POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU

POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU 

Metsätalouden koulutusohjelma 

Sami Muhonen 

HARVESTERIN TUOTTAVUUS SKOTLANNIN SITKAN- 

KUUSIVILJELMIEN KONEELLISESSA HAKKUUSSA 

Opinnäytetyö 

9.5.2006

Tekijä(t) 

Sami Muhonen 

Nimeke 

Opiskelija 

Toimeksiantaja 

Northern WoodHeat-hanke 

Tiivistelmä 

OPINNÄYTETYÖ 

Kevät 2006 

Metsätalouden koulutusohjelma 

Väisälänkatu 4 

80160 Joensuu 

p. (013) 260 6906 

Huoli tulevaisuuden energiavarojen riittävyydestä ja ilmaston lämpenemisestä on 

saanut aikaan monia prosesseja. Northern WoodHeat –hanke edistää suomalaisella 

osaamisella Skotlannissa bioenergia-alan kehittymistä. Skotlannilla on runsaasti 

hyödyntämiskelpoista biomassaa metsissään, jota voitaisiin käyttää bioenergian 

raaka-aineina. 

Tässä työssä tarkastellaan Skotlannin Ylämaalla sitkankuusen koneellisen hakkuun 

tuottavuutta harvennushakkuun ja päätehakkuun osalta sekä hakkuuajan jakautumista 

työvaiheittain. Aihetta ei ole juuri aiemmin tutkittu. 

Keskeinen tutkimusmenetelmä on aikatutkimus. Aineisto on kerätty Skotlannin 

Ylämaalla 19.3 - 29.3.2006 välisenä aikana. Tulokset esitetään yleisesti käytetyssä 

muodossa tuottavuus (m 3 /h) suhteessa rungon kokoon (dm 3 ) sekä hakkuuajan jakautuminen 

työvaiheittain. 

Tuottavuustulokset olivat odotettuja. Suurimmat erot tuottavuudessa verrattuna 

muihin tutkimuksiin johtuivat sitkankuusen ominaisuuksista. Prosessointiaika (karsinta 

ja katkonta) on oksaisella sitkankuusella suurempi kuin kuusella. Aikatutkimusaineiston 

vähäisyyden vuoksi tuloksiin pitää suhtautua varauksella. 

Kieli 

suomi 

Asiasanat 

Bioenergia, aikatutkimus, tuottavuus, sitkankuusi, Skotlanti 

Sivuja 49 

Liite 1 

Liitesivumäärä 4

Author(s) 

Sami Muhonen 

Title 

Student 

Commissioned by 

Northern WoodHeat -project 

Abstract 

THESIS 

Spring 2006 

Degree Programme in Forestry 

Väisälänkatu 4 

FIN 80160 Joensuu 

FINLAND 

Tel. 358-13-260 6906 

The concern of tomorrow`s energy resources and global warming have started 

many processes. Northern WoodHeat –project is a part of Scotland`s bioenergy 

development with Finnish knowhow. Scotland has a lot of potentional biomass in 

forests, which can be used as resources for bioenergy. 

In this thesis the focus is in Scotland Highlands machinery based thinnings and 

clear-cuttings productivity of sitkas spruce. The subject has not been studied 

much. 

Main study method is time studies. The data has been collected in Scotland Highlands 

19.3 – 29.3.2006. The results are presented in commonly used forms productivity 

(m 3 /h) to stem volume (dm 3 ) and cutting time by workstages. 

The results of productivity were as expected. Main differences compared to other 

researches were found in processing time (cutting and declimping), which is bigger 

with sitkas spruce than norway spruce because of sitkas` branches. Because 

of the small amount of time study data, the results must be viewed critically. 

Language 

Finnish 

Pages 49 

Appendice 1 

Appendice pages 4 

Keywords 

Bioenergy, time studies, productivity, sitka spruce, Scotland 

3

Sisältö 

1 JOHDANTO .......................................................................................................................... 5 

2 UUSIUTUVAN ENERGIAN KÄYTTÖ EUROOPAN UNIONISSA......................................... 6 

2.1 Uusiutuvan energian käyttö Suomessa....................................................................... 7 

2.2 Skotlannin energiapolitiikka......................................................................................... 9 

2.3 Bioenergia Skotlannissa ..................................................................................................... 10 

3 SKOTLANNIN YLÄMAAN METSÄT ................................................................................... 11 

3.1 Metsitykset ................................................................................................................ 12 

3.2 Metsien määrä ja kasvu ............................................................................................ 13 

3.3 Sitkankuusi ................................................................................................................ 14 

4 TUOTTAVUUDEN MITTAAMINEN..................................................................................... 15 

4.1 Aikatutkimus .............................................................................................................. 16 

4.2 Muutokset rungon keskikoossa................................................................................. 17 

4.3 Työmenetelmät.......................................................................................................... 18 

4.4 Aikatutkimuksen työvaihejako ................................................................................... 18 

4.5 Videokuvaus.............................................................................................................. 20 

4.6 Kaadettujen runkojen mittaus.................................................................................... 20 

5 TUTKIMUKSEN TARKOITUS............................................................................................. 21 

5.1 Tutkimuksen tavoitteet .............................................................................................. 21 

5.2 Ennakko-oletukset..................................................................................................... 23 

6 AINEISTO JA MENETELMÄT ............................................................................................ 23 

6.1 Rufco 901-maastotallennin ....................................................................................... 24 

6.2 Hakkuukoneet ja kuljettajat ....................................................................................... 24 

6.3 Tutkimuskohteet........................................................................................................ 26 

6.4 Tutkimuksen toteutus ................................................................................................ 26 

6.5 Aineiston kerääminen................................................................................................ 26 

6.6 Aineiston analysointi.................................................................................................. 27 

7 TULOKSET ......................................................................................................................... 28 

7.1 Harvennushakkuu ..................................................................................................... 28 

7.1.1 Koeala 1 .................................................................................................................. 29 

7.1.2 Koeala 2 .................................................................................................................. 31 

7.1.3 Koeala 3 .................................................................................................................. 33 

7.2 Päätehakkuu ............................................................................................................. 35 

7.3 Korjuuvauriot ............................................................................................................. 37 

7.4 Tuottavuus................................................................................................................. 38 

8 TULOSTEN POHDINTA ...................................................................................................... 39 

8.1 Aikatutkimuksen luotettavuus ja yleistettävyys ......................................................... 40 

8.2 Vertailut aiempiin tutkimustuloksiin ........................................................................... 41 

8.3 Aikatutkimuksen mittaustarkkuuteen vaikuttavat tekijät............................................ 44 

8.4 Korjuuolosuhteet ....................................................................................................... 44 

8.5 Yhteenveto ................................................................................................................ 45 

Lähteet................................................................................................................................ 47 

Liite 1 

4

1 JOHDANTO 

Ilmastonmuutos, ilmakehän saastuminen ja paikallistasolla työpaikkojen turvaaminen 

ovat aikaansaaneet monia prosesseja, joista tunnetuimmat ovat Kiotossa 

vuonna 1997 solmittu YK:n ilmastosopimus sekä Rio de Janeiron sopimus. Bioenergiaan 

luodaan odotuksia etsittäessä vastauksia kysymyksiin energiavarojen 

riittävyyden ja ympäristön kuormituksen alentamisesta. Pohjois-Euroopassa puu 

on uusiutuvista energiamuodoista runsain, eikä puuta hyödynnetä vielä sen täydellä 

kapasiteetilla. Metsävaltaisten maiden lisäksi monet niukemman metsävarannon 

omaavat maat haluavat olla mukana kehittämässä puuenergia-alaa ja 

hyödyntää omia resurssejaan tehokkaammin. (Northern Wood Heat 2005.) 

Skotlanti on parhaillaan laatimassa omaa bioenergiastrategiaansa, jossa tavoitteena 

on hyödyntää metsistä saatavaa puuenergiaa. Skotlannin metsäpinta-ala 

on lisääntynyt sotien ( I. ja II. maailmansota) jälkeen 5 prosentista 15 prosenttiin 

pinta-alasta, eli 1 300 000 hehtaariin (Inventory report, national inventory of 

woodland 8 and trees, Forestry Commission, Scotland, highland region, part 1). 

Metsät ovat valtaosin nuoria nopeakasvuisia havupuumetsiä. Sitkankuusi ja kontortamänty 

ovat pääpuulajit. Skotlantilaisen Torren Energyn toimitusjohtaja Andrew 

Sutherland on arvioinut, että teoriassa koko Skotlannin lämmön tarve voitaisiin 

tyydyttää alueelta korjattavissa olevalla puulla. Tämä tosin edellyttäisi myös 

ainespuun käyttöä. Koska Skotlanti ja Suomi ovat väkimäärältään lähes samankokoisia, 

Suomen nykytodellisuus olisi kelpo tavoite Skotlannille, jossa ollaan 

vielä lähes lähtötilanteessa kun verrataan käytettäviä määriä, keskeisiä käyttökohteita 

ja energiatuotannon teknologioita maiden välillä. 

Viime vuosikymmenien laajat metsitysohjelmat ovat synnyttäneet suuren määrän 

harvennustarpeessa olevaa havumetsää (Inventory report, national inventory 

of woodland 8 and trees, Forestry Commission, Scotland, highland region, 

part 1). Hakkuumahdollisuudet kasvavat merkittävästi puun jalostusta nopeammin. 

Seuraavan 20 vuoden aikana hakattavissa olevan puumäärän arvioidaan 

kaksinkertaistuvan sekä erinäisten kierrätysmateriaalien käytön lisääntyvän. 

Niinpä Skotlannin metsäteollisuus etsii uusia mahdollisuuksia puuraaka-aineelle. 

5

Energiakäyttö on yksi mahdollisuus saada hyötykäyttöä erityisesti teolliseen 

käyttöön kelpaamattomille biomassoille ja huonolaatuisille puille. Suomalaisen 

teknologian avulla Skotlannin puuenergian käytön lisääntyminen on täysin mah- 

dollista. 

Opinnäytetyöni liittyy Northern Wood Heat -hankkeeseen, jonka keskeinen ta- 

voite on puupolttoaineisiin perustuvan bioenergian tietotaidon tason nostaminen 

kohdemaiden (Islannin ja Skotlannin) syrjäisemmillä seuduilla. Tässä työssä tar- 

kastelen Skotlannin Ylämaalla tapahtuvaa sitkankuusen koneellisen hakkuun 

tuottavuutta. Aiheesta ei juuri ole aikaisempaa tutkimusmateriaalia. Opinnäytetyölläni 

olen osaltani auttamassa hankkeen onnistumista. 

2 UUSIUTUVAN ENERGIAN KÄYTTÖ EUROOPAN UNIONISSA 

Suomen energian kulutus on asukasta kohden laskettuna EU-maiden korkeimpia 

(katso taulukko 1) Tähän vaikuttavia tekijöitä ovat Suomen kylmä ilmasto, 

suuri pinta-ala, harva asutus, teollisuuden runsas energiankulutus sekä korkea 

elintaso. Suomi on maantieteellisen sijaintinsa vuoksi EU-alueen kylmimpiä maita. 

Pitkä talvi ja kylmä ilmasto lisäävät lämmitysenergian kulutusta verrattuna 

muihin EU-maihin. Suomen pinta-ala on EU-maiden viidenneksi suurin (Suomen 

tilastokeskus), asukkaita Suomessa on kuitenkin vain 5,2 miljoonaa, joten pintaalaan 

suhteutettuna voi perustellusti sanoa Suomen olevan harvaan asuttu maa 

verrattuna muihin Euroopan valtioihin. Pitkät välimatkat ja hajanainen asutus lisäävät 

liikenteen energiankulutusta. Suomessa on runsaasti energiaa käyttävää 

perusteollisuutta kuten metsä- ja paperiteollisuus (Motiva Oy). 

