Prinsippet ved næroptimal fordelingsaptering. Beregningslengde har totalverdi lik 200 kr i prisliste, men førstestokken lik D=290 mm/l=490 cm velges på grunn av størst etterspørsel blant de tre gjenstående alternativer. Dette gir verdi på beregningslengde lik 199,50 (etter Skogforsk 2006b) Fordelingsgraden Fordelingsgraden er et mål på hvor godt fordelingsønsket oppfylles (Skogforsk 2006a, b) eller hvor godt virkelig apteringsutfall stemmer med ønsket. Fordelingsgraden uttrykkes i prosent og beregnes totalt på hel matrise (lengde- og diameterfordeling) eller stykkveid per diameterklasse (Skogforsk 2006a, b og Ogemark et al. 2000). Ved stykkveid veies fordelingsgraden i hver diameterklasse med andel stokker i klassen. Heretter vil vi omtale stykkveid fordelingsgrad (den totale stykkveide diameterklassevise fordelingsgraden) som fordelingsgrad Verdiaptering versus Fordelingsaptering Prinsippet ved verdiaptering er at man velger den oppdelingen av stammen i stokker som gir høyest verdi etter de ulike sortimentenes prisnivåer og - profiler i apteringsfilen. Prismatrisene (sagtømmer) vil normalt være forholdsvis komplekse, og det fins ikke systematiske metoder for riktig tilpassing av en verdiprisliste til et behov (Kivinen & Uusitalo 2002). Dette har man løst ved å prøve seg fram ved simulering i optimeringsverktøy og ved å prøve og feile under praktisk hogst. Problemet med verdiaptering er at høyeste verdi ikke nødvendigvis representerer den mest etterspurte stokken eller stokkmiksen til enhver tid (Birkeland et al. 2008). Underveis på en tømmerdrift tas det ved verdiaptering ikke hensyn til det stokkutfallet som allerede er produsert. Dette gjør utfallet til dels uforutsigbart og mer avhengig av skogtype enn fordelingsaptering. Ved fordelingsaptering sammenlignes derimot kontinuerlig fordelingsønsket med foreløpig produsert tømmerutfall (Kivinen & Uusitalo 2002). Fordelingsønsket justeres av utfallet underveis, og et oppdatert fordelingsønske påvirker den videre apteringen. Stokker med størst manko eller minst overskudd (innen tillatt verdiavvik) prioriteres og velges til enhver tid. Ved fordelingsaptering er kjente variabler i skog- og trelastbransjen (antall eller volum) definert på forhånd, og er styrende 3

9 for utfallet. Det er normalt å basere fordelingsapteringen på akkumulert stokkutfall fra foregående drifter, for å sikre høyest mulig fordelingsgrad over tid. Erfaringer viser at uønskete stokker lettere unngås ved fordelingsaptering enn ved verdiaptering (Birkeland et al. 2008). Effekten av varierende råstoff dempes naturligvis også ved fordelingsaptering, og apteringsutfallet blir mer forutsigbart (Skogforsk 2006a og Drott 1996). Følgelig vil man kunne forvente følgende hypotese: H1: Fordelingsaptering vil gi høyere fordelingsgrad enn verdiaptering uansett skogtype Verdiaptering og fordelingsaptering i ulike skogtyper Med skogtype mener vi relativt sett den gjennomsnittlige kvaliteten og dimensjonen på tømmeret i skogen. I tillegg til bestandspleie og plantemateriale henger dette i stor grad sammen med bonitet og høyde over havet. Bonitet og høyde over havet danner grunnlag for vår inndeling i skogtyper. Bestand med høyest bonitet defineres som skogtype 3. Bestand med lavest bonitet defineres som skogtype 1. Under ellers like forhold viser erfaringer fra Sverige at effekten av fordelingsaptering blir høyest i velskjøttet skog av høy kvalitet og med jevne dimensjoner (Birkeland et al. 2008). Dette er