Ett verktyg för sågoptimering av kubb A tool for saw optimization of small diameter logs

Transkript

1 Examensarbete Ett verktyg för sågoptimering av kubb A tool for saw optimization of small diameter logs Författare: Brian Sturesson, Eric Karlsson Handledare: Jimmy Johansson Examinator: Göran Peterson Handledare, företag: Christian Drott, VIDA Alvesta AB Datum: Kurskod: 2TS90E, 15 hp Ämne: Skog och träteknik Nivå: Grundnivå Institutionen för teknik

2 Sammanfattning I detta examensarbete har ett användarvänligt verktyg skapats för att möjliggöra undersökningar av värdeutfallet vid kubbsågning på VIDA Alvesta AB. Verktyget har skapats i Microsoft Excel som för många är en känd miljö. För att utföra upprepade beräkningar har programmering av makron i Visual Basic Application använts. Just nu är det svårt att få lönsamhet inom sågverksbranschen. Råvaran är dyr och det tvingar sågverken att effektivisera sin produktion. Ett sätt är att såga med vankant för att få ett högre värdeutbyte då en postning får plats i en mindre stockdiameter. Det här verktyget har vankantsandel som viktigaste variabel eftersom det maximerar värdeutbytet genom att använda maximalt tillåtna vankanter. Verktyget har även en funktion för att räkna ut maximalt tillåten vankant för att den ska döljas vid hyvling med rundade hörn. De matematiska formlerna har kontrollerats med ritningsprogram. En stocks mantelyta är i verkligheten ojämn vilket gör det svårt att utföra volymberäkningar. Detta leder till att verktygets tillämpning i verkligheten måste anpassas efter materialets egenskaper. En undersökning för produkten 47x100 har gjorts med avseende att dölja vankanter med hjälp av rundade hörn med radie 3 och 5 mm. På tjockleken tilläts en större vankant på 2,35 mm och på bredden 3 mm. Undersökningen visade att det går att dölja en större vankant genom att öka hörnradien från 3 till 5 mm. Det betyder att en ekonomisk vinst kan erhållas. En ytterligare åtgärd som kan utföras för att utnyttja råvaran på ett bättre sätt är att minska på råmåtten. Om råmåttet minskas med 3 % kan en ekonomisk vinning erhållas. Det sker genom att en specifik postning kan få plats i en mindre diameterklass. ii

3 Summary In this student thesis a user-friendly tool has been created to enable analysis of the value impact of sawing small diameter logs of standard length of 3,05 m at VIDA Alvesta AB. The tool has been created in Microsoft Excel which has a well-known interface. Macros have been programmed in Visual Basic Application to enable repeated calculations. At the moment it is hard to achieve profitability within the sawmill industry. The raw material is expensive therefore sawmills are forced to raise efficiency in their production. One way is to saw with wane to achieve a higher value yield because a pattern will fit in a smaller diameter. The most valuable variable in this tool is wane because it maximizes the value exchange by using the maximized accepted wane. The tool even has a function to calculate the maximized accepted wane for it to be concealed by planing round corners. The mathematic formulas have been verified with cad-program. In reality the surface of the log is uneven which makes it hard to perform calculations of the volume. In reality this means that the application of the tool has to be adapted to the properties of the material. A study for the product 47x100 has been made for concealing wanes with round corners with radius of 3 and 5 mm. The thickness was allowed a greater wane of 2,35 mm and 3 mm on the width. The study presented the possibility to conceal a greater wane by increasing the radius from 3 to 5 mm. It means that an economical profit can be achieved. An additional action that can be done to make use of the raw material in a better way is to reduce the undried measurement. If the undried measurement is reduced by 3 % an economical benefit can be achieved. It occurs when a specific posting can fit within a smaller diameter. iii

4 Abstract I detta examensarbete har ett användarvänligt verktyg skapats för att möjliggöra undersökningar av värdeutfallet vid kubbsågning på VIDA Alvesta AB. Verktyget har skapats i Microsoft Excel som för många är en känd miljö. Just nu är det svårt att få lönsamhet inom sågverksbranschen. Råvaran är dyr och det tvingar sågverken att effektivisera sin produktion. Det här verktyget har vankantsandel som viktigaste variabel eftersom det maximerar värdeutbytet genom att använda maximalt tillåtna vankanter. En undersökning för produkten 47x100 har gjorts med avseende att dölja vankanter med hjälp av rundade hörn med radie 3 och 5 mm. Undersökningen visade att det går att dölja en större vankant genom att öka hörnradien från 3 till 5 mm. En ytterligare åtgärd som kan utföras för att utnyttja råvaran på ett bättre sätt är att minska på råmåtten. Om råmåttet minskas med 3 % kan en ekonomisk vinning erhållas. Nyckelord: Sågoptimering, Postning, Kubb, Vankant, Sågverk, Råmått, Rundade hörn, sågutbyte. iv

5 Förord Detta examensarbete är på 15 högskolepoäng och har varit en del av högskoleingenjörsutbildningen inom skog- och träteknik vid Linnéuniversitetet i Växjö. Vi vill tacka Christian Drott, vd på VIDA Alvesta AB som har varit ett bra stöd och mycket samarbetsvillig under arbetets gång. Genom regelbundna möten har vi fått mycket givande information som har underlättat arbetet. Vi vill också tacka vår handledare på universitetet, Jimmy Johansson som kommit med bra konstruktiv kritik. Linnéuniversitetet Växjö, maj 2013 Brian Sturesson Eric Karlsson v

6 Innehållsförteckning Sammanfattning... ii Summary... iii Abstract... iv Förord... v 1 Inledning Företagspresentation Bakgrund Syfte Mål Begränsningar Teori En generell sågverksprocess Alvestas sågprocess Vankant Sågoptimering Sågoptimering i Alvesta Sortering Sortering i Alvesta Råvara och slutprodukter Kubb Sågad vara Cellulosaflis Bark och bränsleflis Spån Metod Validitet och reliabilitet Verktyget Microsoft Office Excel SolidWorks Kritik till vald metod vi

7 4 Genomförande Kommunikation Formler Vankanter Rundade hörn Beräkning av minskade råmått Resultat Verktyg för beräkning av värdeutfallet i en sågprocess Inmatning av egna produkter Maximal tillåten vankant med rundade hörn Uppdatering och sökning i kombinationslistorna Sökning efter specifik produkt Beräkning av maximalt tillåten vankant vid rundade hörn med radie 3 och 5 mm Minskning av råmått Diskussion Verktyget Beräkning av rundade hörn Minskning av råmått Slutsats Fortsatt arbete Verktyget Studier Referenser Bilaga vii

8 1 Inledning 1.1 Företagspresentation Vida AB är Sveriges största privatägda sågverkskoncern och de omsätter ca 3,5 miljarder kronor per år. De har ca 900 anställda på sina 17 produktionsanläggningar. Deras huvudprodukt är konstruktionsvirke och ca 70 % av deras produktion exporteras till Europa, USA, Australien, Afrika och Asien. De hanterar inte endast sågade trävaror utan har även skogliga tjänster, hustillverkning, emballagetillverkning, pelletstillverkning och biobränslehantering (VIDA 2013). Företaget är uppdelat i flera bolag, VIDA Wood AB, VIDA Skog AB, Villa VIDA AB, VIDA Packaging AB, VIDA Logistics AB, VIDA Energy AB och sju stycken sågverk i Alvesta, Borgstena, Hestra, Hjältevad, Hästveda, Urshult och Vislanda (VIDA 2013). Råvaran köps främst in från privata skogsägare via deras eget inköpsbolag VIDA Skog. De köper årligen ca 2,4 miljoner m 3 fub [1]. Detta resulterar i 1,2 miljoner m 3 sv [2] (Drott 2013). VIDA Alvesta AB är ett sågverk och deras produktion uppgår till m 3 sv årligen. De sågar ca 1000 stockar per timme av 305 kubb i gran och lite furu. Idag jobbar 40 anställda på sågverket (Drott 2013). 1.2 Bakgrund Sågverksbranschen är i nuläget väldigt pressad när det gäller att få lönsamhet i sin produktion. Med höga råvarupriser är det viktigt att få ett så högt utbyte ur råvaran som möjligt. Genom noggrannare postning och fokusering på ekonomiskt utbyte kan en större lönsamhet erhållas. Bara genom att veta hur sågen ska ställas in kan en effektivare produktion uppnås. Enligt en studie av Wessels (2009) kan små justeringar genom vridning och parallellförflyttningar leda till ett högre utbyte mot den traditionella rundvridningen med kröken uppåt. De postningar som används idag stämmer sällan överrens med det mest optimala med avseende på värdeutfallet vilket visar att det finns potentiellt kapital att spara. VIDA Alvesta AB är intresserade av att på ett enkelt sätt kunna räkna ut om en viss postning kan få plats i en mindre stockdiameter. Genom att ändra på vankantsgränser kan ett högre värde erhållas för varje stock. Vid hyvling av vissa [1] Kubikmeter fast under bark vilket innebär stockens volym utan bark. [2] Kubikmeter sågad vara. 1