1990 2000 2003 2004 

Ruotsi 24,3 31 25,4 24,7 

Suomi 18,8 23,6 20,9 22,9 

Itävalta 20 22,3 19,8 21,3 

Portugali 18,5 14,9 16,5 14,2 

Tanska 6,1 10 12,1 13,7 

Espanja 6,8 5,5 6,8 6,2 

EU-15 4,8 5,7 5,8 6 

Ranska 6,7 6,3 6 5,9 

Italia 4,4 5,8 5,6 5,9 

Kreikka 5 5 5,2 5,2 

6

Saksa 1,5 2,6 3,2 3,9 

Alankomaat 1 1,6 1,7 1,9 

Irlanti 1,5 1,8 1,7 1,8 

Belgia 1 1 1,3 1,5 

UK 0,5 1 1,3 1,3 

Luxemburg 0,5 1,2 1 1,1 

Taulukko 1, Uusiutuvien energianlähteiden osuus ( % ) 

kokonaisenergiankulutuksesta EU-maissa. Turve, teollisuusjäte, 

uusiutumaton yhdyskuntajäte ja pumppuvoimalaitokset eivät ole 

mukana luvuissa. Lähde: IEA, Renewable Information, 2005 edition 

2.1 Uusiutuvan energian käyttö Suomessa 

Nykyisin Suomen energiapolitiikan keskeinen tavoite on pyrkiä vähentämään 

fossiilisten polttoaineiden käytöstä aiheutuvia kasvihuonepäästöjä YK:n ilmasto- 

sopimuksen velvoitteiden mukaisesti, koska tulevaisuudessa kasvavasta ener- 

giankulutuksesta aiheutuu ongelmia etenkin jos tarvittava energia tuotetaan fos- 

siilisilla polttoaineilla, jotka vaikuttavat ilmaston lämpenemiseen. 

Vähentääkseen kasvihuonepäästöjä on Suomen kansallisessa ilmastostrategi- 

assa keskeisenä keinona uusiutuvien energialähteiden käytön lisääminen. Uu- 

siutuvan energian käyttöä pyritään lisäämään 50 %, eli n. 3,1 Mtoe, vuoteen 

2010 mennessä verrattuna vuoden 1995 tasoon. Vuoteen 2025 mennessä uusiutuvan 

energian käyttö pyritään kaksinkertaistamaan vuoden 1995 tasoon 

nähden. (Motiva Oy.) 

Tavoite on haastava, mutta Suomella on mahdollisuus hyödyntää useita erityyppisiä 

uusiutuvan energian lähteitä. Uusiutuvan energiantuotannon raaka-aineet 

ovat suurimmaksi osaksi kotimaista alkuperää ja maantieteellisesti ajateltuna 

Suomen luonnon olosuhteet ovat suotuisat tarjoten monen tyyppistä uusiutuvaa 

energiaa. Lisäksi Suomen teknologian taso on korkea hyödyntää näitä lähteitä 

kannattavasti (Motiva Oy). 

Suurin osa uusiutuvasta energiasta tuotetaan Suomessa käyttäen hyväksi puupohjaisia 

energianlähteitä. Puun osuus uusiutuvasta energiasta kattoi vuonna 

2004 jopa 84 % ja yli 98 % bioenergialla tuotetusta energiasta ollen energian 

7

kokonaiskulutuksesta samana vuonna 21 % (Suomen Tilastokeskus, energiati- 

lasto 2004.) Tulevaisuudessakin suurimman tuotantopotentiaalin kasvamisen 

uskotaan löytyvän juuri bioenergiasta. Uusiutuvien energiamuotojen käytön lisä- 

yksen tavoitteen ollessa vuoden 1995 tasosta vuoteen 2010 noin 156 peta- 

joulea, arviot bioenergian osuudesta ovat noin 90 % eli noin 141 petajoulea. 

(Motiva Oy.) 

Bioenergialla tuotettavan sähköenergian tuotannon lisäämisen arvioidaan ole- 

van samana aikajaksona n. 7,5 TWh, kun yhteenlaskettu uusiutuvilla energialäh- 

teillä tuotetun lisättävän sähköenergian määrän arvioidaan olevan noin 10,4 

TWh. Suurimmat tavoitteet on asetettu metsähakkeen, erilaisten kierrätyspoltto- 

aineiden, biokaasun ja peltobiomassan käytölle. (Motiva Oy.) 

Turpeen osuus kokonaisenergiasta oli vuonna 2004 6 % (Motiva Oy). Turve ei 

ole kuitenkaan mukana asetettujen tavoitteiden luvuissa, koska se on suhteelli- 

sen hitaasti uusiutuva biopolttoaine eikä sitä kansainvälisissä tilastoissa lueta 

kuuluvaksi uusiutuvaksi polttoaineeksi. Turpeen käytön lisäykselle ei ole asetet- 

tu tavoitteita. 

Kuva 1, Suomen energiatilasto 2004, Suomen Tilastokeskus 

8

2.2 Skotlannin energiapolitiikka 

Vuonna 1998 Iso-Britanniassa julkaistiin Englannin metsästrategia ( Forest 

Strategy for England, A New Focus for England`s Woodlands ), jossa on esitelty 

hallituksen metsästrategiset tavoitteet ja -hankkeet Englannissa. Strategiassa on 

neljä keskeistä teemaa: laatu, yhteistyö, julkinen tuki ja täydentäminen. Laadulla 

hallituksen tavoitteena on maksimoida metsämaan tarjoamat hyödyt. Korkealaa- 

tuinen metsänhoito tuottaa korkealaatuista puutavaraa metsistä huomioiden 

samalla kansalliset tavoitteet ja ottamalla huomioon alueittaiset biodiversiteettitekijät 

kokonaisuudessaan. (Forest Strategy for England, A New Focus for England`s 

Woodlands.) 

Yhteistyöllä tarkoitetaan keinoa toteuttaa hallituksen tekemän metsästrategian 

tavoitteet. Tiivis yhteistyö eri tahojen välillä (hallitukset, maanomistajat, yksityiset- 

ja julkiset sektorit ) mahdollistaa tiedon kulkemisen ja metsästrategian tavoitteiden 

onnistumisen. Julkisella tuella hallitus tuo esille sitä, että metsästrategia 

on keino kohti parempaa metsätaloutta ja haluaa nostaa tietämystä metsään 

liittyvistä asioista suurelle yleisölle ja tuoda esiin metsäsektorin vaikutuksia muihin 

sektoreihin niin kansallisella, alueellisella kuin paikallisella tasolla. Täydentäminen 

puolestaan nostaa esiin hallituksen tavoitteen metsien määrän kasvusta 

( metsämaan peittävyyden parantaminen ). Metsien määrän kasvuun pyritään lisäämällä 

yhteistyötä muiden maankäytön osa-alueiden kanssa. 

Iso-Britannia on asettanut tavoitteekseen vähentää CO2 päästöjään 20 prosenttia 

vuoteen 2010. Uusiutuvilla energiamuodoilla tuotetun sähkön osuutta aiotaan 

lisätä tämänhetkisestä noin 3 %:sta jopa 10%:iin. Samana ajanjaksona on arvioitu, 

että energian kulutus kasvaa noin 12% (vuonna 2000 161 mtoe/a ja vuonna 

2010 180mtoe/a). Skotlannissa 13 %:a sähköstä tuotetaan uusiutuvista energialähteistä, 

pääasiassa vesivoimalla. Tavoitteeksi on asetettu osuuden kasvattaminen 

18%:iin vuoteen 2010 mennessä. (DTI, Dept of Trade and Industry, Iso- 

Britannia, 2002.) 

9

2.3 Bioenergia Skotlannissa 

Suomeen verrattuna Skotlanti on ottamassa ensi askeleitaan bioenergian käy- 

tössä. Puupolttoaineiden uskotaan olevan kilpailukykyisimpiä kohteissa, joissa 

kilpailu käydään öljyn, kivihiilen ja nestekaasun välillä. Valtaosa Skotlannin kau- 

pungeista lämmitetään maakaasulla, mutta paineet siirtyä uusiutuvien energialähteiden 

käyttöön on lisääntymässä lähinnä ympäristö- ja aluetaloudellisista 

syistä. Syrjäisemmät, harvaan asutut alueet Ylämaalla sijaitsevat maakaasuverkoston 

ulkopuolella, joten nämä alueet ovat potentiaaliasia markkina-alueita uusiutuville 

energiamuodoille. (Hytönen 2005.) 

Kestävän ja vähemmän ympäristöä kuormittavien energiamuotojen lisäämiseksi 

Skotlannissa suositaan uusiutuvien energialähteiden käyttöä sähkön tuotannossa 

ja lämmityksessä. Bioenergian raaka-aineet kuten puuaines, hakkuutähteet ja 

teollisuuden sivutuotteet ovat keskeisessä roolissa Skotlannissakin kasvihuonepäästöjen 

vähentämiseksi ja luoden paikallistasolla työpaikkoja sekä vähentäen 

kuljetustarvetta esim. hiilen osalta. 

Forestry Commission Skotlannissa on varmistanut rahoituksen bioenergia neuvojien 

verkoston perustamiseen (Bio-energy Information Officer network), jonka 

tarkoitus on levittää tietämystä bioenergian tarjoamista mahdollisuuksista Skot- 

lannissa. (Forestry Commission Scotland.) 

Forestry Commission Skotlannin lähitulevaisuuden tavoitteet bioenergiaan liitty- 

en ovat seuraavat: 

• Edistää FREDS:n (Forum for Renewable Energy Development Scotland) 

suosituksia 

• Perustaa bioenergianeuvojien verkosto (bio-energy Information Officer 

Network) ja ylläpitää se 

• Edesauttaa Skotlannin kattavan bio-energia infastraktuurin syntymistä 

• Saada valmiiksi bioenergiasta tietoa tarjoavat internet-sivut Forestry 

Commission palvelimelle 

10

• Tuoda esiin puun käyttöä energianlähteenä G8 Summit activities- 

tapahtuman kautta 

• Tehdä yhteistyötä kansallisen maanviljelijöiden liiton (National Farmers 

Union) kanssa bioenergian käytön lisäämiseksi suurilla maatalouteen 

keskittyneillä kohteilla. 

• Turvata riittävä tuki G8 Summit-tapahtuman ympärille ( kohteet ja järjes- 

tely ). 

Lähde: Higland Forest &Woodland Strategy. 

3 SKOTLANNIN YLÄMAAN METSÄT 

Kuva 2, Skotlannin Ylämaan metsät. Lähde: Forestry Commission 

11

Ylämaan metsäala on 348 507 hehtaaria, mikä on 13,5 % kokonaismaa-alasta. 

152 623 hehtaaria eli 44 % metsämaasta on Forestry Commissionin omistuksessa 

tai sen vuokraamana (leasing) ja 195 884 hehtaaria eli loput 56 % metsämaasta 

on muiden tahojen omistuksessa. Metsämaasta noin 70% on havupuuvaltaista, 

lehtipuuvaltaista 14%, sekametsämaata 3% ja 11% metsämaahan 

luettavaa avomaata. Pääpuulaji havupuuvaltaisissa metsissä on sitkankuusi kattaen 

83 703 hehtaaria, mikä on 33 % havupuustosta. 50 % havupuuvaltaisista 

metsistä on muiden tahojen omistuksessa. (Inventory report, national inventory 

of woodland 8 and trees, Forestry Commission, Scotland, highland region, part 

1.) 

3.1 Metsitykset 

Skotlannissa aloitettiin laajat metsitysohjelmat 1920-luvulla. Soiden- ja muiden 

syrjäisten alueiden metsitykset ovat verrattavissa Suomessa 1970- ja 1980 – 

luvuilla tehtyihin soiden ojituksiin. Skotlannissa metsitysohjelmien huiput istutusmäärältään 

olivat 1970- ja 1980 –lukujen vaihteessa. Pääpuulajit istutuksessa 

olivat sitkankuusi ja kontortamänty. (Inventory report, national inventory of 

woodland 8 and trees, Forestry Commission, Scotland, highland region, part 1.) 

12

Hehtaarit 

Taulukko 2, LÄHDE : Forestry Commission, Skotlanti 

3.2 Metsien määrä ja kasvu 

Skotlannin metsäala on noin 1 300 000 hehtaaria. Tämä on noin puolet koko 

Iso-Britannian metsäalasta. Maa-alasta metsämaa kattaa noin 15 %. Niin sanot- 

tua alkuperäistä metsämaata on 120 000 hehtaaria. Skotlannin metsien vuosit- 

tainen kasvu on noin 6 miljoonaa kuutiometriä vuodessa, joka koostuu suurim- 

maksi osaksi havupuista. Vuosittaisen kasvun on arvioitu kasvavan 8-10 miljoo- 

naan kuutiometriin vuodessa seuraavan 20 vuoden aikana. Vertailuksi Keski- 

Suomen maakunnan metsien kasvu on 6 miljoonaa kuutiometriä vuodessa. 

