Embed Size (px)
Citation preview
0
Investeşte în oameni!
FONDUL SOCIAL EUROPEAN Programul Operaţional Sectorial Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013 Axa prioritară 1 „Educaţie şi formare profesională în sprijinul creşterii economice şi dezvoltării societăţii bazate pe cunoaştere” Domeniul major de intervenţie 1.5. „Programe doctorale şi post-doctorale în sprijinul cercetării” Titlul proiectului: Burse doctorale si postdoctorale pentru cercetare de excelenta Numărul de identificare al contractului: POSDRU/159/1.5/S/134378 Beneficiar: Universitatea Transilvania din Braşov Partener:
Universitatea Transilvania din Brasov Scoala Doctorala Interdisciplinara
Departament: Exploatări forestiere, Amenajarea pădurilor și
Măsurători terestre
Ing. Andrei I. APĂFĂIAN
CERCETĂRI PRIVIND CONSUMURILE DE TIMP ŞI
CARBURANT SPECIFICE SISTEMULUI DE EXTRACȚIE A
LEMNULUI HARVESTER-FORWARDER REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT
RESEARCH ON TIME EXPENDITURE AND FUEL
CONSUMPTION OF HARVESTER-FORWARDER SYSTEM SUMMARY OF THE PH.D THESIS
Conducător ştiinţific
Prof.dr.ing. Valentina Doina CIOBANU
BRASOV, 2015
1
MINISTERUL EDUCAŢIEI ȘI CERCETĂRII ȘTIINȚIFICE Universitatea Transilvania din Braşov
Bd. Eroilor 29, 500036, Brașov, Romania Tel/Fax: +40 268 410525, +40 268 412088
www.unitbv.ro
Domnului/Doamnei
.................................................................................................................................
COMPONENŢA Comisiei de doctorat
Numită prin ordinul Rectorului Universităţii „Transilvania” din Braşov Nr. 7477 din 03.09.2015
PREŞEDINTE: -Prof. univ. dr. ing. Gheorghe SPÂRCHEZ
PRODECAN – Fac.de Silvicultură și Exploatări Forestiere Universitatea “Transilvania” din Brașov
CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: -Prof. univ. dr. ing. Valentina Doina CIOBANU Universitatea “Transilvania” din Brașov
REFERENŢI: -Cercet. șt. gr. I, dr. Ing. Dănuț CHIRA Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Silvicultură “Marin Drăcea” – Stațiunea Brașov -Cercet. șt. gr. I, dr. ing. Lucian DINCĂ Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Silvicultură “Marin Drăcea” – Stațiunea Brașov -Conf. univ. dr. ing. Stelian Alexandru BORZ Universitatea “Transilvania” din Brașov
Data, ora şi locul susţinerii publice a tezei de doctorat: 14.10.2015, ora 1100, sala SI2 (Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere). Eventualele aprecieri sau observaţii asupra conţinutului lucrării vă rugăm să le transmiteţi în timp util, pe adresa [email protected] Totodată vă invităm să luaţi parte la şedinţa publică de susţinere a tezei de doctorat. Vă mulţumim.
2
Cuprins
Teză/Rezumat
Lista de abrevieri .................................................................................................................................. 8/8
INTRODUCERE .............................................................................................................................. 10/10
CAPITOLUL 1. STADIUL ACTUAL AL CUNOŞTINŢELOR ..... Error! Bookmark not defined./11
Scurt istoric privind sistemul harvester-forwader, conceptul nordic în exploatarea lemnului şi metoda
sortimentelor definitive la cioată ...................................................................................................... 11/11
1.1.Sinteza preocupărilor ştiinţifice privind performanțele utilajelor forestiere de tip harvester şi
forwarder în operaţii de recoltare şi colectare a lemnului ................................................................ 12/12
1.2.Consumul de timp şi productivitatea muncii pentru utilaje de tip harvester în operaţii de doborât-
curăţat de crăci și secţionat ............................................................................................................... 13/12
1.3. Consumul de timp şi productivitatea muncii pentru echipamente de tip forwarder în operaţii de
colectare a lemnului .......................................................................................................................... 13/13
1.4.Consumul de carburanţi pentru sisteme tehnice de tip harvester-forwarder în operaţii de extracţie a
lemnului ............................................................................................................................................ 14/14
1.5.Logistică, resurse şi tehnici avansate în colectarea şi procesarea datelor în studii ce adresează
performanţa sistemelor tehnice utilizate în operaţii forestiere ......................................................... 15/15
CAPITOLUL 2. SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR ................................................. 16/16
2.1.Scopul cercetărilor ...................................................................................................................... 16/16
2.2.Obiectivele cercetărilor .............................................................................................................. 16/16
CAPITOLUL 3. MATERIALE ŞI METODE .................................................................................. 18/18
3.1.Organizarea studiului privind performanţele productive ale sistemului tehnic harvester-forwarder
.......................................................................................................................................................... 18/18
3.1.1.Evaluarea şi modelarea consumului de timp la operaţii de recoltare cu maşini de tip harvester şi
colectare cu tractoare forwarder. Estimarea indicatorilor performanţei ........................................... 18/18
3.1.1.1.Obiectivele studiului şi ipoteze de testat .............................................................................. 18/18
3.1.1.2.Alegerea şi pregătirea locaţiei studiului în teren .................................................................. 19/19
3.1.1.3.Studiul de teren. Organizarea muncii, descrierea utilajelor şi aparatură utilizată la culegerea
datelor ............................................................................................................................................... 21/21