også tilfelle ved verdiaptering, siden det da er større muligheter for å bruke apteringsfilens forslag og lage de mest verdifulle stokkdimensjonene, uten korting/overstyring. Når stammene er mindre og inneholder mer feil, begrenser muligheten til å styre utfallet optimalt og etter maskinens forslag. Det har vært en oppfatning i Norge at fordelingsaptering egner seg bedre i Sverige enn hos oss, siden man der jevnt over har større gjennomsnittsdimensjoner og jevnere kvalitet, på grunn av mindre topografiske variasjoner og bedre skjøtta skog. Det fins få vitenskapelige undersøkelser på dette området. Likevel leder disse antagelsene og erfaringene fram til følgende hypotese: H2: Fordelingsaptering vil ha større effekt på fordelingsgraden i skog med høyere bonitet enn i skog med lavere bonitet. Til tross for dette antar vi at fordelingsaptering også har en effekt i skog med lavere bonitet. Om utgangspunktet er dårligere og effekten mindre, bør det likevel være meget interessant for kjøper og selger av sagtømmeret å også forbedre stokkutfallet i de midlere og dårligere bestandene/skogtypene Verditap jamfør prisliste ved fordelingsaptering i ulike skogtyper. For at fordelingsfunksjonen skal kunne velge mellom flere alternativer enn ett (høyeste verdi som ved verdiaptering) og slik oppfylle fordelingsønsket best mulig, og for at verditapet samtidig skal begrenses, angis maksimalt tillatt verdiavvik som fordelingsapteringen kan operere innenfor. Med dette menes det maksimalt tillatte avviket fra høyeste verdi i prislisten, eller avvik i forhold til verdien ved verdiaptering (Birkeland et al. 2008). Tillatt verdiavvik skal uttrykkes i prosent, promille eller kroner, og være relatert til verdien i kroner på første stokken aptert ved optimal verdiaptering (Sondell et al. 2004). Verditapet er den reelle kostnaden jamført den teoretisk optimale prislisten ved å fordelingsaptere med et gitt tillatt verdiavvik, eller differansen mellom optimal verdi ved verdiaptering og oppnådd verdi ved fordelingsaptering (Skogforsk 2006a). Dette verditapet betyr i praksis kun at apteringssystemet beregner en mer etterspurt aptering enn høyeste pris, og er nettopp poenget med å fordelingsaptere. Dette verditapet vil normalt kompenseres med en ekstra kroneverdi innbakt i prislisten, eller med en bonus i ettertid per kubikkmeter. Nivået er en forhandlingssak og vil naturlig avhenge av hvor stort verditapet faktisk er uten denne kompensasjonen kr pr kubikkmeter sagtømmer er normalt i Sverige (Birkeland et.al. 2008). I Sondell et al. (2004) står det at selger av tømmer skal vite hvilke verdimessige konsekvenser det har å aptere og levere etter fordelingsønske. Tilsvarende skal en kjøper på forhånd vite hva det 4

10 koster å få et fordelingsønske oppfylt. Videre må kjøper kunne tilby et pristillegg dersom ønsket oppfylles, og redusert eller ikke noe tillegg dersom ønsket bare oppfylles delvis. Det faktiske verditapet over tid er normalt lavere enn det tillatte verdiavviket, siden den mest etterspurte stokken ved fordelingsaptering kan være alle stokker fra null verdiavvik til maksimalt verdiavvik. Verditapet kan i enkelte tilfeller gå ut over maksimalt tillatt på grunn av stegvis aptering og adaptiv prisliste, men erfaringer fra Sverige tilsier at den reelle kostnaden i gjennomsnitt er lik ca halve det maksimalt tillatte verdiavviket (Bergstrand 1994, Birkeland et al. 2008). Verditapet øker ved økt tillatt verdiavvik. Størrelsen på verditapet varierer