Iso-Britanniassa lasketaan metsämaaksi maa, missä on 20 prosentin latvuspeit- 

tävyys tai on mahdollisuus saavuttaa se. Myös metsämaan yhteydessä olevat 

13

avoimet maa-alueet lasketaan mukaan. (Inventory report, national inventory of 

woodland 8 and trees, Forestry Commission, Scotland, highland region, part 1.) 

Tällä hetkellä metsänviljelyala on 17 000 hehtaaria vuodessa, josta 10 000 heh- 

taaria on muussa käytössä olleen maan metsittämistä ja 7000 hehtaaria metsän 

kiertoon liittyvää viljelyä (Inventory report, national inventory of woodland 8 and 

trees, Forestry Commission, Scotland, highland region, part 1). 

3.3 Sitkankuusi 

Sitkankuusi ( Picea sitchensis ) on suurikokoisin kaikista kuusilajeista. Se voi 

saavuttaa jopa 90 metrin pituuden ja kasvattaa läpimittaansa lähes 5 metriin. 

Normaaleissa oloissa sitkankuusi jää yleensä alle 50 metrin pituiseksi ja rinnankorkeusläpimitaltaan 

( D1.3 ) noin 2 metriin. (Sarvas 1964.) 

Puu on pitkähköikäinen. Se saavuttaa biologisen täysi-ikäisyyden vasta noin 

500-vuotiaana, mutta voi tulla jopa 700-850 vuoden ikäiseksi. Ulkomuodoltaan 

puun runko on tyvekäs, solakka ja sylinterimäinen. Oksat ovat tuuheat ja sillä on 

säännölliset oksakiehkurat. (Sarvas 1964.) 

Sitkankuusen kävyt ovat 7-8cm pitkiä ja noin 3 cm leveitä. Käpysuomut ovat hyvin 

poimuisia. Neulaset ovat kooltaan 15-20mm x 1-1,5 mm jäykkiä, suoria, teräväpäisiä 

ja päältä kiiltävänvihreitä. Sitkankuusi esiintyy luontaisesti tuoreissa, 

runsasravinteisissa metsissä, rantadyyneillä, hiekkaisilla jokirannoilla, kallioiden 

valuvesijuonteissa ja rämeillä. Yleisesti kasvupaikka on aurinkoisesta varjoiseen, 

avoimella paikalla. Meri-ilmaston puulaji kasvaa luonnonvaraisena Amerikan 

länsirannikolla kapealla, runsassateisella rannikkokaistaleella, muuten lähinnä 

istutettuina metsikköinä tai yksittäispuina. Puuaines on kevyttä ja jokseenkin 

lujaa, mekaaniset ominaisuudet ovat painoon nähden sangen korkeat. (Sarvas 

1964.) 

14

Kuva 3, Skotlantilaista sitkankuusimetsikköä, Sami Muhonen 

4 TUOTTAVUUDEN MITTAAMINEN 

Tuottavuuden mittaaminen on ollut suomalaisen metsäteknologisen tutkimuksen 

tärkeimpiä tutkimuskohteita kautta aikojen. Ajanmenekki eri työvaiheissa ja olo- 

suhteissa alkoi kiinnostaa metsäalalla 1900-luvun alussa (Vuoristo 1936, 135 ja 

Aro 1936, 120). Nykyisin käytettävien kokonaan koneellistettujen korjuuketjujen 

ja yksioteharvesteriin perustuvan hakkuun tuottavuuden perusteos on Kuiton 

ym. (1994) Puutavaran koneellinen hakkuu ja metsäkuljetus. Metsäenergian kor- 

juun tuottavuutta ovat tutkineet paljon mm. Kuitto (1982), Asikainen ym. (2000, 

2003) ja Laitila ym. (2002, 2003 ja 2004). Tutkimuksissa on muodostettu kattava 

kuva suomalaisista yleisimmistä metsäenergian hankintaketjuista ja niissä tarvit- 

tavien koneiden tuottavuuksista. Tutkimuksista selviää niin ikään eri hankintaket- 

15

jun vaiheiden tuottavuuteen vaikuttavat tekijät, kuten rungon koko mutta tuotta- 

vuusfunktioiden parametrien arvot on määritettävä uudelleen siirryttäessä erilai- 

siin toimintaympäristöihin. 

4.1 Aikatutkimus 

Aikatutkimusta käytetään työn vaatiman panoksen määrittämiseen. Aikatutki- 

muksen avulla selvitetään kuinka suuren panoksen kukin työvaihe vaatii ja miten 

eri tekijät vaikuttavat ajan menekkiin ja työn tuottavuuteen (Uusitalo, 2004) 

Työtutkimuksen tehoaika jakaantuu tehoaikaan ja keskeytyksiin (Harstela, 

1999). Käyttämässäni aikatutkimuksessa tehoaika jakautuu pienempiin osiin, kuten 

esimerkiksi hakkuukoneen siirtyminen, kouran vienti, kouran tuonti eteen, 

kaato, karsinta ja katkonta ja yhä pienempiin osatekijöihin riippuen mitä halutaan 

tutkia. Kellotuskoneella (Rufco 901) saadaan määritettyä eri työvaiheiden ajanmenekit. 

Käytännössä kellotuskoneeseen on ohjelmoituna eri työvaiheille oma 

koodinsa (esim. numeronäppäin), jota painamalla kone tallentaa kyseiselle koodille 

tallennettuun työvaiheeseen kuluneen ajan. Varsinainen kellotus tulee siis 

suorittaa suurta tarkkuutta ja huolellisuutta suorittaen näköyhteydessä hakkuukoneeseen. 

Työvaiheet vaihtuvat nopeasti käytännön työssä ja näkyvyys kouralle 

on usein huono. 

Työntutkimuksessa kokonaisaika jaetaan eri osa-alueisiin (kuva 4). Määritettäessä 

harvesterin tuottavuutta yleisesti pyritään määrittämään aikaansaatu tuotos 

joko tehoaikaa kohti (E0) tai käyttöaikaa kohti (E15), jolloin alle 15 minuutin keskeytykset 

kuuluvat mukaan. 

16

Korjaamoaika 

Lyhyet keskeytykset 

(alle 15 min) 

Kokonaisaika 

Työaika 

Siirtoaika Valmistelu- Tuotantoaika 

aika 

Käyttöaika 

Tehoaika 

Vapaa-aika 

(Seisonta-aika) 

Keskeytykset 

(Huolto, korjaus, ym.) 

Kuva 4, Koneellisen metsätyöhön soveltuva työaikajaottelu (Mäkelä 1986, Uusitalo 2003) 

4.2 Muutokset rungon keskikoossa 

Merkittävin hakkuukoneen tuottavuuteen vaikuttava tekijä on hakattavan rungon 

koko. Rungon koon ja tuottavuuden suhde noudattaa nk. kappalepaljouden lakia 

(Uusitalo 2003). Harvesterityössä yhden puun käsittelyaika ei vaihtele läheskään 

samassa suhteessa rungon koon kanssa. Jos yhden puun käsittelyajan olete- 

taan olevan vakio, yhden tuotosyksikön (esim. m 3 ) tuottamiseen kuluva aika pi- 

tenee koko ajan käsiteltävän puun pienentyessä. Tästä seuraa, että lähes poik- 

keuksetta harvesterin tuottavuuden ja rungon koon suhde noudattaa kuvan 5 

kuvaajaa. Tarkka sijainti koordinaatistossa kuitenkin määräytyy mm. olosuhde- 

tekijöiden, käsiteltävän puulajin, koneen teknisten ominaisuuksien ja kuljettajan 

kyvykkyyden perusteella. 

17

Tuottavuus 

m3 Tuottavuus 

m /h 3 /h 

? 

? 

Rungon koko 

Kuva 5, Harvesterin tuottavuuden ja rungon koon välinen suhde, NWH-hanke/Sikanen 

4.3 Työmenetelmät 

Perusmenetelmänä oli harvennus 20 m:n ajouraväliä käyttäen (ajouramenetel- 

mä). Ajo- tai hakkuu-uria ei merkitty etukäteen, vaan kuljettaja suunnitteli ne 

työnsä lomassa. Tarvittaessa kuljettaja poikkesi ajouralta pistouralle harventa- 

maan palstan keskiosan. 

Kukin hakattava koeala määräytyi puuston ja muiden olosuhdetekijöiden mu- 

kaan työn edetessä. 

4.4 Aikatutkimuksen työvaihejako 

Koealojen hakkuu tehtiin päivällä välttäen aamun ja iltapäivän hämäryyttä. Sama 

tutkija keräsi koko tutkimusaineiston RUFCO 901-maastotallenninta käyttäen ns. 

jatkuvan ajan menetelmää. 

Ajanjakautuminen koneellisessa sitkankuusen hakkuussa: 

Timetot= timesiityminen+ timekouran vienti rungolle ja tarttuminen + timekaato + timeprosessointi + ti- 

mekouran vienti eteen + timeapuaika + timeperuuttaminen. 

18

Timetot on korjuuseen käytetty kokonaisaikapanos. 

Timesiirtyminen ,1 käsittää ajan, joka kuluu harvesterin siirtymiseen työpisteeltä toi- 

selle. Siirtymisaika on aika, jolloin kone liikkuu eteenpäin. Työvaihe pitää sisäl- 

lään usein poistettavien puiden valintaa ja muuta työn suunnittelua. Työvaihe al- 

kaa heti kun kone liikkuu ja loppuu heti kun kone pysähtyy. 

timekouran vienti rungolle ja tarttuminen ,2 tarkoittaa hakkuulaitteen vientiä poistettavan 

puun luo. Vientiaika alkaa heti edellisen prosessoidun rungon ”kuittauksesta”. 

Rungon kuittaus havaitaan rungon viimeisen katkontasahauksen jälkeen tapah- 

tuvasta tapahtuvasta hakkuupään kääntymisestä pystyyn. Tämä maastossa 

huomioimisen helpottamiseksi. 

timekaato ,3 pitää sisällään rungon kaatosahauksen sekä varsinaisen rungon 

kaadon mahdollisine rungon siirtoineen. Työvaihe alkaa rungon kaatosahauksesta 

ja päättyy rungon prosessoinnin aloitukseen, ts. hetkeen, kun rungon karsintasyöttö 

alkaa. 

timeprosessointi ,4 alkaa karsintasyötön käynnistyessä ja päättyy rungon kuittaukseen 

ts. hetkeen, jolloin hakkuupään karsimaterät avautuvat ja hakkuupää kääntyy 

pystyasentoon. Tässä tapauksessa prosessointi vaiheeseen kuuluun hieman 

virheellisesti mahdollista latvuksen siirtoaikaa, jos viimeisen katkonnan jälkeen 

latvus siirretään esim. ajouralle, ja jonka jälkeen hakkuupää kääntyy pystyasentoon. 

Työvaihe on huomattavasti käytännöllisempi kellottaa näin, eikä mittaustulos 

vääristy kohtuuttomasti. Vaihtoehtona harkitsin oman työvaiheen lisäämistä 

hakkuutähteiden raivaukselle sekä eri puulajien erittelemistä omilla koodeillaan. 

Paikan päällä Skotlannissa leimikolla oli kuitenkin suhteessa poistettavaan 

puustoon vähäinen ennakkoraivaus tarve sekä leimikko oli käytännössä yhtä ainoaa 

puulajia, sitkankuusta. 

timekouran vienti eteen ,22, työvaiheessa ennen siirtymistä seuraavalle työpisteelle 

kuljettaja taittaa puomin ja tuo hakkuupään koneen eteen. Hakkuupään tuontiaika 

alkaa prosessoinnin päättymisestä ja päättyy hetkeen, kun kone liikahtaa 

eteen tai taaksepäin. 