9 sortiment används rundade hörn. Genom att öka radien på det rundade hörnet kan en större vankant tillåtas. 1.3 Syfte Syftet med examensarbetet är att skapa ett underlag för att möjliggöra undersökningar av värdeutfallet om ändringar görs vid postningen på VIDA Alvesta AB. Syftet är även att undersöka om det är möjligt att dölja vankanter vid ökad radie för hyvling med rundade hörn. 1.4 Mål Målet med examensarbetet är att leverera ett användarvänligt verktyg för att möjliggöra beräkningar av värdeutfallet vid olika postningar. Övriga mål: Bestämma maximal tillåten vankant för att den ska kunna döljas med hjälp av rundade hörn av en bestämd radie. Genom att styra vankanterna kan ett bättre sågutbyte erhållas. Med hjälp av verktyget beräkna eventuell ekonomisk vinning vid minskat råmått. 1.5 Begränsningar Alla kombinationer av sortiment tillåts så länge centrumbitar och sidobräder sätts på rätt position. Det som bestämmer bitarnas position är kundernas krav samt att erhålla ett bra sågutbyte. Sidobräderna får inte vara bredare än centrumutbytet. Det beror på att sågutrustningen inte klarar av den profilen. Radien på rundade hörn begränsas till 3 och 5 mm. Begränsningen sattes för att företaget endast äger verktyg för 3 och 5 mm. Minskningen av råmåttet begränsas till 3 %. En minskning under 3 % ger för små marginaler att räkna på. En minskning över 3 % ger för litet mått efter torkning. Begränsningen sattes i samråd med Christian Drott, vd på VIDA Alvesta AB. 2

10 2 Teori 2.1 En generell sågverksprocess Sågprocessen börjar med ett timmerintag. Timret läggs på en tvärtransportör som flyttar timret i sidled mot en stegmatare. Sågverket strävar efter att få in stockarna med toppänden först eftersom flödet blir bättre om den minsta änden går in i maskinerna först. Det är också i första hand toppänden som bestämmer postningsbilden. Antingen har sågverken en kranförare som vänder stockarna en och en på tvärtransportören eller så har man en automatisk topprotvändare som vänder toppen först innan stocken går in i barkmaskinen. Om det sågas timmer med rotben behövs rotreducerare innan barkning eller i samband med barkningen. Barkning utförs för att få bort barken eftersom den är oönskad ihop med övriga produkter. (Eriksson, Johansson 1997) Innan stocken kan sågas måste den mätas så att sågen kan ställas in på rätt sågmått. Det finns två vanliga sätt att mäta stockens form på. Det första är en mätram som mäter i en eller två riktningar med hjälp av lasrar. Beräkningar kan göras på diameter, längd, avsmalning, ovalitet och krok (RemaControl 2013a). Vill man få en fullständig och verklig bild över stockens form använder man sig av en 3D-ram. Den mäter stocken tredimensionellt och ett mer exakt värde på utbytet kan erhållas (RemaControl 2013b). När stockens form är känd kan postning väljas. Med postning menas den kombination av bräder och plank som kan sågas i en stock samt inställningen av sågen (Eriksson, Johansson 1997). När datorn bestämt vad som ska sågas vrids stocken i en stockrundvridare för att få bästa möjliga utbyte. De vanligaste sågmetoderna idag är att ha en reducersåglinje med kantverk eller en profilersåglinje där kantverk inte behövs. Vid reducersåglinje reduceras först två sidor samtidigt som två bräder sågas fram. Därefter välts blocket och samma procedur upprepas. Det går även att såga fler än två bräder vid varje reducering. Det reducerade ämnet blir cellulosaflis. Bräderna går vidare till ett kantverk eftersom de har vankanter som behöver sågas bort. Efter reduceringen återstår ett fyrkantigt sågblock, även kallat centrumutbyte, som sågas i en delningssåg. Beroende på antal blad eller klingor i sågen kan olika antal plankor sågas fram. Vid profileringssågning fräses stocken till en önskad form för att sedan delas i en delningssåg. Fördelen med metoden är att det inte behövs något kantverk. Samtliga maskiner kan ställas om mellan varje stock vilket gör processen flexibel. (Eriksson, Johansson 1997) Efter delningen transporteras bräderna och plankorna till råsorteringen där de sorteras efter dimension, längd och kvalitet. Beroende på de förinställda kraven på sorteringen läggs bräderna och plankorna i olika fack. (Eriksson, Johansson 1997) 3

11 2.1.1 Alvestas sågprocess Stockarna läggs på tvärgående kedjor och matas vidare med hjälp av en kranförare som även vänder på vissa bitar så att den minsta ändan av stocken åker in först i såglinjen. Stockarna matas vidare i en stegmatare som fungerar som en trappa i flera steg där bitarna separerats för att de en och en ska åka in i barkningsmaskinen. Transportbanan som går genom barkningsmaskinen är uppdelad i två banor. Den andra delen är den som bestämmer farten som stocken ska ha genom maskinen. Den första delen går snabbare än den andra delen för att stockarna ska gå genom barkningsmaskinen utan att en lucka uppstår. Barkningsmaskinen är en rotorbarkningsmaskin där knivar skjuvar av barken från stockarna. Efter att stockarna har barkats går de in i en ny stegmatare för att de en och en ska upp på såglinjen som har en hastighet på 115 m/min och en stocklucka på 2,2 m (Drott 2013). Först går de genom en 3d-ram som med laser (Figur 1) analyserar stocken och en dator beräknar hur bästa utbytet enligt pris ska erhållas. Figur 1. 3D ramen RemaControl. Precis innan stocken passerar första reduceraren tar en rundvridare tag i stocken och roterar den efter datorns beräkningar för att bästa utbytet ska erhållas. 4

12 Rundvridaren består av två rullar täckta av piggar som griper tag i stocken och snurrar på den till rätt position samt håller den i rätt läge medan den matas in i reduceraren se figur 2. Figur 2. Rundvridaren innan första reduceraren. När stocken kommit ut från den första reduceraren välts den 90 och förflyttas vidare mot den andra reduceraren. I den andra reduceraren profileras samtidigt centrumutbytet och sidobräderna (figur 3) till ett profilerat block. Direkt efter andra reduceraren matas blocket genom delningssågen där blocket delas upp i de bitar som tidigare bestämts i datorn. 5

13 Figur 3. Ett färdigprofilerat och ett oprofilerat sågblock. I såghytten sitter en person som ansvarar för övervakning av barkningen till delningssågen. Bitarna transporteras nu genom en buffert mot råsorteringen. I bufferten finns en extra bana som kan fyllas ifall det uppstår problem i råsorteringen och huvudbanan måste stoppas. På så vis kan sågen fortsätta att såga i ca 40 minuter. Vid råsorteringen sitter en person som övervakar från bufferten till att bitarna har hamnat in i sina respektive fack. Personen har även i uppgift att sortera bort bitar som anses defekta som till exempel krokiga och felsågade bitar. Efter råsorteringen läggs bitarna per automatik upp en och en på en ny linje. Där transporteras de genom en Autolog (Figur 4) som med hjälp av laser projicerar en virtuell bild av biten och en dator beräknar vilken klass och längd biten ska ha. 6