også med skogens egenskaper (skogtypen) (Drott 1996). Motstridende styring i fordelingsønske og prisliste øker verditapet (Bergstrand 1994 og Skogforsk 2006a). Bergstrand (1994) testet verditap i ulike skogtyper. Tross store variasjoner i skogens sammensetning med tanke på dimensjon og trehøyde, fant Bergstrand (1994) at verditapet var lite påvirka av skogens dimensjoner og kvaliteter. Det er imidlertid mindre å hente i skog med lavere bonitet hva angår optimal aptering, og dermed begrensa muligheter til å utnytte maksimalt tillatt verdiavvik, i form av færre kappealternativer på grunn av større dimensjons- og kvalitetsbegrensninger. Dette følger også naturlig av hypotese 2. Tross få vitenskapelige undersøkelser fører det ovennevnte, sammen med en betydelig større topografisk variasjon i Norge enn i Sverige, til følgende hypotese: H3: Verditapet vil være mindre i skog med lavere bonitet enn i skog med høyere bonitet Pallevirke De siste årene har prisforholdet mellom sagtømmer og massevirke stadig endra seg i takt med skiftende markeder for henholdsvis trelast, cellulosemasse og papir. Hvorvidt sagbrukene kjøper pallevirke eller småtømmer avhenger av sagutrustning, markeder, tømmerbehov og eventuelt konkurranse fra andre aktører på de tilsvarende dimensjoner og kvaliteter. Under forsøkshogsten i Begnadalen, Hedalen og Land var WoodLog kjøper av pallevirke til en pris som konkurrerte med de minste dimensjoner i sagtømmeret. Pallevirke hadde slakkere krav til kvalitet enn sagtømmeret. Pallevirke ble dermed tatt ut både på kvalitet (av maskinfører) og automatisk på pris (maskinens forslag), da pallevirke lå i konkurranse med sagtømmeret i apteringsfila. Siden pallevirke hadde høyere pris enn de dårligst betalte sagtømmerdimensjonene (korteste lengder og minste diametre), tok pallevirke her volum fra sagtømmeret. I tillegg ble mye massevirkevolum nå pallevirke, siden prisen var høyere enn massevirke og pallevirke hadde kvalitetskrav mellom sagtømmer og massevirke. Uten bruk av pallevirke ville alt volum som ikke holdt sagtømmerkvalitet, blitt massevirke. Begna Bruk ønsket på det aktuelle tidspunktet lite volum i korte lengder og små dimensjoner, i tråd med det definerte fordelingsønsket deres. Det er normalt vanskelig å unngå en del slike stokker på grunn av utnytting av minste skurbare dimensjoner og redusert kvalitet mot toppen av treet. Alternativt må prisen her være lavere enn massevirke. Med pallevirke aktivt, som i forsøket, vil det som nevnt hentes en del stokker fra sagtømmeret til pallevirke, og slik bedre fordelingsgraden i de minste dimensjonsklassene i sagtømmeret. En relevant problemstilling blir derfor om og eventuelt hvilken effekt pallevirke hadde på resultatene i forsøket, med tanke på fordelingsgraden. H4: Utsortering av pallevirke vil innvirke på tømmerutfallet og øke fordelingsgraden på sagtømmeret. 5

11 1.8. Rekkefølge på hogst ved fordelingsaptering Ved bruk av næroptimal fordelingsfunksjon oppdateres kontinuerlig fordelingsønsket med foreløpig produsert volum eller stokkantall. Uansett skogtype og fordelingsønskets utforming kreves et visst antall stokker før fordelingsgraden kommer opp på et maksimalt nivå. Næroptimal metode gir raskt en høy fordelingsgrad (figur 2), og krever stokker for å oppnå høyeste nivå på ca 90 prosent (Möller & von Essen 1997 og Sondell et.al. 2004). Adaptiv metode krever flere stokker, ca 1000, for å oppnå en stabil og høy fordelingsgrad på nivå med næroptimal