19

timeperuuttaminen ,5, työvaihetta ilmenee, jos kaadettavaksi valittavaa puuta ei ky- 

seiseltä työpisteeltä saada käsiteltäväksi ja siksi siirrytään parempaan kohtaan 

ajouralla. Lisäksi peruuttamalla voidaan korjata kulkusuuntaa ajouralla tai palata 

pistouralta takaisin ajouralle. Peruutusaika on aika, jolloin kone liikkuu taaksepäin. 

timeapuaika ,6, tarkoittaa yleisesti työhön liittyviä aputoimia, kuten työn suunnittelua, 

hakkuutähteiden siirtelyä, häiriöitä mittalaitteessa yms. Apuaika kuuluu siis 

teholliseen työaikaan. Tässä tapauksessa apuaika on määritelty yhdeksi työvaiheeksi. 

Työvaiheen aikana koneessa ei ole toimintoja päällä. Ts. tälle työvaiheelle 

kuuluu kaikki se aika, jolloin on taukoa suorittavasta työstä, esim. työalueen 

tarkastusvaiheessa, jolloin kuljettaja katsoo ympärilleen ja suunnittelee poistettavia 

puita ja ajouraansa. 

Aikatutkimuksen työvaihe jako on yleisesti aikatutkimuksessa mitattujen työvaiheiden 

jaon kaltainen siitä syystä, että tuloksia voi verrata muihin aikatutkimuksiin. 

Käytetty työvaihejako antaa halutut mittatulokset halutulla tarkkuudella. 

4.5 Videokuvaus 

Maastotallentimen lisäksi sitkankuusen koneellista korjuuta videoitiin digitaalisella 

videokameralla aineiston keruun yhteydessä. Tallennettua materiaalia sitkankuusen 

hakkuusta ei työnantajalla juuri ollut. Videoimalla hakkuuta mahdollistui 

myös Suomessa uudelleen kellottaminen tallennetusta materiaalista sekä mahdollisten 

virheiden mieleen palauttaminen helposti tarvittaessa. Sitkankuusen 

korjuuta tallennettiin yhteensä noin 200min kolmelta koealalta. 

4.6 Kaadettujen runkojen mittaus 

Koealoilta hakatut rungot mitattiin harvesterin kaatopään mittalaitteella. 

Puuston tilavuustiedot perustuvat siten näihin rungon käyttöosan tilavuusmittauksiin. 

Ennen tutkimuksen alkua mittalaitteet tarkistettiin ja kalibroitiin tarvittaessa. 

Koneen mittaustiedot tallennettiin Usb-muistitikulle rungoittain eriteltyinä stm- 

20

tiedostoina koelan jälkeen ja siirrettiin myöhemmin päivän mittausten jälkeen 

kannettavalle tietokoneelle aineiston käsittelyä varten. Minimilatvaläpimitta har- 

vennus- ja päätehakkuukoealoilla oli 50 mm. 

5 TUTKIMUKSEN TARKOITUS 

Kvantitatiivisen tutkimuksen tavoitteena oli selvittää harvesterin tuottavuus Skot- 

lannin sitkankuusiviljelmien koneellisessa hakkuussa sekä eritellä eri työvaihei- 

den osuus rungon prosessoinnin kokonaisajasta. Keskeisenä menetelmänä 

käytettiin jatkuvaa aikatutkimusta (katso 4.1). Tavoitteena oli selvittää harveste- 

rin tuottavuus suhteessa rungon kokoon. Aihe on rajattu koskemaan sitkankuu- 

sen koneellista hakkuuta Skotlannin Ylämaalla. Skotlannin Ylämaalla tapahtu- 

vaa sitkankuusen hakkuun tuottavuutta ei ole juuri aiemmin tutkittu. Bioener- 

giakäyttö on yksi mahdollisuus saada hyötykäyttöä erityisesti teollisuudelle kel- 

paamattomille biomassoille ja huonolaatuiselle puuainekselle. 

5.1 Tutkimuksen tavoitteet 

Tavoitteena oli, että Ylämaalla olisi ollut vähintään kaksi eri kohdetta, kaksi eri 

harvesteria ja kaksi kuljettajaa tarpeeksi kattavan aineiston saamiseksi. Aineis- 

toa tuli lopulta kolme tunnin koealaa yhdeltä kuljettajalta harvennushakkuun 

osalta ja kaksi koealaa päätehakkuun osalta. Tutkimukseen liittyvä teorian opet- 

telu ja kirjalliseen aineistoon perehtyminen tapahtui Suomessa ennen Skotlannin 

matkaa. Tutkimuksessa käytetty aineisto kerättiin 19.3-29.3.2006 välisenä aika- 

na eri maastokohteilta Skotlannin Ylämaalta. Matkan aikana kerätty aineisto 

analysoitiin Suomessa matkan jälkeen. 

Aikatutkimuksen tulosten avulla puun rungon prosessointiin liittyviin ongelma- 

kohtiin ts. hukka-aikoihin pystytään kiinnittämään huomiota ja parantamaan hak- 

kuiden tuottavuutta karsimalla näitä ajanmenekkejä. Aikatutkimusta käytetään 

määrittämään tuottavuuden tehokkuutta. Sen avulla tutkitaan eri tekijöiden vai- 

kutusta tuottavuuteen sekä sitä hyödyntämällä kehitetään työmenetelmiä niin, 

21

että tehoton aika eliminoidaan (Harstela, 1999, 13). Työn tulosten avulla toimek- 

siantaja saa tietoa korjuumenetelmän prosessointiajan jakautumisesta työvai- 

heiden kesken ja itse korjuumenetelmän tehokkuudesta. Koska aineistosta käy 

ilmi eri työvaiheisiin kulunut aika, voidaan ongelmakohtiin puuttua ja tätä kautta 

kehittää nykyistä korjuumenetelmää tehokkaammaksi. Korjuumenetelmän opti- 

moiminen on tärkeää sekä puuenergian käytön tehostamisen että kilpailukyvyn 

parantamisen kannalta verrattaessa muihin energiamuotoihin. 

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää käyttötuntituottavuus harvesterille sitkan- 

kuusen harventamisen ja päätehakkuun osalta, selvittää eri työvaiheisiin kulunut 

aika sekä videoida talteen sitkankuusen harvennusta sekä päätehakkuuta. Sit- 

kankuusen harvennushakkuilta käyttötuntituottavuus ja tehotuntituottavuus saa- 

tiin määritettyä sekä eri ajan jakautuminen eri työvaiheisiin. 

Kuva 6, Sitkankuusen hakkuun aikatutkimusta Skotlannissa, Ville Järvinen 

22

5.2 Ennakko-oletukset 

Suomessa tapahtuviin kuitupuun- ja energiapuun hakkuisiin verrattuna oletin 

Skotlannissa tapahtuvan sitkankuusen hakkuun olevan lähempänä kuitupuuhakkuuta, 

vaikka suoraa vertausta hakkuissa ei voida käyttää. Paikalliset olosuhdetekijät 

vaikuttavat osaltaan tuottavuuseroihin. Yksittäisistä olosuhdetekijöistä 

juuri rungon keskikoossa olevat erot aiheuttavat suurimmat erot metsähakkeen 

korjuukustannuksissa (Laitila, Sikanen, Korhonen, Nuutinen, 2004, 

s.10). Yleisesti ottaen tuottavuus tulee olemaan Suomessa tapahtuvaan energiapuuhakkuuseen 

verrattuna suurempaa, johtuen hakattavan puuston suuremmasta 

runkotilavuudesta ja hakkuutavasta, koska energiapuuhakkuu on 

usein Skotlannissa päätehakkuu ( Inventory report national inventory of woodland 

and trees, Scotland Higland region, 2001). Rungon prosessointiajat tulevat 

olemaan suurempia, johtuen sitkankuusen maahan asti ulottuvista, halkaisijaltaan 

paksuista oksista, verrattuna Suomessa tehtäviin kuitupuun- ja energiapuun 

hakkuisiin. Maaston kaltevuus hidastaa varmasti työskentelyä, koska jyrkimmillä 

kohteilla on palattava takaisin alas ja työskenneltävä alhaalta ylöspäin. 

Riippuen käytettävästä hakkuukoneesta (harvesteri / kaivinkonealustainen ) 

tuottavuus voi vaihdella suurestikin. 

6 AINEISTO JA MENETELMÄT 

Aineistona työssä on käytetty Skotlannin Ylämaalla 19.3-29.3.2006 välisenä aikana 

kerättyä materiaalia. Aineistoa kerättiin kyseisenä ajanjaksona viideltä eri 

maastokohteelta sitkankuusimetsälöiden hakkuutyömailla käyttäen hyväksi Rufco 

901- maastotallenninta ns. jatkuvan ajan menetelmällä (kts. 6.1). Aineiston 

analysoinnissa käytettiin Excel-ohjelmistoa ja runkokohtaiset tiedot tulivat harvesterin 

Timbermatic 300 -mittausjärjestelmästä. 

23

6.1 Rufco 901-maastotallennin 

Aikatutkimuksessa käytettäviä mittalaitteita on olemassa useita. Tässä työssä 

käytetyn aikatutkimuksen työvaiheiden ajanmenekit tallennettiin suoraan käsitietokoneeseen 

(taulukko3), jolloin ajanottomenetelmä oli jatkuva-aika menetelmä 

(Uusitalo 2004). 

RIVI HAV AIKA CM-TIM KESTO 

1 2 16:08.36,1 60860 

2 3 16:08.46,4 60877 

3 4 16:08.55,2 60892 

4 2 16:09.01,7 60902 

5 3 16:09.10,3 60917 

6 4 16:09.21,0 60935 

7 22 16:09.23,1 60938 

8 1 16:09.26,5 60944 

9 2 16:09.40,5 60967 

10 3 16:09.46,5 60977 

11 4 16:09.58,0 60996 

12 22 16:10.00,3 61000 

13 1 16:10.01,8 61003 

14 6 16:10.06,5 61010 

Taulukko 3, Rufco-maastotallentimeen kerättyä aikatutkimustietoa hakkuukonetyöstä. HAVsarakkeella 

työvaihekoodit (katso kohta 4.4 aikatutkimuksen työvaihejako). KESTO-sarakkeella 

työvaiheiden kesto, cmin. 

Aikatutkimuskellossa sen osoitin kiertää kellotaulun ympäri kerran minuutissa ja 

kehä on jaettu 100 osaan (Pukkila, 1959). Aika mitattiin siis minuutin sadasosina 

eli senttiminuutteina (cmin), joka oli aikoinaan käsinlaskennan kannalta helpompaa 

kuin sekuntien käyttö. Osoittavan aikatutkimuskellon mittaustarkkuus on 1 

cmin (0,6 sekuntia). 

6.2 Hakkuukoneet ja kuljettajat 

Tutkimuksen hakkuukoneena käytettiin Skotlannissa sekä harvennushakkuukohteilla 

että päätehakkuukohteilla harvesterina Timberjackin (nykyinen John 

24

Deere) 1270 D-mallia varustettuna Timbermatic 300 -mittaus-, ohjaus- ja viestin- 

täjärjestelmällä. Malli on hyvä valinta Skotlannin olosuhteisiin, koska se soveltuu 

sekä harvennus- että päätehakkuisiin. Harvesterissa on John Deeren valmista- 

ma JD6081 HTJ 03-moottori, teholtaan 160kW. Voimansiirto harvesterissa on 

hydrostaattis-mekaaninen kaksivaihteisellea aluevaihteistolla. Harvesterin ren- 

kaat olivat vakiokokoa eli 700 x 26,5 edessä ja takana 700 x 34. Nosturi oli pa- 

ralleelitoiminen nivelpuomikuormain mallia 210H, jonka kallistuskulma on - 

13/+25 astetta. Puomin ulottuma oli harvesteripää mukaan luettuna 10m. Harvesterin 

paino oli 17 500kg sekä kyseisillä renkailla 2860 mm. (John Deere Forestry 

Oy.) Kuormainen ja hakkuulaitteen hallinta tapahtui Timberjackin perinteisillä 

minivivuilla ja istuimen käsitukien kämmentason näppäimistöllä. 