14 Figur 4. Här passerar bitarna genom Autologen. Därefter åker bitarna genom två stycken kapsågar som kapar bitens båda ändar så att rätt längd erhålls enligt vad datorn har bestämt. Efter kapningen så fotograferas båda ändytorna för att ett datorprogram ska bedöma om biten innehåller märg eller inte se figur 5. Detta görs för de sortiment som ska till Japan då de har ett högt krav på att deras så kallade A-grade sortiment inte får innehålla märg. Figur 5. Till höger sitter kameran och de två plattorna närmast linjen är två lampor som lyser upp ändytorna. 7

15 Direkt efter kameran sitter det en anordning som kan vända på bitarna. Detta är en helt ny anordning och det är tänkt att bitarna ska vändas så att vankanten hamnar uppåt för att personalen på hyvleriet ska slippa vända på bitarna då hyveln hyvlar mera på ovansidan än undersidan se figur 6. Detta görs för att hyvla bort vankanten. Figur 6. Den nyinstallerade vändningsanordningen. Bitarna transporteras vidare tills de separeras till två olika banor genom att bitar som ska till det första facket lyfts upp på en ny bana och resten transporteras vidare mot det andra facket. Bitarna åker ner vertikalt på krokar. Två små utskjut åker fram och plockar av biten från krokarna och biten läggs in i facket. När facket är fullt töms det av en person som jobbar vid en maskin som lägger bitarna i lager och lägger in torkströ mellan varje lager. Detta upprepas tills ett paket om cirka 2 m 3 virke bildats. Strö är en mindre bit som läggs mellan lager för att man lättare ska kunna separera lager och i detta fall ska det även säkra luftcirkulationen i torkningsprocessen. När paketet är klart sätts en registreringslapp fast på paketet som innehåller information om vilket sortiment och antalet bitar paketet innehåller. Paketen hämtas upp av en truckförare som lagrar dem ute på planen tills de ska skickas in i torken. Företaget har två typer av torkar, kammartork och vandringstork. I en kammartork sätts paketen in, torkas och tas sedan ut. I en 8

16 vandringstork går flera paket istället genom samtidigt på löpande band. När ett paket kommer ut kan ett nytt sättas in (figur 7). Figur 7. Otorkade paket på väg in i vandringstorken som är konstruerad av Valutec. De torkade paketen lagras i företagets egna lager tills de behövs i hyvleriet. I hyvleriet grovsorteras bitarna åter igen. Det är främst bitar som är skeva, böjda och felsorterade som sorteras bort. Bitarna hyvlas efter kundens krav och direkt efter hyveln sitter en nyinstallerad Woodeye 5 som bedömer bitens kvalitet. Woodeye 5 sorterar virke visuellt. Till exempel ser den kvistar, röta, vankanter, märg och kutterslag. Bitarna kapas till önskad längd och sorteras till tre olika paketläggare beroende på kvalitet. Efter att bitarna har hyvlats paketeras de enligt kundens krav på bandning och plastning. 9

17 2.2 Vankant En vankant uppstår på en bräda när stammens yttersta del blir kvar istället för ett skarpt hörn (figur 8 och 9). Enligt Nordiskt trä (1994) räknas inte 3 mm och mindre som vankant. För en postning eftersträvas det högsta utbytet. För att få plats med en mera värdefull kombination som inte passar till 100 % i stocken så används vankant. Därför hamnar brädans hörn utanför stockens cirkulära area, se figur 10. Figur 8 och 9. Vankanter på sågade bräder. Figur 10. En illustration om hur en vankant kan uppstå vid en fiktiv postning. Cirkeln ska illustera en stocks cirkulära area och rutorna ska illustrera arean för en postad bit. 10

18 Eftersom det sågas med råmått och det mesta ska vidareförädlas med hyvling så försvinner vankanten under hyvlingsprocessen och slutprodukten ser likadan ut som den skulle ha gjort ifall biten hade skarpa hörn och på så vis erhålls ett bättre värde ur en stock som har en mindre diameter. Detta kan illustreras med hjälp av kurvan i figur 11. Kombinationer utan vankant når en värdetopp vid cm. Sågas det med vankant kan värdetoppen nås vid en mindre diameter på 14 till 15 cm Värde Utan vankant Med vankant Diameter Figur 11. Värdekurva för sågning med och utan vankant, x-axel är diameter och y-axel värdet (Drott 2013). 2.3 Sågoptimering Vid sågoptimering är strävan att få det bästa möjliga utbytet enligt sågverkets önskemål. Det handlar om att få bästa utbyte enligt volym och pris. Den sågade varan har ett mycket högre pris jämfört med biprodukterna. I dagsläget är det vanligast att ha en 3D-mätram som skannar in stocken med hjälp av laser för att en optimeringsmjukvara ska kunna göra beräkningar av hur postningen i stocken ska ske. De vanligaste parametrar som mjukvaran räknar på är rundvridning, diameter, vankant, förskjutning av postning, kurvsågning med mera. ProOpt är ett sådant system som är utvecklat av Sawco. Det är ett realtidssystem som kontinuerligt utför beräkningar under sågning utifrån en 3D modell. Den kan beräkna bästa optimeringen efter volym, ekonomiskt värde eller andra kundkrav. Systemet tar hänsyn till stockens form samt maskinernas precisionsförmåga när beräkningar sker utifrån de fördefinierade produktegenskaper som varje bit har (Sawco, 2013). 11

19 WoodSaver är ett liknande program som är skapat av RemaControl. Enligt deras hemsida är Rema Woodsaver ett stockoptimeringssytem där varje enskild stock optimeras mot maximalt utbyte. Detta utbyte optimeras med avseende mot prislistor eller volym. Optimeringen kan styras på en mängd olika sätt genom en uppsättning styrdata (RemaControl 2013). Deras system kan hantera flera olika optimeringar: (RemaControl 2013) fulloptimering av stock optimering av centrumblock postningsoptimering genomsågning av stock sidobrädesoptimering optimering av bakutbyte optimering av språng/kap Figur 12. Bild på postning med två stycken 47x150 i centrum samt 33x110 och 23x75 som sidobräder. I figur 12 ses en postning med två centrumbräder och två sidobräder. Postningen är förskjuten åt höger för att få plats med den större vänstersidobrädan i en 12

20 mindre diameter. Sidobrädernas yttre hörn hamnar utanför cirkeln vilket innebär att de får vankanter. Även den högra centrumbiten får vankanter. Bästa sågutbytet erhålls när vankanterna ligger på gränsen till sitt maximalt tillåtna värde. Bitarna har ett mellanrum på 4,2 mm vilket motsvarar sågmånen. Sågklingans tjocklek bidrar till mer sågspån och mindre sågade varor. Krympningen vid torkning är också en del i utbytesförlusten. Just den här postningen har ett sågutbyte på 56 % Sågoptimering i Alvesta Sågstyrningen som används i Alvesta är gjort av Roj Konsult. Stockarna går igenom en 3D-ram som består av 3 paneler som har 16 laserstrålar var. Panelerna sitter på ett cirkulärt avstånd av 120 för att täcka hela stockens yta. Lasern reflekteras på stockens yta och fångas upp av mätramen som då kan projicera en virtuell bild av stocken (Drott 2013). Sågoptimeringsprogrammet räknar ut det bästa värdeutbytet på längd, bredd, tjocklek och vankant. Produkterna har ett visst övermån eftersom trä krymper i torkningsprocessen. En bit som ska ha 47x100 mm som nominellt mått sågas med råmåtten 49,5x104 mm. Optimeringsprogrammet testar om utbytet blir bättre om stocken vrids 30 i taget upp till 180. Det kollar även på förskjutning i horisontalt led för att hitta en bättre passning av en mera värdefull bit på ena sidan och en lite sämre på andra sidan men överlag ett bättre värde. Det finns en prislista som styr vilka bitar som ska produceras. Sågstyrningen strävar efter att nå det högsta värdeutbytet och inte det högsta sågutbytet. För att möta marknadens efterfrågan ändras priserna så att rätt volymer erhålls av varje dimension. Besluten för prisändringar tas av vd i samråd med produktionschef (Drott 2013). 2.4 Sortering Det finns två typer av sorteringar, handel och hållfasthet. Handelssortering är en visuell sortering som fokuserar på virkets utseende. När en sort-bestämning av en bit ska göras undersöks virkets egenskaper. De är indelade i tre grupper, kvistar, sprickor och vankanter och övriga. Beroende på vilken kvalitetsklass biten ska få, har virkets egenskaper olika stora toleransgränser. Bedömningen görs enskilt på varje sida av biten och sortimentet fastställs på virkesstyckets ytoch kantsidor samt att en sida med märg får en klassning lägre. Det finns en måttolerans för tjocklek, bredd och längd. Vissa defekter och hanteringsskador som ligger under måttoleransgränserna ignoreras (NORDISKT TRÄ 1994). Produkterna är tänkta att användas som väggreglar och formreglar. Hållfasthetssorteringen sorterar både visuellt och maskinellt. Vid visuell sortering undersöks egenskaper som kan påverka hållfastheten, främst kvistar. 13