metode. Figur 2. Fordelingsgrad ved adaptiv og næroptimal metode. Gran, 2 prosent verdiavvik (Möller & von Essen 1997). For å sikre at fordelingsgraden og dermed oppfylling av sagbrukets ønsker blir best mulig over tid (uavhengig av den enkelte tømmerdrift), er det hensiktsmessig å bygge fordelingsapteringen og avviksmatrisen (utfall-ønske) videre på forrige drifts akkumulerte utfall ved overgang til ny drift. Dette praktiseres normalt i Sverige, og vi fulgte samme praksis under forsøket som bestod av 11 tømmerdrifter eller driftsoppdrag. På grunn av store skoglige variasjoner mellom de ulike oppdragene i forsøket, at vi bygde videre på akkumulert utfall fra drift til drift, og antagelser om at fordelingsgraden påvirkes av skogtypen, ønsket vi å teste følgende hypotese: H5: Ved hogst i ulike skogtyper vil rekkefølgen på oppdragene få betydning på utfallet ved fordelingsaptering basert på akkumulert stokkutfall. 2. MATERIAL OG METODE 2.1. Material Når treet er felt, starter apteringsprosessen så fort aggregatet begynner å bevege seg oppover stammen. Måling av diameter og lengde gjøres kontinuerlig i hogstaggregatet. Diameter registreres normalt for hver desimeter, og etter de første registreringer lager apteringssystemet en prognose for videre avsmaling. Optimalt kappepunkt beregnes på bakgrunn av denne prognosen og den kvalitet som er angitt av maskinfører. Ettersom aggregatet arbeider seg videre oppover stammen og gir reell avsmaling, korrigeres avsmalingsprognosen. Eventuelt nytt kappepunkt beregnes, og aggregatet stopper på optimalt kappepunkt for automatisk kapp eller for bekreftelse av kapp av maskinfører. Også ved angivelse av kvalitetsskille og ny tømmerkvalitet vil det foretas ny beregning av sortiment og kappested. Angitt kvalitet forutsetter tilsvarende kvalitet på prognostisert lengde. Ved kvalitetsskiller og virkesfeil (tvangskapp) må maskinfører overstyre den dimensjonsmessig optimale apteringa, for eksempel ved korting. Man kapper da for eksempel en sagtømmerstokk kortere enn optimalt, mot at man opprettholder kvaliteten og unngår nedklassing eller vraking. Alternativt bidrar denne kortinga til at andre sortimenter er mer lønnsomme, og disse 6

12 foreslås i apteringssystemet. Sagtømmerreglementet og råstoffkvaliteten i Norge gjør at tvangskapp forekommer ofte, og dermed er begrensende for optimering av tømmerfangsten. Mye tyder imidlertid på at maskinførere generelt overstyrer mer enn de strengt tatt burde, særlig ved hogst av sams sekunda sagtømmer. Mye skyldes at entreprenør sikrer seg med hensyn til utlegg på sagtømmeret, og kapper for strengt. Erfaringer fra Viken Skog BA siste to år viser at det ligger store gevinster i form av pris til skogeier (og lengdeutfall til industri) dersom maskinfører i mindre grad tvangskapper for å sikre seg, og i større grad kjører på maskinens lengdeforslag (Holmstad 2008). Greier man å produsere de best betalte lengdene, kan man forsvare økte utleggsandeler. Dette skyldes utvikling mot kraftig lengdepremiering hos de fleste sagbruk, og gjerne bortfall av prima og sekunda tømmer til fordel for kun ett sekunda sagtømmerreglement. Poenget er å bruke og å tolke det gjeldende tømmerreglementet mest mulig riktig. Moderne hogstmaskinaptering som beskrevet over, kalles stegvis aptering, og betyr at apteringssystemet suksessivt får informasjon om stammen etter hvert som den opparbeides og måles, og deretter gjør en prognose for videre avsmaling på hele eller deler av