Harvesterinkuljettajien väliset erot voivat olla suuria. Erinäisten tutkimusten mukaan 

eroa eri harvesterinkuljettajien välisissä tuottavuuksissa voi olla jopa 40 % 

(Väätäinen ym ,2005). Ns. hiljaisen tiedon osuudesta voidaan perustellusti sanoa, 

että kuljettajalla on merkittävä vaikutus hakkuun kokonaisvaltaiseen työnjälkeen, 

ja että kuljettajan työsuoritukseen vaikuttaa olennaisesti hiljainen tieto; 

kokemuksen myötä opitut taidot ja osaaminen. Tätä kautta ns. harvesterin kuljettajan 

hiljainen tieto vaikuttaa olennaisesti harvesterin tuottavuuteen. Hakkuunkoneen 

kuljettajat osoittautuivat matkan aikana pitkän kokemuksen omaaviksi 

ammattilaisiksi. Harvennushakkuun koealojen harvesterinkuljettaja oli työskennellyt 

12 vuotta metsäalalla ja omistanut ajamansa koneen kolme vuotta. Hänellä 

oli kokemusta metsäkoneurakoinnista mm. Ruotsin myrskytuhosavotoilta vuodelta 

2004 -2005 sekä muualta Iso-Britanniasta. 

Päätehakkuulla työskennellyt harvesterinkuljettaja puolestaan omasi kuuden 

vuoden kokemuksen työskenneltävästä harvesterista (Timberjack 1270 D). 

Hakkuutietokoneen käyttö ole harvesterinkuljettajien heikkous, koska tutkituilta 

koealoilta maksettiin puusta painotonnien mukaan, eikä hakattavan puuston tilavuuden 

mukaan. Hakkuukoneen tietokoneen käyttö rajoittuu siis pitkälti apteeraus 

-tiedostojen käsittelyyn leimikolta toiselle siirryttäessä kuljettajilla sekä hakkuupään 

kalibroinnin yhteydessä tapahtuvaksi operoinniksi Timbermatic 300tietokoneella. 

Harvesterinkuljettajien suhtautuminen Suomesta tulleisiin aikatutkijoihin 

oli ystävällistä ja auttavaista. 

25

6.3 Tutkimuskohteet 

Tutkimusleimikot olivat sitkankuusileimikoita, joissa oli varsin vähän muita puula- 

jeja. Tulokset koskevat siten sitkankuusikoita. Kukin hakattava koeala määräytyi 

puuston ja muiden olosuhdetekijöiden mukaan siten, että tavoitteena oli tunnin 

yhtämittainen työskentelyjakso. Työtä haittaavaa alikasvosta ei esiintynyt tutki- 

muskohteilla. Aineistosta puuttuvat siten leimikot, joissa olisi ollut hakkuuta hait- 

taavaa alikasvosta. Suurimmaksi osaksi leimikot ovat Skotlannissa tiheänä kas- 

vaneina ja häiritsevän alikasvoksen osuus on pieni. Maastoltaan leimikot olivat 

melko tasaisia ja edustivat leimikkotekijöiltään melko tyypillistä Skotlantilaista 

sitkankuusileimikkoa. Perustyömenetelmänä oli hakkuu-uramenetelmä harvennus 

noin 20 metrin ajouraväliä käyttäen. Ajo- tai hakkuu-uria ei ei merkitty etukäteen, 

vaan kuljettaja suunnitteli ne työn edetessä. Avohakkuukohteilla rungon 

keskikoko vaihteli 308-337 dm 3 :n välillä ja harvennushakkuukohteilla 27-523 

dm 3 :n välillä. 

6.4 Tutkimuksen toteutus 

Työprosessi alkoi marraskuussa 2005 aiheen karkealla rajauksella ja ennakkomateriaaliin 

tutustumisella. Opinnäytetyöhön kuuluva seminaari oli tammikuussa 

2006 yhdessä kontortamäntyä käsittelevän opinnäytetyön kanssa. Tammikuun 

aikana työnantaja järjesti maastoharjoituksen Kontiolahdella ja koulutusta aikatutkimuksen 

kellotukseen sisätiloissa videonauhan avulla ennen varsinaisen aineiston 

keruuta Skotlannissa. Aineiston keruu tapahtui 19.3-29.3.2006 välisenä 

aikana Skotlannin Ylämaalla. Työn kirjoittaminen alkoi helmikuussa 2006 ja aineiston 

analysointi suoritettiin Suomessa matkan jälkeen huhtikuun aikana. 

6.5 Aineiston kerääminen 

Aineiston keruu tapahtui Skotlannin Ylämaalla sijaitsevilta kohteilta harvennushakkuiden 

osalta 23.3.2006 ja päätehakkuun osalta 27.3.2006. Yksi koeala käsittää 

harvesterin tunnin aikana hakkaaman puuston ja etenemän matkan. 

26

Ennen tunnin koealaa harvesterin mittalaite kalibroitiin tarvittaessa luotettavien 

runkokohtaisten tietojen saamiseksi. Harvesterin kuljettajalle annettiin suullinen 

ohjeistus työskennellä mahdollisimman normaalisti ja kellottaminen sekä vide- 

ointi tapahtui turvaetäisyyden päässä tarvittavien suojavarusteiden kanssa (suo- 

jakypärä ja huomioliivi). Kuljettajalle korostettiin normaalityösuorituspanoksen 

tärkeyttä yleistettävien tulosten saamiseksi. 

Tunnin koealan alkamiskohta merkittiin maastoon kuitupuunauhalla ja kellotus 

tapahtui yhtäjaksoisena tunnin koealana. Tunnin aikana tapahtuneet ketjun rikkoutumiset 

yms. kellotettiin mukaan aineistoon, mutta pitempiä taukoja kellotusaikana 

ei esiintynyt. 

Tunnin koealan hakkuu alkoi kellottajan antamasta merkistä ja päättyi tunnin kuluttua 

kellottajan antamasta merkistä. Koealojen hakkuu suoritettiin päivänvalon 

aikaan välttäen aamun ja iltapäivän hämäryyttä. Sama aikatutkija keräsi koko aikatutkimusaineiston 

Rufco-901 maastotallenninta käyttäen ns. jatkuvan ajan 

menetelmällä (kts. 6.1). 

6.6 Aineiston analysointi 

Maastotallentimelta aikatutkimusaineistot siirrettiin tietokoneelle, tarkastettiin ja 

täydennettiin hakkuukoneen mittalaitteelta tallennetuilla runkojen käyttöosan tilavuuksilla. 

Kuljettaja-, koeala-, ja puukohtaiset konetoiminto- ja ajanmenekkitiedot 

hakkuukoealoilta tallennettiin samaan Excel-tiedostoon yhteismatriisiksi. Jokaisesta 

koealasta tehtiin oma Excel-tiedosto, jota analysoitiin Excelohjelmistolla 

(kts. liite aineiston analysointi). Runkokohtaista tehoajanmenekkiä 

mallinnettiin Microsoft Excel-ohjelmiston regressioanalyysillä, jossa selittävänä 

muuttujana on rungon käyttöosan tilavuus, joka on koneellisessa hakkuussa 

osoittautunut vahvimmaksi selittäjäksi (Sirèn 1998). Aineiston analysoinnin tavoitteena 

oli selvittää harvesterin tuottavuus suhteessa rungon kokoon. Luotettavien 

tulosten saamiseksi poikkeavat havainnot tuli poistaa aineistosta ja tulokset 

tuli esittää vertailukelpoisessa muodossa. Aineiston graafisessa tarkastelus- 

27

sa aineistosta määritettiin muista selvästi poikkeavat havainnot ja ne poistettiin 

lopullisista tuloksista. Aineiston analysoinnissa on huomioitu harvennushakkui- 

den kohdalla monihaaraiset rungot sekä raivausrungot. Tarkemmat tiedot aineiston 

käsittelystä liitteessä 1, aineiston analysointi. Aikatutkimuksen yhteydessä 

kerätyt videotallenteet toimitettiin sopimuksen mukaisesti Metsäntutkimuslaitokselle. 

7 TULOKSET 

7.1 Harvennushakkuu 

Jokaiselta kellotetulta harvennushakkuukoealalta mitattiin koealan pituus (harvesterin 

koealan aikatutkimuksen, ts. tunnin aikana kulkema matka) ja hakkuuuran 

leveys sekä jäävän puuston tunnukset (d 1.3 , h ). 

Koeala yhdellä puuston keskipituus oli 18 metriä ja keskiläpimitta 187 mm. Koealan 

pituus oli102 metriä Ajouraleveys vaihteli 4,9-5,6metrin välillä keskiarvon ollessa 

noin 517 cm. Hakkuu-uran leveys vaihteli välillä 15-20 metriä, ka 18 metriä. 

Koeala yhden alkupäässä oli kumpare, jossa harvesteri työskenteli noin 

kymmenen minuuttia jyrkässä kulmassa. 

Koeala kahdella puuston keskipituus oli 17 metriä ja keskiläpimitta 203 mm. 

Koealan pituus oli 100 metriä. Ajouraleveys vaihteli 3,8 -5,0 metrin välillä, ka 4,2 

metriä. Hakkuu-uran leveys oli 17 metriä. 

Koeala kolmella puuston keskipituus oli 18,5 metriä ja keskiläpimitta 200mm. 

Koealan pituus oli 138 metriä. Ajouraleveys vaihteli 4,8 -6,0 metrin välillä, ka 5,3 

metriä. Hakkuu-uran leveys oli 19 metriä. 

28

7.1.1 Koeala 1 

tehotuntituottavuus, m3/h 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

Tehotuntituottavuus rungon koon suhteen 

y = 11,521Ln(x) + 37,099 

R 2 = 0,6945 

0 

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 

rungon koko, m3 

sarja1 

log. sarja 1 

Taulukko 4, harvennushakkuun koeala yhden tehotuntituottavuus suhteessa rungon kokoon, 

jossa y=tehotuntituottavuus, m 3 /h. x= rungon koko, dm 3 ja R 2 = selitysaste 

Taulukosta on luettavissa tehotuntituottavuus, m 3 /, rungon koon suhteen, 

dm 3 . 

tehotyöaika, sekuntia 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Hakkuun ajanmenekki suhteessa rungon kokoon 

y = 33,802x + 34,87 

R 2 = 0,1181 

Sarja1 

Lin. (Sarja1) 

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 


Taulukko 5, harvennushakkuun ajan jakautuminen suhteessa rungon kokoon, jossa y= tehotyö- 

aika, s/runko . x= rungon koko, dm 3 ja r 2 = selitysaste 

Taulukosta on luettavissa hakkuun ajanmenekki, sekuntia, suhteessa rungon 

kokoon, m3. Taulukon selitysaste on alhainen havaintojen vaihtelujen vuoksi. 

29

51 % 

3 % 

1 % 

2 % 

Koealan ajan jakautuminen työvaiheittain 

5 % 

12 % 

15 % 

11 % 

Kuva 7, harvennushakkuun koeala yhden ajan jakautuminen työvaiheittain 

siirtyminen 

kouran vienti 

kaatosahaus 

rungon prosessointi 

peruutus 

aputyöt 

kouran vienti eteen 

ketjunvaihto 

Kuvasta näkyy sitkankuusen harvennushakkuun koeala yhden työajan jakautu- 

minen työvaiheittain. Eniten työvaiheista aikaa vie rungon prosessointi, johon 

kuuluu karsinta ja katkonta. Koealalle sattui ketjunvaihto, jonka vaihto vei aikaa 

5 % eli kolme minuuttia. Peruutuksen osuus, 3 %, on koealoista suurin koeala 

yhden alkuun sattuneen kummun takia, joka vaikutti myös peruuttamisen suu- 

rimpaan määrään (3 %) koealoista. 

30



40 

35 

30 

25 

20 

15 

10 

5 

0 

tehotuntituottavuus rungon koon suhteen 

y = 9,3851Ln(x) + 32,651 

R 2 = 0,8293 

sarja1 

log. sarja 1 

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 


Taulukko 6, harvennushakkuun koeala kahden tehotuntituottavuus suhteessa rungon kokoon, 

jossa y= tehotuntituottavuus, m 3 /h. x= rungon koko, dm 3 . R 2 =selitysaste 

Taulukossa on kuvattu tehotuntituottavuutta suhteessa rungon kokoon. Seli- 

tysaste on korkea aineistosta selvästi poikkeavien havaintojen (raivauspuut, 

lumpit ja kellotusvirheet) poistamisen ansiosta. 