21 Vid maskinell sortering bestäms en fysikalisk egenskap som är kopplad till hållfasthet som t.ex. elasticitetsmodulen (Att välja trä 2004). Detta kan ske till exempel via böjprovning eller med hjälp av akustik där en hammare slås mot virkesänden och tiden det tar för ljudet att transporteras fram och tillbaka i biten mäts. Beroende på hastigheten kan slutsatser tas angående bitens hållfasthet (Edlund m.fl. 2004) Sortering i Alvesta Efter att bitarna lämnat sorterarplatsen vid råsorteringen går de genom en anordning som heter Autolog. Den består av 24 laserstrålar på vardera sidan. Vid ändarna på bitarna sitter laserpunkterna på ett avstånd av 1,25 cm för en noggrannare mätning. På den övriga ytan sitter laserpunkterna på ett avstånd av 2,5 cm (Drott 2013). Autolog skapar en virtuell bild av brädan. Sortimentsklassen bestäms och Autologen räknar ut hur mycket biten ska kapas för att få det högsta värdet efter samma prislista som används vid sågstyrningen (Drott 2013). Eftersom Autologen mäter med laser kan utstående stickor ge ett onormalt värde men dessa extremvärden ignoreras av Autologen. Det finns säkerhetsmarginaler inlagda för att varna om bitar som passerar genom Autologen har för små eller för stora råmått. Detta inträffar oftast om en sågklinga har blivit sned (Drott 2013). I hyvleriet sorteras slutprodukten efter kundens krav. Det finns möjlighet att sortera tre kvaliteter samtidigt efter hyveln. På hyvleriet används en Woodeye 5 (figur 13) för visuell sortering och en Dynagrade för hållfasthetssortering. Dynagraden använder sig av akustik för att avgöra bitens hållfasthet (Drott 2013). 14

22 Figur 13. Woodeye för visuell sortering. 2.5 Råvara och slutprodukter En produktionsprocess för en stock kan beskrivas som ett V-flöde. Det innebär att man startar med en råvara och får ut flera del- och slutprodukter (Figur 14). Figur 14. V-flöde för en produkt/materialprocess (Jonsson, Mattsson 2011 s. 223). 15

23 Av en stock som sönderdelas blir endast ca 50 % sågad vara, resten består av flis, spån och bark. Jämfört med figur 14 så är första steget stocken, i andra ledet har stocken blivit till sågad vara, flis, spån och bark. I nästa led har sågad vara blivit till hyvlad vara och hyvelspån och flis uppdelat till bränsle- och cellulosaflis Kubb Kubb förekommer vanligast som gran (figur 15) men även som tall och björk. Det som vanligen karakteriserar kubb är dess korta längd på 3,05 m. Tidigare har det även förekommit ett kubbsortiment på 2,45 m men i dagsläget är det sortimentet bortplockat. Figur 15. Kubb av gran vid sågplanen i Alvesta. De mest optimala stockarna som sågverket i Alvesta vill såga ska ha en så liten avsmalning som möjligt och en diameter på cm i den smalaste änden. Stockar som ligger utanför intervallet cm i lilla änden föredras inte för att processen ska ha ett bra flyt och ekonomiskt utbyte (Drott 2013). Eftersom kubb oftare sågas från gallringar och toppar från slutavverkningar har de en tendens att vara krokiga. De två vanligaste krokarna är tvärkrök (figur 16) och långkrök (figur 17). Tvärkrökar tillåts aldrig medan långkröken tillåts så länge båghöjden är mindre än 2 % av stockens längd (Dokument 2). Kubb ska tillredas så att den är jämnkapad och väl kvistad. Kubbitar under 3,05 meter tillåts inte och vrakas. Stockar med längder upp till 20 cm över det angivna måttet tillåts (Dokument 1). 16

24 Figur 16. Tvärkrök på en stock. Tvärkröken syns i det inringade området (Slöjddata 2013). Figur 17. Långkrök på en stock (VMR 1999) Sågad vara I Alvesta används den sågade varan främst till konstruktion. Konstruktionsvirke används främst i bärande konstruktioner som till exempel hus, broar och byggnadsställningar. I Sverige används fem hållfasthetsklasser, C14, C18, C24, C30 och C35. Sifferbeteckningen står för böjhållfastheten. 95 av 100 bitar i ett parti måste ha eller vara över ett värde som överstiger den karakteristiska hållfastheten (TräGuiden 2013) 17

25 2.5.3 Cellulosaflis Cellulosaflis består främst av yt- och ribbved samt ändbitar från justervirke av rå ved. Flisen ska vara helt fri från bark (figur 18). När flisen sållas delas den in i sex olika klasser (Figur 19) där acceptflis är det som massabruken vill ha. Figur 18. Cellulosaflis, restprodukt vid profilering och reducering. Figur 19. Sållning för storleksfördelning av cellulosaflis (Dokument 3). Kvaliteten på flisen måste vara hög eftersom små föroreningar kan leda till kassation av stora mängder papper och papp. Det är inte bara renheten som påverkar kvaliteten, årstid, vedens egenskaper, flismaskin och sållningssystem påverkar också. Flisens egenskaper påverkas i sin tur av barkningsmetod, sågutrustning och flisens transportsystem till flisstacken (Eriksson, Johansson 1997). Cellulosaflis används huvudsakligen till sulfatprocessen, det är en kemisk process för att producera pappersmassa. 18

26 2.5.4 Bark och bränsleflis Barken som skjuvas av i barkmaskinen transporteras till en hög (figur 20) där den blandas med bränsleflis. Avkap och ändjusterade bitar vid hyvling huggs sönder till torrflis och eldas. Bränsleflis är det som inte duger till cellulosaflis (figur 21). Blandningen används till sågverkets egen panna som värmer virkestorkarna samt företagets lokaler (Drott 2013). Figur 20. Bark. Sönderdelad bark från barkningsprocessen. Figur 21. Bränsleflis. Flis som inte duger till cellulosaflis. 19

27 2.5.5 Spån Sågspån är det som bildas när stocken sågas och delas i delningssågen (figur 22). Sågspån bildas också vid reducering och profilering. För att få en jämn yta på slutprodukten så sågas profilen ut med klingor samtidigt som det som sågas bort huggs sönder av knivar. Därför blandas sågspån och flis i processen som sedan måste sållas. Det understa och minsta sållet har hål med diametern tre mm. Fraktioner som är mindre än tre mm går igenom och kallas spån (Dokument 3). Spånen säljs dels till tillverkare av spånskivor men också till Vidas egna energibolag som tillverkar pellets (Drott 2013). Vid hyvlingsprocessen bildas kutterspån som används för tillverkning av briketter som eldas i värmeanläggningar. Energibolaget paketerar också kutterspån som blir stallströ för djurhållning (VIDA 2013). Figur 22. Sågspån. Den minsta fraktionen som sållats fram. 20