stammen (Möller & Arlinger 2005). Alternativet er at programmet kjenner hele stammens utseende før aptering, noe som ikke er tilfellet under hogst i dag. Stammematerialet som ligger til grunn for faktisk produksjon og for beregningene i OptApt i denne undersøkelse er fra Begnadalen, Hedalen og Land (Tabell 1) i Viken Skog BA sin geografi. Utvalget består av stammedata fra grantrær avvirket av Sør-Valdres Skog As og deres Ponsse Ergo hogstmaskin (2007 modell med Opti 4G apteringssystem). Tabell 1. Oversikt over antall grantrær, bonitet, hoh. og bestandsalder i de ulike bestand, sortert på skogtyper. Beskrivelse av teig Bonitet Hoh. Bestands alder Skogtype 1 (Bonitet G8-G11) Antall trær Fjellskog Nord i Hedalen G Fjellskog Nord i Hedalen G Fjellskog Nord i Hedalen G Fjellskog Nord i Hedalen G Fjellskog Nord i Hedalen G Skogtype 2 (Bonitet G14-G17) Vestsiden i Begnadalen G * 449 Vestsiden i Begnadalen G * 610 Østsiden sør i Hedalen G Vestsiden i Begnadalen G * 162 Skogtype 3 (Bonitet G20-G23) Kulturskog på vestsiden av Randsfjorden G * 3072 Kulturskog på vestsiden av Randsfjorden G * 841 *) Mangler informasjon Stammedatafiler (stm) ble lagret i maskinens datasystem under hogst per oppdrag, og svarer til alle avvirka grantrær i forsøket. Stammedatene var sammen med apteringsinstruksen (tilsvarende apteringsfil brukt i praksis) grunnlaget for simuleringene i OptApt. Disse simuleringene er verdifulle siden det er eneste måte å vurdere effekter av ulike apteringsinstrukser (i dette tilfellet med og uten fordelingsaptering) på eksakt samme stammemateriale. Fordeling av diameter i brysthøyde (DBH) i de tre ulike skogtypene og for hele utvalget totalt er vist i figur 3 og 4. 7

13 Skogtype 1: G8-G11. DBH 7446 forsøkstrær: Skogtype 2: G14-G17. DBH 3974 forsøkstrær: Figur 3. Diameter brysthøyde i skogtype 1 til 2. Av figur 3 og 4 ser man at DBH-fordelingen som forventet ligger lavere i skogtype 1 og 2 enn i skogtype 3, på grunn av dårligere vekstbetingelser på lavere bonitet og høyt over havet. Skogtype 2 har imidlertid lavere gjennomsnittlig DBH enn skogtype 1, tross høyere bonitet og mindre høyde over havet. Dette må skyldes gjennomgående lavere alder og høyere tretetthet på den avvirka skogen i skogtype 2 enn i skogtype 1. Produksjonsfilene (prd) fra hogstmaskinen viste likevel som forventa høyere gjennomsnittsvolum per stamme i skogtype 2. Det betyr lengre og slankere stammer enn i skogtype 1, der avsmalingen er større. 8

14 Skogtype 3: G20-G23. DBH 3913 forsøkstrær. Totalt alle skogtyper.dbh trær. Figur 4. Diameter brysthøyde i skogtype 3 og totalt 2.2. Metode SIMULERING I OPTAPT Simuleringene ble gjennomført med optimeringsprogrammet OptApt versjon 2.0 (Finstad et.al. 2008). OptApt er et dataverktøy som simulerer beregningene i hogstmaskinene. Programmet er utviklet ved Skog og Landskap, og bruker stammedata fra hogstmaskiner til for eksempel å simulere effekten av å endre priser og sortimentsbetingelser. Programmet har implementert både verdiaptering og næroptimal fordelingsaptering (se kapittel 2 for mer informasjon om verdi- og fordelingsaptering), og kan benytte både helstammeaptering og stegvis aptering. 9