70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Koealan Ajanmenekki ajan jakautuminen suhteessa rungon työvaiheittain kokoon 

2 % 

53 % 

5 % 3 % 

9 % 

16 % 

12 % 

siirtyminen 

kouran vienti 

kaatosahaus 

y = 62,372x + 30,3 


R 

peruutus 

2 = 0,4817 

apuaika 


0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 

Rungon tilavuus, m3 

31

Taulukko 7, harvennushakkuun koeala kahden ajanmenekki suhteessa rungon kokoon, jossa 

y= tehotyöaika, s/runko. x= rungon koko, dm 3 ja r 2 = selitysaste 

Taulukossa on kuvattu hakkuuajan jakautumista työvaiheisiin suhteessa rungon 

kokoon. Rungon koon kasvaessa myös ajanmenekki kasvaa. 

Koealan ajan jakautuminen työvaiheittain 

2 % 

53 % 

5 % 

3 % 

9 % 

16 % 

12 % 

Taulukko 8, harvennushakkuun koeala kahden ajanmenekki 

siirtyminen 

kouran vienti 

kaatosahaus 


peruutus 

apuaika 


Taulukosta on luettavissa harvennushakkuun koeala kahden hakkuuajan jakau- 

tuminen työvaiheittain. Yli puolet (53 %) ajasta on mennyt rungon prosessointiin, 

toiseksi eniten kouran vientiin poistettavan rungon tyvelle sekä kolmanneksi eni- 

ten kaatosahaukseen. Vähiten aikaa on vaatinut peruuttaminen. 

32



70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Tehotuntituottavuus rungon koon suhteen 

y = 14,548Ln(x) + 45,5 

R 2 = 0,8248 

sarja1 

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 

rungon koko, dm3 

33 

Log. sarja1 

Taulukko 8, harvennushakkuun koeala kolmen tehotuntituottavuus suhteutettuna rungon kokoon, 

jossa y= tuottavuus, m 3 /tehotunti. x= rungon koko, dm 3 ja R 2 = selitysaste. 

Taulukossa on kuvattu tehotuntituottavuutta suhteessa rungon kokoon harven- 

nushakkuun koeala kolmella.Harvennushakkuun koeala kolmen selitysaste on 

korkea. 


80 

70 

60 

50 

40 

30 

20 

10 

0 

Hakkuun ajanmenekki suhteessa rungon kokoon 

y = 59,6x + 29,228 

R 2 = 0,3635 

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 


Sarja1 

Lin. (Sarja1)

Taulukko 9, harvennushakkuun koeala kolmen hakkuun ajanmenekki suhteessa rungon kokoon, 

jossa y= tehotyöaika, s/runko. x= rungon koko, dm 3 ja r 2 = selitysaste 

Taulukossa on kuvattu hakkuuajan jakautumista työvaiheittain rungon koon mu- 

kaan. Rungon koon kasvaessa myös tehotyöaika runkoa kohden kasvaa. 

59 % 

Koealan ajanmenekki työvaiheittain 

2 % 

0 % 

0 % 

7 % 

18 % 

14 % 

Kuva 9, harvennushakkuun koealan kolme ajanmenekki 

siirtyminen 

kouran vienti 

kaatosahaus 


peruutus 

apuaika 


Kuvasta näkyy harvennushakkuu koeala kolmen hakkuuajan jakautuminen työ- 

vaiheittain. Selvästi eniten aikaa vievä työvaihe on rungon prosessointi, joka pi- 

tää sisällään karsinnan ja katkonnan. Toiseksi eniten aikaa on vienyt työvaiheis- 

ta kouran vienti poistettavan puun tyvelle sekä kolmanneksi eniten kaatosahaus. 

Apuajan ja peruuttamisen osuudet ovat < 1 %. 

34

7.2 Päätehakkuu 

tuottavuus, m3/h 

33,000 

32,500 

32,000 

31,500 

31,000 

30,500 

30,000 

30,840 

Käyttötuntituottavuus 

32,430 

31,635 

0,337 0,308 0,323 

Ka 1 Ka 2 Keskiarvo 

keskirunkokoko koealoittain, m3 

Taulukko 10, sitkankuusen päätehakkuukoealojen käyttötuntituottavuudet. Ka 1 = koeala yhden 

tulos, Ka 2 = koeala kahden tulos, Keskiarvo = koeala yhden ja kahden keskiarvo 

Taulukosta voi lukea harvesterin käyttötuntituottavuuden kahdelta sitkankuusen 

päätehakkuualalta ja näiden koealojen keskiarvon. Koeala yhdellä tuottavuus oli 

30,840m 3 /h keskirunkokoon ollessa 337 dm 3 . Koeala kahdella harvesteri ylsi 

32,430 m adetuille run- 

3 /h tuottavuuteen keskirunkokoolla 308 dm 3 . Keskiarvo ka 

m 3 goille oli 323 d 

ja tuottavuus molempien koealojen keskiarvona 

31,635 m 3 /h. 

35

Ajanjakautuminen työvaiheittain 

Kuva 10, päätehakkuun koeala yhden ajanmenekki 

52 % 

2 % 

3 % 

1 % 

7 % 

22 % 

13 % 

siirtyminen 

kouran vienti 

kaatosahaus 

prosessointi 

peruuttaminen 

apuaika 


Kuvassa on Sitkankuusen päätehakkuun koeala yhden kokonaistyöajan jakau- 

tuminen työvaiheittain. Yli puolet kokonaisajasta kuluu rungon prosessoimiseen 

( 52% ), toiseksi eniten aikaa vie prosentuaalisesti kouran vienti poistettavan 

puun tyvelle. Vähiten aikaa vieviä työvaiheita ovat kouran vienti eteen, jota ei 

juuri päätehakkuulla tarvitse tehdä työmenetelmästä johtuen toisin kuin harven- 

nushakkuilla. Toiseksi vähiten aikaa kului peruuttamiseen ( 2 %). 

36

52 % 

Kuva 11, koeala 2. 

3 % 

1 % 

0 % 

3 % 

4 % 

6 % 

Ajanjakautuminen työvaiheittain 

20 % 

11 % 

siirtyminen 

kouran vienti 

kaatosahaus 

prosessointi 

peruuttaminen 

apuaika 

aputyöt 


ketjunvaihto 

Kuvassa on päätehakkuun koeala kahden kokonaistyöajan jakautuminen työ- 

vaiheittain. Eniten aikaa työvaiheittain tarkasteltuna vei rungon prosessointi ( 52 

% ), johon kuuluu rungon karsinta ja katkonta. Kouran vienti kaadettavalle puulle 

( 20 % ) vei suhteessa paljon aikaa leimikolla olleiden tuulenkaatojen vuoksi se- 

kä sitkankuusen oksaisuus haittasi hakkuupään vientiä tyvelle. Palsta oli lieväs- 

sä rinteessä, jossa kuljettaja joutui välillä peruuttamaan ( 3 %), jolla selittyy pe- 

ruuttamisen korkea osuus päätehakkuulla. 

7.3 Korjuuvauriot 

Kolmelta sitkankuusen harvennushakkuukohteelta luettiin myös korjuuvauriot al- 

la olevan kuvan X vauriopuiden määränä, runkoa/ha, ja vauriopuiden osuutena 

jäävän puuston runkoluvusta, vaurioprosenttina. Kaikki tutkimuksessa todetut 

vauriot olivat runkoon kohdistuneita pintavaurioita. Vauriot luettiin puista ennen 

metsäkuljetusta koealan muiden mittausten ohessa. Korjuuvaurioiden tuloksiin 

on syytä suhtautua varauksella, koska tuloksissa on mukana aikatutkimuksen 

37

koealoille sijoitettujen koealojen tunnusten yhteydessä havaitut korjuuvauriot. 

Suurin osa vaurioista syntyi puita kaadettaessa tai käsitellessä. Koealoittain run- 

kovaurioita esiintyi koeala yhdellä jäävässä puustossa kuudessa rungossa, kor- 

juuvaurioprosentin ollessa 17 %. Tiheästi kasvavassa metsässä harvesterin 

työskentelytila vähyyden ja rehevän kasvupaikan aiheuttama runsasoksaisuus 

puun tyvelle asti aiheuttivat paikoin runsaasti korjuuvaurioita jäävään puustoon. 

Maasto oli kantavaa, joten urapainaumia koealoilla ei esiintynyt. 

Tutkimusaineistoon mukaan luetut sitkankuusen päätehakkuukohteet olivat pie- 

nikokoisia leimikoita, joita ei ollut aiemmin saman kiertoajan kuluessa harvennet- 

tu. Pienen pinta-alan takia kohteet olivat saaneet kasvaa rauhassa. Runkotiheys 

oli keskimäärin 2000 rungon molemmin puolin eli istutustiheydessään. 

Kuva 12, korjuuvaurioiden tarkastamisen periaate koealoittain. Sami Muhonen 

7.4 Tuottavuus 

Harvesterinkuljettajan oma arvio tuottavuudestaan oli 8-9 m 3 tunnissa sitkan- 

kuusen harvennushakkuussa ja päätehakkuulla työskennellään kuljettajan arvio 

38

25-28 m 3 /h. Harvesterin tietokoneen ( Timbermatic 300 ) tuottavuusluvut vaihte- 

livat harvennuskoealan kuluessa 13,2 – 8,4 m 3 /h välillä. Kuljettajan vaatimatto- 

masti arvioima oma tuotoksensa osoittautui harvennushakkuun tuloksissa koe- 

ala yhden osalta 15,63 m 3 /h keskirunkokoon ollessa 172 dm 3 , koeala kahdella 

13,85 m 3 /h keskirunkokoon ollessa 162 dm 3 , koeala kolmella 18,18 m 3 /h keski- 

runkokoon ollessa suurin, 193 dm 3 . 

Päätehakkuulla koeala yhden tuottavuus oli 30,840 m3/h keskirunkokoon olles- 

sa 337 dm 3 . Koeala kahden tuottavuus oli 32,430m 3 /h keskirunkokoon ollessa 

308 dm 3 . Keskimäärin tuottavuus oli siis päätehakkuukoealoilla 31,635m 3 /h ja 

keskimääräinen rungon tilavuus 323dm 3 . 

8 TULOSTEN POHDINTA 

Työntutkimuksen keskeisin ongelma on tulosten yleistettävyys (Uusitalo, 2004). 

Työntekijän ominaisuudet ja työympäristö (ns. leimikkotekijät) vaikuttavat hyvin 

voimakkaasti työpanokseen eikä yhden tai muutaman työntekijän työskentelyä 

analysoimalla saada yleistettäviä tuloksia. Yksi teollisuuden työntutkimuksen 

klassisia metodeja yleistettävyyden normittamiseksi on ns. normaalisuorituksen 

määrittäminen sekä työntekijöiden välisten erojen vaikutusten eliminoiminen ns. 

joutuisuuskertoimen avulla (Uusitalo, 2004, 165). Joutuisuus-teoria on yleisesti 

katsottu sopivan huonosti metsätöihin. Tästä syystä on perusteltua käyttää ns. 

vertailevan aikatutkimuksen periaatetta. Sen mukaan samankaltaisia työmenetelmiä 

tutkittaessa saadaan eri työmenetelmien ja –olojen välille työntekijästä 

riippumaton suhdeluku, jos tutkitaan samaa työntekijää samankaltaisissa olosuhteissa 

(Uusitalo, 2004). 

Aikatutkimus toteutettiin hakkuukonetyössä runkokohtaisena käyttäen työvaihejaottelua. 

Kyseinen menetelmä on laajasti käytetty, joten tältä osin vertailtavuus 

aikaisempiin tutkimuksiin oli kohtalaisen hyvä. Työntutkija oli koko aikatutkimusaineiston 

keruun ajan sama. 

39

Tutkittu hakkuukonemerkki ja –malli edusti tyypillistä harvennushakkuissa Skotlannissa 

käytettävää hakkuukonetta. Hakkuukoneena oli kaikilla koealoilla Timberjackin 

(nykyinen John Deere ) 1270D-harvesteri. 