28 3 Metod Detta arbete bygger på kvantitativ data från fallföretaget tillsammans med observationer på fallföretaget, litteraturstudier, matematiska beräkningar och programmering. Datahanteringen sker i Microsoft Excel då det är användarvänligt och används av många. Det finns möjlighet att programmera makron med applikationen Visual Basic som används för att utföra upprepade beräkningar. Alla mått och priser har tilldelats från företaget. De formler som har använts är framtagna av författarna. Informationslagring och beräkningar kunde ha programmerats i ett annat språk. Då hade det varit möjligt att göra ett eget program från grunden med mer utvecklade funktioner som till exempel visuell projicering av postningar. Dock hade examensarbetets huvudfokus inte blivit så relevant till skog och trä utan åt datorteknik och programmering. Det hade blivit en längre upplärningstid för att möjliggöra en tillfredsställande programmering. Samtidigt är Microsoft Excel välkänt av många och tillgängligt på majoriteten av alla datorer. 3.1 Validitet och reliabilitet Validitet är enligt Ejvegård (2009) att man mäter det man avser att mäta. Alla mått och priser som författarna har använt anses vara valida eftersom det är samma data som det nuvarande optimeringsprogrammet använder. Ejvegård (2009) anser att reliabiliteten anger tillförlitligheten och användbarheten av en mätmetod. I teorin har resultatet i den här studien en hög reliabilitet eftersom de matematiska formlerna noggrant valts ut och kontrollerats genom ritning i SolidWorks. Formlerna som används har möjlighet för noggrann beräkning, mycket noggrannare än vad VIDA Alvesta AB:s sågutrustning klarar av att såga. Det är väldigt svårt att mäta en stocks verkliga volym eftersom mantelytan är ojämn. För att få en acceptabel vankant krävs därför en säkerhetsmarginal i form av ett minskat mått för den maximalt tillåtna vankanten. Vid volymberäkningar har ingen hänsyn tagits till stockars avsmalning. Eftersom stockarna inte är cylindriska är det svårt att få ett exakt sågutbyte. Beräkningarna är gjorda på toppänden som är minst och det garanterar att postningen får plats. Verktyget är i första hand gjort för att jämföra olika postningar. Därför anses metoden ha hög validitet och reliabilitet eftersom förutsättningar då är lika för alla försök. Verktyget har testats av både författarna och handledarna vilket stärker verktygets reliabilitet. Både validiteten och reliabiliteten kan vara låg om studien skulle tillämpas i verkligheten eftersom studien undersöker de exakta gränserna för tillåten vankant samt räknar på helt cylindriska stockar. 21

29 3.2 Verktyget De val som har gjorts när det gäller program har baserats på att författarna är bekanta med programmets basfunktioner för att undvika en lång inlärningsperiod. Verktyget skapas i en miljö som är bekant för en vanlig datoranvändare Microsoft Office Excel Excel är ett program som en vanlig datoranvändare är bekant med eftersom det används i många skolor och på många arbetsplatser. I Excel är det enkelt att hantera en stor mängd av data och utföra beräkningar. Excel stödjer även programmering av makron i språket Visual Basic. Visual Basic är ett enkelt programmeringsspråk som kan utföra det mesta inom programmering. Ett makro i datasammanhang är ett kort kommando för att utföra en följd av instruktioner (NE 2013) SolidWorks SolidWorks är ett ritningsprogram för 2D och 3D. I programmet ritades olika postningar som gav bra visuella bilder. Programmet användes för att utföra beräkningar och kontroller av areor, sträckor och vinklar på uppritade postningar. De data som beräknades användes för att kontrollera de formler som använts i programmeringen. Programmet möjliggjorde en enkel kontroll som annars hade varit svår att genomföra. 3.3 Kritik till vald metod Programmering i Visual Basic Application är begränsad. Eftersom det är en applikation går det inte att utföra alla funktioner som det fullständiga programmet har. Samtidigt har det varit viktigare att få ett verktyg som är användarvänligt och lättillgängligt än att uppnå en optimal programmering. 22

30 4 Genomförande 4.1 Kommunikation För att kunna utföra uppgiften behövdes information från företaget. Till en början behövdes data från sågprocessen för att kunna göra beräkningar. För att stämma av arbetets gång genomfördes regelbundna möten med Christian Drott. Christian Drott är utbildad jägmästare och vd för VIDA Alvesta AB. Han är också ansvarig för personal och produktion. Drott har goda kunskaper om produktionen vilket har varit till stor hjälp under arbetet. 4.2 Formler För att programmera makron behövs färdiga formler som översätts till programkod. Formlerna är framtagna av författarna Vankanter För att räkna ut pris per kvadratcentimeter behövs ändarean för bitarna tas fram. För att räkna ut ändarean av en bit med vankant behöver arean för ett visst område på biten definieras enligt figur 23. Figur 23 visar en postning med tre bitar men principen är densamma för samtliga postningar. Det som skiljer uträkningarna är den horisontala katetern eftersom man kan variera antalet bitar. Figur 23. Odefinierad delarea av en cirkelsektor innanför de streckade linjerna. 23

31 För att räkna ut den odefinierade arean behövdes den resterande arean för cirkelsektorn och hela cirkelsektorns area. Arean för den resterande delen av cirkelsektorn räknas ut genom ekvation 1. Area = B h 2 (1) Cirkelsektorns area räknas ut enligt ekvation 2. Area = γ 2 radie2 (2) Vinkeln γ är differensen mellan α och β. Vinklarna α och β erhålls genom de trigonometriska sambanden i figur 24 och ekvationerna 3 och 4. α = sin 1 S (3) U β = cos 1 Y (4) Z Figur 24. Trianglar för uträkning av vinklarna α och β. 24

32 För att räkna ut den resterande arean i cirkelsektorn i figur 25 tas sträckan A och B fram genom ekvationerna 5 och 6. A = B = C cos β C cos α (5) (6) Sträckan H i figur 25 beräknas med hjälp av A enligt ekvation 7. H = A sin γ (7) Figur 25. Den resterande arean i cirkelsektorn. 25

33 4.2.2 Rundade hörn För att räkna ut hur mycket vankant som kan tillåtas för att den ska kunna döljas vid hyvling av rundade hörn behöver skärningspunkterna S i figur 26 vara kända. Figur 26. Trianglar för uträkning av vankanter vid rundade hörn. Skärningspunkten på bredden räknas ut med den streckade triangeln (R, e, k, f, b) i figur 26 enligt ekvation 8. e = R 2 (f + b + k) 2 (8) 26

34 Skärningspunkten på tjockleken räknas ut med den feta triangeln i figur 26 enligt ekvation 9. o = R 2 p 2 (9) För att räkna ut sträckan b i figur 26 används den tunna triangeln (a, b, c) och ekvation 10. b = a sin φ sin ω (10) Vinkeln φ och γ i figur 26 erhålls enligt ekvationerna 11 och 12. φ = π γ ω (11) 1 c sin ω γ = sin a (12) Sidan a i figur 26 räknas ut enligt ekvation 13. a = (h) 2 + (f) 2 (13) Stockens radie R i figur 26 erhålls med ekvation 14. R = z cos θ (14) Sträckan z i figur 26 erhålls enligt ekvation 15. z = h + r y (15) 27

35 Figur 27. Skiss över det rundade hörnet i förstoring. Vinkeln ω i figur 27 erhålls ur ekvation 16. ω = π θ (16) 2 Sträckorna y och x i figur 27 räknas ut med ekvationerna 17 och 18. y = sin(β) x (17) x = sin θ r 2 (18) 2 Vinklarna α och β i figur 27 erhålls enligt ekvationerna 19 och 20. α = π θ 2 (19) β = π α (20) 2 28