15 FORUTSETNINGER I STUDIET Forsøket ble gjort i et naturlig tilfangsområde for Begna Bruk, og gjenspeilte de store topografiske og skoglige variasjoner som fins i dette området i Viken Skog BA. Det ble i utgangspunktet sagt at vi skulle kjøre fordelingsaptering til vi hadde ca 2000 m 3 fordelingsaptert sagtømmer. Volumet ble litt lavere (ca 1600 m 3 ) på grunn av nødvendige praktiske tilpasninger. Utgangspunktet for apteringen var en riktig og oppdatert apteringsfil i fra Viken Skog BA for det aktuelle tidspunktet med Begna Bruk som kjøper av sagtømmer, og med andre kjøpere av pallevirke, massevirke og energigran etc. Det ble som vanlig også avvirka furu og lauv (solgt til diverse kjøpere), men dette volumet inngikk ikke i analysene. Før forsøkshogsten starta, ble det avtalt visse justeringer mellom Viken Skog BA og Begna Bruk AS i forhold til sortimenter og kvalitetskrav til sagtømmeret, med den hensikt å gjøre produksjonen mer effektiv og optimal for begge parter. Dette innebar i hovedsak at de tre gran-sortimentene til Begna Bruk, prima rotstokk, sekunda rotstokk og sekunda øvrig stokk ble erstatta med et sams sagtømmer sortiment (sort 140 Sagtømmer, fordelingsaptert) med et tilnærma, men modifisert sekunda tømmerreglement, og et tennar-stokker sortiment (sort 147 Tennarstokker, verdiaptert). Tennar-stokker hadde slakkere krav til først og fremst tennar, og skulle i prinsippet fange opp tennar-/rotkrok-stokker som ikke var ønskelig i sagtømmeret. Sams sagtømmer og tennar-tømmer ble sortert ut for seg under hogst og holdt adskilt til tømmerinnmåling på Begna Bruk. Dimensjonskrav og prisnivå på sams sagtømmer og tennar-tømmeret svarte til de tilsvarende tradisjonelle sortimentene til Begna på det aktuelle tidspunktet. Den største forskjellen til vanlig, og poenget med forsøket, var nettopp uttesting av fordelingsaptering på sagtømmeret (sort 140). Begna Bruk definerte derfor et fordelingsønske ut i fra sitt marked og sin produksjon på saga på det aktuelle tidspunktet. Dette ble så lagt inn i apteringsfilen i tillegg til prislisten på dette sortimentet, og var styrende for tømmerutfallet. Det ble brukt næroptimal fordelingsaptering med 5 prosent tillatt verdiavvik. Fordelingsønsket ble gitt som ønsket lengdefordeling (volum) i prosent per diameterklasse (Tabell 2). OptApt var et nyttig hjelpemiddel før det praktiske forsøket, blant annet for å komme fram til det endelige fordelingsønsket, og for å definere en ny sams prisliste på sagtømmeret (sort 140). Prisprofilen på sort 140 sagtømmer ble endra jamført de tradisjonelle sortimenter (redusert lengdepremiering, det vil si til dels lengdenøytral prisliste). Dette for å overlate mest mulig av lengdestyringen til fordelingsønsket. Flere endringer i forutsetninger, i tillegg til at det ble brukt fordelingsaptering, gjør at det er vanskelig å sammenligne det faktiske utfallet fra forsøket med tidligere stokkutfall inn på sagbrukstomt. Da var OptApt til meget stor hjelp, siden vi der kunne simulere effekter av fordelingsaptering alene, med alle andre faktorer konstante. Det var også av interesse å sammenligne det faktiske utfallet (prdfil hogstmaskin) med resultatene i OptApt, begge med samme forutsetninger i form av én apteringsinstruks (apt-fil). 10

16 Tabell 2. Fordelingsønske benyttet i studiet. Diameterklasser (mm) vertikal og lengdeklasser (cm) horisontalt. Fordelingsønsket er gitt som relative volum, i prosent, per diameterklasse. Diameter- og lengdeklasser svarer til sortimentets prisliste. D\L Total