Aikatutkimusaineiston laajuus oli varsin pieni, kolme harvennuskoealaa ja kaksi 

päätehakkuu koealaa, johtuen pitkälti soveltuvien kohteiden saamisesta. Maastokoealat 

pyrittiin sijoittamaan puustoltaan mahdollisimman tasaisesti leimikolle. 

Tässä ei aivan onnistuttu, sillä poistumassa oli tiheyden ja rungon koon osilta 

jonkin verran vaihtelua. Maaliskuussa lunta Skotlannissa ei matkan aikana ollut 

kuin korkeimmilla nummi-alueilla, eikä lumi hidastanut työskentelyä, toisin kuin 

maaperän kosteus. Maaperä oli kohteilla todella rehevää ja pieniä soistuneita 

painanteita saattoi esiintyä jyrkissä rinteissäkin. 

Harvesterinkuljettajien kokemusten mukaan märillä kohteilla harvesteri uppoaa 

selvästi vähemmän sitkankuusi leimikoilla kuin kuusileimikoilla. Tämä on kuitenkin 

tutkimatonta tietoa, jota ei ole todistettu. Kuljettajien kertoman mukaan sitkankuusen 

harvennuksessa tuotosta laskee myös sitkankuuselle tyypilliset, vaikeasti 

katkeavat oksat. Oksien sitkeydestä johtuen runkoa joudutaan juoksuttamaan 

edestakaisin hakkuupään lävitse huomattavasti enemmän kuin kuusen 

kohdalla tai kontortamänniköissä. 

Tulokset selittyvät pitkälti tarkastelemalla leimikoilla vallinneita olosuhteita. Päätehakkuukohteilla 

keskirunkokoko oli 323 dm 3 sekä harvennushakkuut olivat 

jääneet tekemättä. Tästä johtuen leimikon rungoissa oli suhteellisen vähän paksuja 

oksia mikä paransi tuotosta selvästi. Kuljettajat olivat harjaantuneita ammattilaisia, 

jotka omasivat pitkän kokemuksen käytettävästä harvesterista ja 

työmenetelmästä. 

8.1 Aikatutkimuksen luotettavuus ja yleistettävyys 

Koneellisen hakkuutyön tutkimuksessa tehdään eri koneista ja hakkuumenetelmistä 

ajanmenekki- ja tuottavuusmalleja sekä näihin perustuvia simulointeja. 

Tutkimusaineiston luotettavuudella on suora vaikutus tutkimustuloksiin. Tutki- 

40

mustuloksista tehdään rohkeita päätelmiä, jotka voivat vaikuttaa hakkuutyön 

käytännön toteutukseen merkittävästi. 

Työvaiheet on määritettävä selkeästi ja niiden alkamis- ja loppumiskohdat on ol- 

tava tarkat ja yksiselitteiset (Nuutinen, 2005). Työvaiheiden ollessa yleisesti käy- 

tössä olevia määrityksiä helpottuu tulosten yleistettävyys ja vertailu aikaisempiin 

tutkimuksiin. Bioenergiakäyttöön tapahtuva koneellinen korjuu on Skotlannissa 

verraten uusi asia. Aikaisempaa tuottavuustutkimusta sitkankuusen osalta Skotlannissa 

ei ole tehty aiemmin. Pohjois-Amerikassa tapahtuvan sitkankuusen 

tuottavuuden vertaaminen Skotlannissa tehtävään korjuuseen ei ole järkevää 

erilaisten hakkuutapojen vuoksi. 

Luotettavaan yleistämiseen tuloksista ei ole aineiston vähäisen määrän vuoksi. 

Saavutettuja tuottavuustasoja ei sellaisenaan voi siis soveltaa käytännön työhön. 

Aikatutkimus suoritettiin lyhyinä koealoina, joka kaukana käytännön työtilanteesta. 

Seurantatutkimuksella saadaan luotettavampi kuva käytännössä vallitsevasta 

tuottavuudesta. 

8.2 Vertailut aiempiin tutkimustuloksiin 

Hakkuukonetyöhön liittyviä työntutkimustuloksia vertailtaessa keskenään on 

huomioitava eri tutkimuksissa vallinneet olosuhdetekijät (maasto, puusto, hakkuutapa, 

sääolosuhteet, kuljettaja, kone yms.) ja niiden vaikutukset tuloksiin 

(Väätäinen ym. 2005). Tässä tutkimuksessa hakkuun työvaiheiden jaottelu noudatti 

yleistä, aiempien tutkimusten työvaiheiden jaottelua ja työvaiheiden rajaukset 

olivat melko lähellä aiempien tutkimuksien työvaiherajauksia. Sirènin (1998) 

tutkimuksessa kuljettajien (4 kuljettajaa) välinen ero on suurimmillaan 46 % verrattaessa 

rungon kokonaisajanmenekin korjattuja keskiarvoja kuljettajittain. Tässä 

tutkimuksessa mukana oli vain yksi kuljettaja harvennushakkuun osalta ja yksi 

kuljettaja päätehakkuun osalta. 

Ryynäsen ja Rönkön (2001, s.41) tutkimuksessa toisen harvennuksen käyttötuntituottavuus 

suhteessa rungon kokoon oli Timberjackin pienemmällä 770- 

41

harvesterilla 10,7 m 3 /h (vaihtelu 9,7-12,2) keskirunkokoon ollessa 138 dm 3 (106- 

183 dm 3 ). Samaisen tutkimuksen mukaan väljennyshakkuussa samaisen har- 

vesterin tuottavuus oli 18,7 m 3 /h keskirunkokoon ollessa 286 dm 3 . 

Ryynäsen ja Rönkön (2001) tutkimuksessa tehotyöaika ensiharvennuksessa 

ajouramenetelmällä hakatessa jakaantui käytetystä koneesta riippuen eri tekijöi- 

hin seuraavasti; siirtyminen 20-24 %, yhdistetty hakkuukouran vienti ja kaa- 

tosahaus 40-44 %, prosessointi 25-31% sekä raivaus 0-3 % ja muu apuaika 0,1- 

3,3 %. Sirènin (1998) pääosin toisen vaiheen harvennusten tutkimuksessa teho- 

aika jakaantui koko aineistossa siirtymiseen 13%, hakkuulaitteen vientiin ja kaa- 

toon 32 %, prosessointiin 44 %, raivaukseen 8 % ja muuhun apuaikaan 3 %. 

Näiden kahden tutkimuksen välisiä eroja selittää pääosin erot hakkuukohteiden 

ominaisuuksissa ja hakkuuolosuhteissa. Rungon koon on todettu selittävän voi- 

makkaasti rungon prosessointiaikaa. Sirènin (1998) tutkimuksessa pelkästään 

rungon koko selitti koko aineistosta 45 % ja Ryynäsen ja Rönkön (2001) tutkimuksessa 

33 %. 

Tässä työssä ajanmenekki oli avohakkuukohteilla koealojen keskiarvoina jakautunut 

eri tekijöihin seuraavasti; siirtyminen 7 %, kouranvientiin 22 %, kaatosahaukseen 

13 % (yhdistettynä työvaiheena 35 %), prosessointiin 52 %, peruuttamiseen 

2 %, apuaikaan 3 % sekä kouran vienti eteen 1 %. 

Harvennushakkuiden osalta ajanmenekki jakautui eri tekijöihin keskiarvoin seuraavasti; 

siirtyminen 7-12 %, kouran vientiin 15- 18 %, kaatosahaukseen 11-14 

% (yhdistettynä 26-32 %), prosessointiin 51-59 %, peruuttamiseen 0,1-3 %, 

apuaikaan 1-5 %, kouran eteen vientiin 2-3 % sekä ketjunvaihtoon sen sattuessa 

5 %. 

Työssä saadut tulokset ovat samansuuntaisia muiden tutkimustulosten kanssa 

ja poikkeamat johtuvat pitkälti olosuhdetekijöistä sekä mittaustarkkuudesta. Siirtymiseen 

kulunut aika oli koealoilla pienempi kuin muissa tutkimuksissa pitkälti 

paikallisolojen vuoksi. Kasvatushakkuut oli laiminlyöty päätehakkuukohteilla, mikä 

hidasti harvesterin liikkumista vähentäen siirtymisaikaa yhdessä kaltevan 

maaston kanssa. 

42

Kouran vientiin poistettavan puun tyvelle sitkankuusen oksaisuus ja tuulenkaa- 

tamat eivät juuri vaikuta tutkimustulosten mukaan ja ennakko-oletuksista huolimatta. 

Prosessointiaikaan taas tuulen kaatamat puut sekä ennen kaikkea sitkankuusen 

lenkous ja oksaisuus vaikuttavat. Runkoa prosessoitaessa runkoa 

jouduttiin syöttämään edestakaisin hakkuupään lävitse oksien karsimiseksi. Sitkankuusen 

oksat eivät tahdo katketa kuten normaalisti, vaan pikemminkin taipuvat 

karsintaveitsien osuessa niihin. Harvennuskoealoilla oli myös paljon lahovikaa 

sitkankuusissa, joka ulottui erinäisten havaintojen mukaan viiden-kuuden 

metrin korkeudelle puihin. Lahoviasta johtuen prosessoitavista rungoista oli pätkäistävä 

lyhyitä lumppeja, mikä selittää osaltaan suurempaa prosessointiaikaa 

etenkin harvennushakkuun koealalla kolme. 

Peruuttamisen ajanmenekki on Skotlannin olosuhteissa on otettava huomioon, 

koska leimikot ovat usein kaltevissa maastoissa. Avohakkuukohteet olivat pienen 

leimikon sisällä rinnemaastossa, jossa peruuttamisaikaa hakkuutyössä lisää 

kuljettajan työskentelytapa hakata alhaalta ylöspäin rinteen suuntaisesti. Rinteen 

yläosan saavutettuaan kuljettaja ajoi harvesterin takaisin alas ja aloitti uuden 

kaistaleen. Tämänkaltainen työskentelytapa on Skotlannin rinnemaastoissa hyvin 

yleinen. 

Ketjunvaihtoon Skotlannissa kului aikaa. Tuulen kaatamia puita prosessoitaessa 

rungon pinnalla ollut hiekka tylsistytti hakkuupään ketjua, jota kuljettaja kertoi 

vaihtavansa toistakymmentäkin kertaa vuoronsa aikana. 

Toiseen tutkimukseen verraten (Sirèn 1998) tässä työssä oli aivan samansuuntaisia 

tuloksia korjuuvaurioiden syistä ja sijainnista; pääosa korjuuvaurioista sijoittui 

ajouran läheisyyteen ja suurin korjuuvaurioita aiheuttanut tekijä oli käsiteltävän 

puun tekemät korjuuvauriot rungon kaadon ja prosessoinnin aikana. Tässä 

työssä esitetyt tulokset ovat kuitenkin pitkälti silmävaraisen huomioinnin varassa 

ja niihin on syytä suhtautua varauksella. 

43

8.3 Aikatutkimuksen mittaustarkkuuteen vaikuttavat tekijät 

Metsätyön aikatutkimuksessa tutkijan henkilökohtainen tarkkaavaisuus ja täsmällisyys 

sekä tutkimusolosuhteiden ja mittalaitteen tarkkuus vaikuttavat mittaustarkkuuteen. 

Eri työvaiheiden seuraaminen turvaetäisyyden päästä vaatii tutkijalta 

tarkkuutta ja usein näköesteenä voi olla tarkkailtavan koneen lisäksi alikasvosta 

tai puustoa. Tutkijan keskittymis- ja vireystaso vaikuttavat lopputulokseen 

kuten olosuhteetkin (sumu, sade ja valon määrä). (Nuutinen, 2005.) 

Työvaiheet on määritettävä selkeästi ja niiden alkamis- ja loppumiskohdat on oltava 

tarkat ja yksiselitteiset (Nuutinen, 2005). Kellotettavilla kohteilla kuljettajien 

hyvä ammattitaito ja kokemus vaikuttivat työhön siten, että monet työvaiheet 

menivät päällekkäin. Harvesterin peruuttamista tapahtui kaatosahauksen aikana 

paljon johtuen työskentelytilan ahtaudesta. Harvesterin liikkumista eteenpäin 

ajouran suuntaisesti ja kouran vientiä poistettavalle puulle tapahtui samanaikaisesti, 

kouran vienti eteenpäin samanaikaisesti katkonnan kanssa yms. 