36 4.3 Beräkning av minskade råmått Beräkning av minskade råmått görs för att undersöka om en specifik postning kan få plats i en stock som har en mindre diameterklass. Samtliga stockar i ett litet diameterintervall som har samma postning motsvarar en diameterklass. Vid beräkning av minskade råmått valdes tio postningar ut enligt bilaga 1. En treprocentig minskning av råmått har gjorts på bredd och tjocklek. De tio utvalda postningarna är de med högst värde för varje diameterintervall. De postningar som har högst värde är de som med störst sannolikhet uppkommer vid sågning eftersom optimeringsprogrammet postar efter pris. Diameterintervallet sträcker sig mellan 12 och 21 cm. Varje steg är en hel centimeter. Postningarna har valts för att få en diameter som ligger maximalt 5 mm under varje hel centimeter. Genom att jämföra diametrarna före och efter minskning av råmått kan ett medelvärde på diameterdifferensen erhållas. Diameterdifferensen är till för att bestämma en ny medeldiameter där postningen får plats. Sågutbytet och priset/cm 2 är avrundade medelvärden på de tio utvalda postningarna. 29

37 5 Resultat 5.1 Verktyg för beräkning av värdeutfallet i en sågprocess Verktyget som har utvecklats kan utföra följande funktioner: Inmatning av egna produkter Beräkning av maximal tillåten vankant för att den ska döljas vid hyvling med rundade hörn. Uppdatera tabeller med postningar utifrån aktuell sortimentslista. I tabellerna ges information om värdeutfallet för varje kombination. Sökning efter specifika postningar med informationshämtning Inmatning av egna produkter Vid inmatning i verktyget matas först tjocklek, bredd och längd in. Efter det skrivs kvalitetskod in och ett sortimentsnamn skapas. Positionen på biten väljs som centrum eller sida. Sågmåtten matas in för tjocklek och bredd samt procentuell maximal tillåten vankant för tjocklek och bredd. En valfri kommentar kan skrivas in samt pris per kubikmeter. Exempel på en rad ur sortimentslistan ses i figur 28. Sågmått Sågmått Tjocklek Bredd Längd volym Area Tjocklek Bredd Sortiment Centrum Sida (mm) (mm) (mm) (m 3 ) (cm 2 ) (mm) (mm) 75x150:VI x , , Halva Tjocklek bredden efter efter Vankant Vankant vankant vankant Tjocklek Bredd Pris per m 3 pris/bit råmått råmått (%) (%) kommentar (kr) (kr) (mm) (mm) 0,3 0,3 exempel ,6 54,6 54,2 Figur 28. En rad ur listan över inmatade produkter för sortimentet 75x

38 5.1.2 Maximal tillåten vankant med rundade hörn För att beräkna maximal tillåten vankant ska nominellt mått och säljmått för tjocklek och bredd anges samt radien för de rundade hörnen. Resultatet erhålls enligt figur 29. En bit med tjocklek 47 mm och bredd 100 mm har med en radie på 5 mm en maximal tillåten vankant på 28 % på tjockleken och 18 % på bredden Vankant för tjocklek Vankant för bredd 28% 10% 27% 10% 25% 10% 24% 10% 23% 10% 23% 10% 22% 11% 21% 11% 21% 11% 20% 11% 19% 11% 19% 11% 18% 12% 18% 12% 17% 12% 17% 12% 17% 12% 16% 12% 16% 12% 16% 13% 15% 13% 15% 13% 14% 13% 14% 13% 14% 13% 14% 14% 13% 14% 13% 14% 13% 14% 12% 14% 12% 15% 12% 15% 12% 15% 11% 15% 11% 15% 11% 16% 10% 16% 10% 16% 10% 16% 10% 17% 9% 17% 9% 17% 9% 17% 9% 18% 8% 18% 8% 18% Figur 29. Resultatet av en 47x100 med hörnradie på 5 mm. 31

39 5.1.3 Uppdatering och sökning i kombinationslistorna För att skapa listor med 2, 3, 4 och 5 bitars kombinationer uppdaterar man listorna enligt angivet kortkommando. Programmet skapar då listor där samtliga möjliga kombinationer finns samtidigt som den beräknar minsta möjliga diameter, förskjutning, sågutbyte, totalpris samt pris/cm 2. Ett exempel på en rad ur listan ses i figur 30. Diameter Diameter Diameter Diameter 3 och 6 4 och 5 Diameter Diameter sida centrum sida 1 (mm) 2 (mm) (mm) (mm) 7 (mm) 8 (mm) 48x110 75x150:VI 48x ,7 191,2 133,5 164,3 191,2 202,7 Störst Förskjutn Diameter ing x-led (mm) (mm) Minsta möjliga Diameter (mm) Vänster sida vankant tjocklek Vänster sida vankant bredd Höger sida vankant tjocklek Vänster sida vankant bredd (%) Höger Vänster vinkel ( ) vinkel ( ) (%) (%) (%) 202, ,7 31,4 31,4 21, ,1 35 Sågutbyte (%) Total Area (cm 2 ) Total Pris (kr) Pris i kr/cm 2 0,68 234,3 113,2 0,4831 Figur 30. Exempel på en rad ur listan med tre bitars kombination. 32

40 I verktyget finns även en sökfunktion där önskad kombination skrivs in i ordning från vänster till höger sidobräda. Kombinationen letas upp av programmet, raden den står på, andelen vankant, minsta möjliga diameter, sågutbyte, totalpris samt pris/cm 2 erhålls enligt figur 31. Vankant vänster tjocklek (%) Vanka nt vänste r bredd (%) Vankan t höger tjockle k (%) Vankant höger bredd (%) Rad Sida Centrum Sida x100 47x100 22x75 24,9 9,1 46,8 53, x100 47x150 22x Total pris för Diameter Sågutbyte Pris/cm2 postning 127,1 0,67 0, ,5 0,57 0, ,9 Figur 31. Exempel på resultat vid sökning efter två specifika kombinationer. 33

41 5.1.4 Sökning efter specifik produkt Verktyget har en funktion där en specifik produkt kan sökas. Programmet letar upp samtliga kombinationer där produkten ingår och raden den står på, andelen vankant, minsta möjliga diameter, sågutbyte, totalpris samt pris/cm 2 erhålls för hela postningen enligt figur 32. Vanka Vankant Vankant nt Vankan vänster vänster höger t höger Total pris tjocklek bredd tjockle bredd för Rad Centrum Centrum (%) (%) k (%) (%) Diameter Sågutbyte Pris/cm2 postning 14 47x75 47x , ,1 118,6 0,64 0, ,8 Vanka nt Vankant vänste Vankan Vankant vänster r t höger höger tjocklek bredd tjockle bredd Total pris för Rad Sida Centrum Sida (%) (%) k (%) (%) Diameter Sågutbyte Pris/cm2 postning x75 47x75 22x , ,3 109,1 0,73 0, ,1 Vanka nt Vankan vänste t Vankant r vänster höger Vankant Total tjockle bredd tjocklek höger pris för Rad Sida Centrum Centrum Sida k (%) (%) (%) bredd (%) Diameter Sågutbyte Pris/cm2 postning x75 47x75 47x75 22x75 37,2 59,7 37,2 59,7 160,7 0,51 0, ,4 Vankan t Vankant Vankant vänster vänster höger Vankant Total pris Rad Sida Centrum Centrum Centrum Sida tjockle k (%) bredd (%) tjocklek (%) höger bredd (%) Diameter Sågutbyte för Pris/cm2 postning x75 47x75 47x75 47x75 22x75 27,1 59,9 27,1 59,9 213,6 0,39 0, ,8 Figur 32. Exempel på resultat för sökning av samtliga postningar som innehåller 47x Beräkning av maximalt tillåten vankant vid rundade hörn med radie 3 och 5 mm För produkten 47x100 går det enligt figur 33 att såga fem procentenheter mer på tjockleken och tre procentenheter mer på bredden för att vankanten ska döljas. En bit med tjocklek 47 mm och bredd 100 mm har med en radie på 3 mm en maximal tillåten vankant på 23 % på tjockleken och 15 % på bredden En bit med tjocklek 47 mm och bredd 100 mm har med en radie på 5 mm en maximal tillåten vankant på 28 % på tjockleken och 18 % på bredden Figur 33. Resultat av produkten 47x100 med hörnradie 3 och 5 mm uträknad med verktyget. 34