17 3. RESULTATER OG DISKUSJON 3.1. Faktisk utfall av hogst alle skogtyper Faktisk utfall i fra hogsten ble registrert per oppdrag/tømmerdrift i form av prd-fil (produksjonsdatafil) i hogstmaskinen. De 11 produksjonsdatafilene ble så summert av Viken Skog BA, og ga utfallet totalt på sortimentsnivå (Tabell 3). Fordelingsgraden var på 90 prosent, det vil si meget høy treffprosent mellom ønske og utfall. Den høye fordelingsgraden (også etter svensk målestokk) viser at fordelingsaptering har et meget stort potensiale også under varierende norske forhold når det gjelder å skaffe et sagbruk den lengdefordelingen som ønskes. Et velfundert ønske og en modifisert prisliste som resultat av gjentatte simuleringer var medvirkende til resultatet. Dessuten var fokuset å levere en best mulig totalleveranse til sagbruket. Dermed ble det brukt akkumulert tømmerutfall (sort 140) fra drift til drift for å opprettholde en høy fordelingsgrad. Tabell 3. Faktisk utfall fra hogst (gran sortimentsvis) registrert i summert produksjonsdatafil, alle forsøksdrifter Navn Antall Volum, m 3 andeler () Pristyp (liter) cm grad, Volum Middelstokk GjLengde, Fordelings- 140Sag m³fmiub Tennar m³fmiub Pall m³fub Energi m³fub Masse m³fub Vrak - Gran * 22 Totalt Middelstamme gran: 330 liter *) Opplysning mangler i produksjonsfil. 12

18 Tabell 3.1 Faktisk stokkutfall i prosent per diameterklasse sort 140 totalt for hele forsøkshogsten (prd-fil). Kan sammenlignes direkte med fordelingsønsket (tabell 2). Dia\Lengde Avviket mellom faktisk utfall og ønske ble også registrert i produksjonsdatafilen. Figur 5 viser et skjermbilde av produksjonsfilen i Silvia, med avviksmatrisen, og den totale stykkveide fordelingsgraden (bitvägd). Vær oppmerksom på at her har diameter- og lengdeklassene byttet plass (svensk norm) jamført fordelingsønsket i tabell 2 og utfallet i tabell

19 Figur 5. Produksjonsfil fordelingsgrad og avvik mellom faktisk utfall og ønske. Positive tall viser at det er produsert mer enn ønsket. Siden den enkelte drift hele tiden var påvirka av utfallet i de(n) forrige, var det mindre interessant å studere hvert enkelt oppdrag og skogtype på samme måte. Bruk av stammedata per oppdrag (1-11) ved simuleringer i OptApt gjorde imidlertid dette mulig Verdi- og fordelingsaptering i Skogtype 1 Resultatene fra OptApt-analysen ved verdiaptering av alle stammedata i skogtype 1 er presentert i tabell 4. Oppnådd fordelingsgrad er 71 prosent. Tabell 4. Resultater fra optimal verdiaptering simulert på stammedata i fra skogtype 1. Navn Antall Verdi, kr Volum, m 3 Volumpris, kr/ m 3 GjLengde, cm Volumandel, Fordelingsgrad, 140Sag Tennar , Pall Ener , Masse Vrak Gran , Totalt , Tilsvarende simuleringer av optimal fordelingsaptering (skogtype 1) er vist i tabell 5. Fordelingsgraden har økt til 78 prosent. 14

20 Tabell 5. Resultater fra optimal fordelingsaptering med 5 prosent tillatt verdiavvik simulert på stammedata fra skogtype 1. Navn Antall Verdi, kr Volum, m 3 Volumpris, kr/ m 3 GjLengde, cm Volumandel, Fordelingsgrad, 140Sag , Tennar , Pall Ener , Masse , Vrak Gran , Totalt , Av tabell 4 og 5 ser man en økning i fordelingsgraden på 7 prosent. Andelen sagtømmer er uforandra, mens volumet og verdien på sagtømmeret (sort 140) har gått svakt ned på grunn av at fordelingsønsket har overstyrt prislista til en viss grad. Verdiendringer i de ulike skogtypene senere behandles i kapitel 3.6. Verdiaptering Fordelingsaptering Figur 6. Volum (i prosent) sagtømmer (sort 140) i ulike lengdeklasser (Vertikalt = volum (i prosent), Horisontalt = lengdeklasser). Figur 6 viser volum sagtømmer (sort 140) i skogtype 1 fordelt på ulike lengdeklasser, verdiaptert og fordelingsaptert. Endring i lengdefordeling er i tråd med fordelingsønsket. 15