”Timberjackin 1270D-mallin harvesterissa mittalaitteen anturat sijaitsevat kaatopään 

yläkarsintasaksissa, joka on hieman epätarkempi kuin alakarsintasaksissa 

sijaitsevilla anturoilla mitattaessa, jossa anturat sijaitsevat lähempänä katkaisukohtaa”, 

(Nicholls 2006 ). 

8.4 Korjuuolosuhteet 

Skotlannin korjuuolosuhteisiin liittyvä erityispiirre on maapohjien märkyys ja 

pehmeys. Maa-aines on varsin hienojakoista ja ympäri vuoden kosteasta ilmastosta 

johtuen vesi seisoo metsämailla lähes ympäri vuoden. Kesällä maapohja 

on ajoittain niin kuivaa, että maapohja muuttuu kantavaksi. Talven tuomaa maan 

jäätymistä ei juuri esiinny. Ajokoneille riittävän kantavuuden aikaansaamiseksi 

suuri osa oksamassasta on karsittava ajourille. Rinnemaastot ovat kaltevia ja 

rinteiden maaperä rehevää. Rinnemaastossa esiintyi matkan aikana soistuneita 

painanteita. 

44

Myrskytuhot ovat tyypillisiä skotlantilaisissa metsissä. Skotlannin Forestry 

Commissionin vuosittain korjaamasta puumäärästä noin 10 % tulee myrskytuhosavotoilta 

(Martin, 2006). Leimikolla voi olla 40-50 % hakattavasta puustosta 

tuulen kaatamia (Nicholls, 2006). Aikatutkimuksessa mukana olleilla kohteilla 

esiintyi verraten vähän tuulen kaatamia puita, sekä maapohja oli koealoilla kantavaa. 

Tuloksia verratessa on siis syytä kiinnittää huomiota, että tässä käsitellyt 

tulokset on mitattu Skotlannin paikallisoloihin nähden helposti hakattavista leimikoista. 

8.5 Yhteenveto 

. 

Työnantajan, Northern WoodHeat –hankkeen, puolella oli tavoitteena tutkia ja 

selvittää sitkankuusen koneellisen hakkuun tuottavuutta Skotlannin Ylämaalla. 

On tärkeää tietää mikä on harvesterin tuottavuus ja eri työvaiheiden ajanmenekki. 

Siten voidaan tehdä kannattavuuslaskelmia entistä tarkemmilla arvoilla vertailtaessa 

eri energiamuotojen kustannuksia keskenään sekä selvittämällä hakkuutyöhön 

kulunut aika parantaa harvesterin tuottavuutta. Aikatutkimuksen tavoitteena 

oli tutkia vähintään kahden eri kuljettajan työsuoritusta sitkankuusen 

harvennus- ja päätehakkuualoilla Skotlannin Ylämaalla ja selvittää yksityiskohtaisesti 

työvaiheittain hakkuuajan työvaiheiden osuudet sekä laskea harvesterin 

tuottavuus. 

Tutkimuksen aineistossa on mukana kolme harvennushakkuu koealaa ja kaksi 

päätehakkuukoealaa. Tutkituilla koealoilla harvesterin tuottavuus oli hyvää tasoa. 

Leimikko-olojen ja kuljettajan harjaantuneisuudesta johtuvia eroja ei voida 

todeta aineiston pienuuden takia sekä saman kuljettajan vuoksi luotettavasti sanoa. 

Harvesterin käyttötuntituottavuus oli päätehakkuukoealoilla keskimäärin 

31,635 m 3 /h keskirunkokoon ollessa 323 dm 3 . Harvennushakkuilla tuottavuus 

vaihteli 13,85 -18,18 m 3 / h välillä. Harvesterin kuljettajat olivat harjaantuneita 

ammattilaisia, leimikon olosuhdetekijät olivat hyviä (raivauksen vähäinen tarve ja 

maapohjan kantavuus). 

45

Verrattaessa tuloksia aikaisempiin tutkimuksiin (Sirèn 1998, Ryynänen & Rönk- 

kö 2001) suurimmat erot olivat prosessoinnissa. Tulos oli odotettu sitkankuusen 

ominaisuuksien takia. Prosessointiajanmenekki oli suurempi oksaisen ja mutkik- 

kaan sitkankuusen karsinnassa kuin normaalikuusen. Ennakkoraivauksen tarvetta 

ei koealoilla havaittu, vaikka niillä leimikoilla missä taimikoiden perkaus ja 

raivaus on ainakaan laiminlyöty, vaikutus hakkuutyöhön on merkittävä. Tutkimusleimikoiden 

vähäinen alikasvos oli keskeinen tekijä kuljettajan saavuttamaa 

tuottavuutta tarkastellessa kuljettajan ammattitaidon ohella. Koealojen aikatutkimukset 

tehtiin maastotekijöiltään helpohkoissa leimikoissa valoisaan työaikaan. 

Tuottavuuden suurin yksittäinen selittäjä on leimikon runkokoko. Harvennusleimikon 

koeala kolmen tuottavuus oli suurin (18,18 m 3 /h) johtuen pitkälti koealan 

suurimmasta keskirunkokoosta, 193 dm 3 . Vastaavasti harvennus koeala 

kahden tuottavuus oli harvennushakkuiden pienin (13,85 m 3 /h) ja keskirunkokoon 

ollessa koealojen pienin, 162 dm 3 . 

Työn aikatutkimus aineistoa ja tuloksia voitaneen käyttää tulevaisuudessa hyväksi, 

koska harvesterin tuottavuutta sitkankuusen koneellisessa hakkuussa ei 

ole juuri aiemmin tutkittu. Aikatutkimuksessa kerätty aineisto on selitysasteeltaan 

korkeatasoista ja tulokset yleisesti esitetyssä muodossa. Yleistettävät tulokset 

vaativat kuitenkin suppean aineiston vuoksi lisätutkimuksia. Eri tutkimuksista 

saatuja tuottavuustuloksia on aina verrattava varoen. Etenkin koneellisessa 

harvennuksessa vaihtelu kuljettajien välillä ja leimikko-olosuhteissa on suurta, 

vaikka olisi käytetty samoja hakkuukoneita. 

46

Lähteet 

Aro, P. 1936. Aikatutkimuksia koivuhalkojen teosta. Communicationes Instituti 

Forestalis Fenniae 23(4). 

Asikainen, A. Laitila, J. & Sikanen, L. 2003b. Metsähakkeen tuotannon kustannustekijät 

ja toimituslogistiikka – osaprojekti. PUUT28. Puuenergian teknologiaohjelman 

vuosikirja 2003. VTT Symposium 231. 

Asikainen, A., Laitila, J., Lindblad, J., Sirén, M., Heikkilä, J.&Tanttu, V. 2003a. 

Karsitun energiapuun korjuuvaihtoehdot ja kustannustekijät. PUUT44. Puuenergian 

teknologiaohjelman vuosikirja 2003. VTT Symposium 231 

Asikainen, A., Ranta, T. & Vesisenaho, A. 2000. Metsähakkeen autokuljetuksen 

tuottavuus ja kuljetuslogistiikan ja terminaalivaiheiden tehostaminen. 

Dept of Trade and Industry, Iso-Britannia, 2002, Energian kulutus vuosina 1995- 

2000 ja ennuste sektoreittain vuosille 2010 ja 2020 Isossa-Britanniassa. 

Euroopan komission tiedonanto, 1997, Tulevaisuuden energia: uusiutuvat energialähteet. 

Fagerstedt, K. Pellinen, K. Saranpää, P ja Timonen, T. Mikä puu- mistä puusta, 

1999,Helsinki: Yliopistopaino 

Forestry commision, 2001, Inventory report, National inventory of Woodland and 

trees, Scotland, Highland region, Part 1 woodlands of 2 hectares and over, 

United Kingdom 

Harstela, P. 1999. Work studies in forestry, Jyväskylä, Joensuun yliopisto metsätieteellinen 

tiedekunta 

Hytönen, Tero. 2005. Keskusteluhaastattelu 22.12.2005. Suomi, Joensuu. 

International Energy Agency. Renewable information-julkaisu, 2005 edition. 

http://www.iea.org/ (25.4.2006), hakusanat: “renewable+energy+sources+eu”. 

John Deere Foresty Oy, 

http://www.deere.com/fi_FI/equipment/forestry/harvesters/index.html ,(5.5.2006) 

Kuitto, P.-J., S. Keskinen, J. Lindros, T. Oijala, J. Rajamäki, T. Räsänen and J. 

Terävä. 1994. Puutavaran koneellinen hakkuu ja metsäkuljetus. (Mechanized 

cutting and forest haulage.) Tiedotus Metsäteho Report No. 410, Metsäteho, 

Helsinki. 

Kuitto, P-J. & Rajala, P. S. 1982. Kokopuiden välivarastohaketus ja metsähakkeen 

autokuljetus = Landing chipping of whole trees and truck transport of chips 

/ Metsätehon tiedotus ; 372. 

Laitila, J. & Asikainen, A. 2002. Tuottavuus maanmuokkauksen ja hakkuutähteiden 

yhdistetyssä korjuussa. PUUY21. Puuenergia 1/2002, 

47

Laitila, J. Asikainen, A. Sikanen, L. Korhonen, K, T. Nuutinen, Y. 2004, Pienpuuhakkeen 

tuotannon kustannustekijät ja toimituslogistiikka, Metlan työraportteja 

3, Metsäntutkimuslaitos 

Laitila, J., Asikainen, A. & Sikanen, L. 2003. Cost factors and supply logistics of 

fuel chips from young forest. In: BIOENERGY 2003, International Nordic 

Bioenergy Conference, 2.-5. Sep 2003, Jyväskylä, Finland, Proceedings. s. 

274–276. 

Martin,A. Forestry Commission Scotland 2006. Keskusteluhaastattelu 

27.3.2006, Scotland, Huntly. 

McPhie, F. Woodfuel Projector Officer, Highland Birchwoods, Woodfuel in Scotland, 

Northern WoodHeat Symposium, 2005 

Mäkelä, 1986. Metsäkoneiden kustannuslaskenta. Metsäteho. Moniste. 

Nicholls, C. 2006. Keskusteluhaastattelu 23.3.2006, Skotlanti, Aboyne. 

Northern WoodHeat. 2005. http://www.northernwoodheat.net/finland.php 

(20.1.2006) 

Nuutinen, Y. 2005. Työntutkijan vaikutus aikatutkimuksen mittaustarkkuuteen 

hakkuukonesimulaattorihakkuussa, metsä- ja puuteknologian pro-gradu. Joensuun 

Yliopisto, metsätieteellinen tiedekunta. 

Puuenergian teknologiaohjelma 1999–2003, Teknologiaohjelmaraportti 5/2004 

2004, Tekes, Helsinki. 

Ryynänen, S. ja Rönkkö, E. 2001. Harvennusharvestereiden tuottavuus ja kustannukset. 

Helsinki. Työtehoseuran julkaisuja 381. 

Sarvas, R. 1964 Havupuut, Hämeenlinna: Metsälehti Kustannus. 

Siren, M. 1998. Hakkuukonetyö, sen korjuujälki ja puustovaurioiden ennustaminen. 

Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 694. 

The Highland Council. 2004. Highland Forest & Woodland Strategy, consultative 

draft, December 2004. Pdf-dokumentti, Andy Martin Forestry Commission Scotland. 

Uusitalo, J. 2004 Metsäteknologian perusteet. Metsälehti Kustannus. 

Vuoristo,I.1936. Työaikatutkimuksia kuusipaperipuiden teosta. Communicationes 

Instituti Forestalis Fenniae 23(1). 

Väätäinen, K., Ovaskainen, H., Ranta, P., Ala-Fossi, A. 2005, Hakkuukoneenkuljettajan 

hiljaisen tiedon merkitys hakkuutulokseen työpistetasolla, Metsäntutkimuslaitoksen 

tiedonantoja 937. 

48

Kuvat: Järvinen Ville, Muhonen Sami, NWH-hanke /Sikanen. 

Liite 1 

- Aineiston analysointi 

49

POHJOIS-KARJALAN AMMATTIKORKEAKOULU

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?