42 5.3 Minskning av råmått 0, ,6 124,1 0,5 127,8 134,7 138,8 0,4 kr/cm 2 0, ,4 154,8 159, ,2 169, ,2 0,1 180,4 185, Diameter (mm) 191,6 197,4 202,5 208,4 Figur 34. Diagram för utvalda postningar i kr/cm 2 med diameterintervall på ungefär 10 mm per steg. De fyllda punkterna representerar postningar med nuvarande råmått och de ofyllda punkterna representerar postningar med 3 % minskat råmått. Diagrammet i figur 34 visar tio utvalda postningar (bilaga 1) där en jämförelse har gjorts mellan nuvarande råmått och en minskning av råmåttet med 3 %. De ofyllda punkterna som är råmåttet efter tre procents minskning får ett högre värde än de fyllda. De ofyllda punkterna får också plats i en mindre diameter. 35

43 Vid minskning av råmått på 3 % uppnås en mindre medeldiameter vilket leder till ett större sågutbyte och pris/cm 2. Enligt tabell 1 leder det till att det går att spara cirka kr varje dag. Besparingen sker genom att samma produkter kan erhållas ur en mindre volym råvara. Tabell 1. Tabell över värdedifferensen mellan nuvarande och minskat råmått beräknat på antal stockar som sågas per dag. Nuvarande råmått Minskat råmått Differens Medeldiameter (cm) 16 15,5 Medelarea (cm 2 ) 201,1 188,7 Sågutbyte (%) Sågutbyte (cm 2 ) 112,6 113,2 Antal stockar (st) Total area (cm 2 ) Pris/cm 2 (kr) 0,475 0,502 Total värde (kr)

44 6 Diskussion 6.1 Verktyget Verktyget har testats av både handledare och författare och anses vara användarvänligt. Det hade alla nödvändiga grundfunktioner för att kunna användas. Alla verktygets funktioner har testats med en stor mängd försöksdata och beräkningar har testats utförligt med hjälp av ritprogram. Vid postning med tre bitar kan mittenbiten få vankant på båda sidor av tjockleken. I så fall delas andelen vankant på tjockleken upp på två hörn. Vårt verktyg kan inte hantera det fallet eftersom verktyget bara räknar vankanten på ett hörn på tjockleken. Vankantsandelen delas då på två hörn och blir hälften så stor. Det är dock bättre att vankanten blir mindre än det maximalt tillåtna värdet än att den skulle bli större. I beräkningarna som verktyget utför så avrundas en del värden innan de används igen för andra beräkningar. Det medför att det slutliga resultatet kan få en mindre noggrannhet. Vid tester genom uppritning i SolidWorks visade det sig att resultatet hade en väldigt liten avvikelse. Avvikelsen är försumbar eftersom sågutrustningen inte klarar av att såga så noggrant. Vinkel γ i figur 23 får i vissa fall en mycket liten vinkel även om det inte existerar någon vankant på grund av avrundning i tidigare beräkningar i verktyget. 6.2 Beräkning av rundade hörn Vi tog ingen hänsyn till att det hyvlas mer på ena sidan vid beräkning av rundade hörn. Resultatet hade inte gått att tillämpa utan att stora ändringar i programmet hade behövts. Tidsbegränsningen gjorde att vi i samråd med Drott valde att inte gå djupare i deluppgiften. För att få ett relevant resultat vid beräkning av rundade hörn var det nödvändigt att göra vissa begränsningar. Sträckan b i figur 26 måste vara större än eller lika med noll. Skulle b vara mindre än noll blir vankanten på motsvarande sida av tjockleken större än det maximalt tillåtna värdet. Stockens radie begränsades till 12 cm eftersom stockar med en större diameter än 24 cm inte föredras. Radien får inte vara mindre än halva bitens nominella bredd. Eftersom detta skulle innebära att stocken inte bearbetas i första reduceraren och saknar därmed skarp kant. Det är svårt att sätta en siffra på värdeökningen när hörnradien ändras från 3 till 5 mm. Det är många faktorer som påverkar slutresultatet. Bara för att en vankantsgräns ändras betyder inte det att slutresultatet blir annorlunda. Olika 37

45 produkter kan hyvlas med runda hörn vilket ger olika vankantsgränser. Beroende på hur biten postas erhålls därför olika resultat. Utan en noggrannare studie går det inte att sätta en siffra på värdet. 6.3 Minskning av råmått Värdeökningen som erhölls i tabell 1 var för stor i förhållande till den verkliga värdeökningen. Vi räknade på det ideala fallet när alla postningar får en ny diameterklass. Det innebar att vi inte tog någon hänsyn till att inte alla stockar påverkas för varje steg i diameterintervallet och värdeökningen blev därför för stor. Diameterklassernas gränser kan sänkas men antalet stockar som påverkas är endast de punktmarkerade linjerna i figur 35. Det ideala fallet går inte att uppnå eftersom det inte går att ge varje stock en unik postning. Det finns begränsningar såsom säkerhetsmarginal, volymbegränsning för enskilda produkter och antal produkter som kan produceras samtidigt. Istället för att ge varje stock en unik postning använder man sig därför av diameterklasser. 800 Antalet stockar per stockdiameter Antal stockar Diameter Figur 35. Diagram över antalet stockar per stockdiameter som teoretiskt sett kan sågas på en dag (Drott 2013). De punktmarkerade linjerna motsvarar de stockar som får en ny diameterklass. De streckade linjerna behåller sin diameterklass. 38

46 En diameterklass i figur 35 består av en streckad och en punktmarkerad linje. Innan minskningen av råmåtten tillhörde linje 2 och 3 samma diameterklass. Efter minskning av råmåtten hamnar linje 1 i samma diameterklass som linje 2 medan linje 3 får en ny klass tillsammans med linje 4. Vid minskning av råmått kan diameterklassens gränser sänkas eftersom en postning får plats i en mindre stockdiameter. Det leder till ett högre sågutbyte. Genom ett bättre utnyttjande av råvaran erhålls ett större värde på de stockar som får en ny diameterklass. I resultatet räknade vi på att stockarna för både linje 1 och 2 i figur 35 förändrades. Egentligen skulle vi bara ha räknat på stockarna för de punktmarkerade linjerna eftersom det endast är de stockarna som får ett högre värde. Antalet stockar som påverkas blir därför ett par tusen istället för alla stockar som sågas per dag. Då hade vinsten per dag i resultatet blivit mycket mindre men utslaget på ett helt år kan det ändå bli en betydande summa. Eftersom vi inte har använt siffror från produktionen är det svårt att sätta en siffra på den verkliga värdeökningen. Minskning av råmått innebär att en postning passar i en mindre diameter. Detta leder till att nya postningar som tidigare var för stora nu kan passa in i det önskade diameterintervallet. Teoretiskt sett skulle det gå att använda stockar som har en diameter som är lite mindre än den minsta tillåtna diametern idag. Den lilla förändringen är dock inte tillräckligt stor för att påverka de dimensioner som köps in. 39

47 7 Slutsats I arbetet har ett användarvänligt verktyg utvecklats. Det är enkelt att lägga in nya produkter och med två knapptryck kan ett helt blad med kombinationer uppdateras. Vid sökning ges nödvändig information som är överskådlig och möjliggör en enkel jämförelse mellan olika postningar. I verktyget finns en funktion för att räkna ut maximalt tillåten vankant vid rundade hörn av valfri hörnradie och dimension. Med hjälp av verktyget undersöktes produkten 47x100. Skillnaden på den maximalt tillåtna vankantsprocenten blev 5 % på tjockleken och 3 % på bredden. Det innebär att på tjockleken tillåts en större vankant på 2,35 mm och på bredden 3 mm. Undersökningen visar att det är lönsamt att öka hörnradien från 3 till 5 mm. Utan en noggrannare studie går det dock inte att sätta en siffra på värdet eftersom det är för många faktorer som påverkar slutresultatet. Minskas råmåttet med 3 % kan en ekonomisk vinning erhållas om en postning kan få plats i en mindre diameterklass. I det ideala fallet skulle alla stockarna fått en ny diameterklass. I verkligheten är det bara ett par tusen stockar per dag som får en ny diameterklass. Den dagliga vinsten blir inte så stor men räknat på ett år blir vinsten betydande. 40

48 8 Fortsatt arbete 8.1 Verktyget Verktyget kan utvecklas så att det kan hantera märgfångare. Med märgfångare menas en tunn centrumbit som innehåller märgen. Märg är oönskad i det så kallade A-grade sortimentet som ska till Japan. Ett önskemål från Drott som inte hanns med var att kunna sortera alla postningar efter minsta möjliga diameter. Det kan användas till att jämföra med dagens postningar. Det blir också lättare att se den mest värdefulla postningen för varje diameterklass. 8.2 Studier En ytterligare studie är att jämföra sågens optimeringsprogram med verktyget. Ett visst antal slumpmässigt utvalda stockar kan jämföras varje dag för att se om största möjliga värde uppnåtts. En annan studie är att undersöka om samma slutprodukt erhålls vid minskning av råmått. Detta kan även utvecklas med en marknadsundersökning av kundernas behov på hyvlade slutprodukter. Det som idag hyvlas på fyra sidor kanske bara har behov av att hyvlas på tre sidor. Det kanske inte heller behövs skarpa kanter utan att det kan tillåtas lite vankant efter hyvling. För att undersöka den ekonomiska vinningen av minskade råmått kan en specifik produkt väljas. En volymbegränsning görs efter normal daglig produktion samt att alla postningar där produkten ingår undersöks. Genom att minska råmåttet på produkten och undersöka hur mycket diametern kan sänkas för varje postning kan den ekonomiska vinsten beräknas. 41

49 9 Referenser Att välja trä 2004: Åttonde utgåvan. Skogsindustrierna, Stockholm. Hämtad Dokument 1, 2013: 9.04 Generella mätningsbestämmelser för sågbar kubb av tall och gran, hämtad Dokument 2, 2012: 9.51 Avvikande mätningsbestämmelse för barrsågkubb till VIDA Alvesta, hämtad Dokument 3, 2006: 6.01 Instruktion för mätning, provtagning, torrhaltsbestämning och sållning av sågverksflis: Mätningsbestämmelser för cellulosaflis, hämtad Drott C. 2013: Muntlig kommunikation med Christian Drott på VIDA Alvesta AB i Alvesta, telefon Edlund, J., Lindström, H., Nilsson F. 2004: Akustik sortering av grantimmer med hänsyn till utbytets hållfasthet. Hämtad sortering%20av%20grans%C3%A5gtimmer.%20Edlund%20et%20al%2C% pdf Ejvegård R. 2009: Vetenskaplig metod. Studentlitteratur AB, Lund. Eriksson, G.; Johansson, C. 1997: Grundläggande sågverksteknik Skogsindustrins Utbildningscentrum i Markaryd, Markaryd. Jonsson, P.; Mattsson, S-A. 2011: Logistik: Läran om effektiva materialflöden Studentlitteratur, Lund NE 2013: Hemsidan för nationalencyklopedin med sökordet makroinstruktion, hämtad NORDISKT TRÄ Sorteringsregler för sågat virke av furu och gran 1994: Föreningen Svenska sågverksmän. Markaryds Grafiska, Markaryd. 42

50 RemaControl 2013: Hemsidan för RemaControl, hämtad saghusetsub&action=active&activeimg=nav-menu3 RemaControl 2012a: Hemsidan för RemaControl, hämtad nt=saghusetsub&action=active&activeimg=nav-menu3 RemaControl 2012b: Hemsidan för RemaControl, hämtad =saghusetsub&action=active&activeimg=nav-menu3 Sawco 2013: Hemsidan för Sawco, hämtad Slöjd-data 2013: Hemsidan för Slöjd-data, hämtad TräGuiden 2013: Hemsidan för konstruktionsvirke, hämtad VIDA AB 2013: Hemsidan för VIDA AB, hämtad Virkesmätningsföreningen 2013: Hemsidan för VMF Syd hämtad VMR-cirkulär Nr 1-99, 1999: Mätningsbestämmelser för rundvirkessortiment, hämtad Wessels, C. Brand 2009: Cant sawing log positioning optimization: A simulation study, Forest Products Journal; Vol. 59 Issue 4, p

51 Bilaga 1 Studie av de tio mest värdefulla postningarna för varje steg av en hel centimeter i ett diameterintervall på cm. sida centrum sida Diameter 1 (mm) Diameter 2 (mm) Diameter 3 och 6 (mm) Diameter 4 och 5 (mm) Diameter 7 (mm) Diameter 8 (mm) Störst Diameter (mm) Förskjutn ing x-led (mm) 1 22x75 30x110 22x75 104,1 111, ,9 104, ,8 41, ,62 69,1 31,7 0, x75 30x110 22x75 107,1 115,2 119,6 119,6 115,2 107,1 119, ,6 41,8 41, ,59 73,5 31,7 0, x100 30x110 22x ,1 124, ,1 113,1 124, ,1 49,7 49,7 24,9 9,3 24,9 9,3 0,64 79,5 37,2 0, x100 30x110 22x ,4 127,8 119,6 119,6 127,8 116,4 127, ,8 49,8 49,8 24,9 9,2 24,9 9,2 0,6 84,5 37,2 0, x110 30x110 22x75 152,2 152, ,9 104,1 152, ,7 55,9 33,9 0,1 0 2,9 2,6 0,58 87,6 42,9 0, x110 30x110 22x75 156,7 156,7 119,6 119,6 115,2 107,1 156, ,8 56,4 33, ,5 0,55 93,1 42,9 0, x110 24x110 22x ,5 115,5 107,9 99, ,3 31,6 0,1 0 4,2 4,1 0,6 101,5 50,4 0, x110 24x110 22x75 179,2 179,2 119,1 119,1 111,1 102,6 179, ,4 51,5 31, ,1 5 0,56 107,9 50,4 0, x110 30x110 30x ,2 156, ,2 152,2 156, ,8 46,1 46,6 0, ,54 109,4 56,5 0, x110 30x110 30x ,9 160,9 119,6 119,6 156,7 156,7 160, ,5 46,7 46, ,51 116,3 56,5 0, x110 30x110 30x ,3 178, ,2 152,2 178, ,7 42, ,56 125,9 67,3 0, x110 30x110 30x ,6 183,6 119,6 119,6 156,7 156,7 183, ,9 42,6 42, ,52 133,9 67,3 0, x110 24x110 48x ,5 115, ,9 39, ,56 139,8 74,8 0, x110 24x110 48x ,2 179,2 119,1 119,1 179,2 179,2 179, ,2 39,9 39, ,52 148,6 74,8 0, x110 47x150 33x ,6 191,6 122,8 154,7 168,4 168,4 191, ,4 38,2 38,5 0,1 0, ,62 166,7 84,5 0, x110 47x150 33x ,4 197,4 126,5 159,5 173,4 173,4 197, ,7 38,5 38, ,59 177,2 84,5 0, x110 47x150 48x ,6 191,6 122,8 154,7 191,6 191,6 191, ,6 35,6 35,6 0,1 0,1 0,1 0,1 0,61 183,3 95,4 0, x110 47x150 48x ,4 197,4 126,5 159,5 197,4 197,4 197, ,4 35,6 35, ,58 194,8 95,4 0, x110 75x150 33x ,3 214,3 123,6 158,2 189,6 189,6 214, ,5 33,4 33, ,63 207,6 103,2 0, x110 75x150 33x ,7 220,7 127,4 163,1 195,3 195,3 220, ,4 33,7 33, ,59 220,6 103,2 0,4678 Minsta möjliga Diameter (mm) Vänster vinkel ( ) Höger vinkel ( ) Vänster sida vankant tjocklek (%) Vänster sida vankant bredd (%) Höger sida vankant tjocklek (%) Vänster sida vankant bredd (%) Volymut byte (%) Total Area (cm 2 ) Total Pris (kr) Pris i kr/cm 2 1

52 Fakulteten för teknik Kalmar Växjö Tel Lnu.se/fakulteten-for-teknik