Aspecte generale privind culegerea datelor ...................................................................................... 21/21
Organizarea muncii .......................................................................................................................... 21/21
3.1.1.4. Proceduri specifice colectării datelor privind consumul de timp la operaţii de recoltare
efectuate de maşina de tip harvester .................................................. Error! Bookmark not defined./28
3.1.1.5. Proceduri specifice colectării datelor privind consumul de timp la operaţii de colectare
efectuate de tractorul de tip forwarder .............................................................................................. 29/29
3.1.1.6.Procesarea datelor ................................................................................................................. 31/31
3
Procesarea datelor colectate în cazul maşinii de tip harvester .......................................................... 31/32
Descrierea programului software Avix şi a funcţionalităţii acestuia ................................................ 31/32
Procedurile utilizate la procesarea datelor video ............................... Error! Bookmark not defined./32
Descrierea procedurilor utilizate la întocmirea bazei de date rezultate după exportul datelor din
programul software Avix .................................................................................................................. 32/32
Procesarea datelor colectate în cazul tractorului de tip forwarder .................................................... 32/32
3.1.1.7.Analiza statistică a datelor .................................................................................................... 33/33
3.1.1.8.Estimarea indicatorilor performanţei productive: productivitatea şi eficienţa muncii pentru
sistemul harvester-forwarder analizat ............................................................................................... 36/36
3.1.1.9.Compararea cu rezultatele raportate de alte studii ................................................................ 37/37
3.2.Evaluarea consumurilor de carburanţi ........................................................................................ 37/37
3.2.1.Formularea ipotezelor şi obiectivelor studiului ....................................................................... 37/37
3.2.2.Alegerea locaţiilor pentru studiile de teren ............................................................................. 38/38
3.2.3.Efectuarea studiului de teren ................................................................................................... 38/38
3.2.4.Procesarea datelor ..................................................................... Error! Bookmark not defined./40
3.2.5.Analiza statistică a datelor ....................................................................................................... 40/40
3.3.Analiza eficienţei la procesarea datelor ...................................................................................... 41/41
3.3.1.Scopul şi obiectivele ................................................................................................................ 41/41
3.3.2. Designul studiului ................................................................................................................... 41/41
3.3.2.1. Sursa datelor ........................................................................................................................ 41/41
3.3.2.2. Designul experimental şi statistic ......................................... Error! Bookmark not defined./42
3.3.2.3. Calculul indicatorilor eficienţei ........................................................................................... 44/44
CAPITOLUL 4. REZULTATELE CERCETĂRILOR .................................................................... 45/45
4.1.Performanţele la operaţii de doborâre şi fasonare cu maşina de tip harvester ............................ 45/45
4.1.1. Rezultatele privind testarea normalităţii datelor pentru variabilele analizate în cele trei
tratamente experimentale ................................................................................................................. 45/45
4.1.2. Statisticile descriptive privind variabilele dependente şi independente ................................. 46/46
4.1.3. Modele pentru estimarea consumului de timp la operaţii de recoltare cu maşina de tip harvester
........................................................................................................... Error! Bookmark not defined./50
4.1.3.1. Rezultatele privind analiza multicoliniarităţii pentru variabilele independente în cazul celor
trei tratamente experimentale ........................................................................................................... 50/50
4.1.3.2. Relaţii existente între consumul de timp pe elemente de muncă şi anumite variabile
independente ..................................................................................................................................... 51/51
4.1.3.3. Modele pentru estimarea consumului de timp la operaţii de recoltare ................................ 53/53
4.1.4. Estimarea indicatorilor privind performanţele maşinii de tip harvester la operaţii de recoltare:
productivitatea şi eficienţa ................................................................................................................ 54/54
4.1.5. Comparaţii cu rezultatele raportate de alte studii ................................................................... 56/56
4.2.Consumul de timp şi productivitatea muncii la colectarea lemnului cu tractorul forwarder ...... 56/56
4
4.2.1.Statistici descriptive privind consumul de timp şi variabilele operaţionale ............................ 56/56
4.2.2.Modelarea consumului de timp la operaţii de încărcare-descărcare şi deplasare a lemnului cu
tractorul forwarder ............................................................................................................................ 59/59
4.2.3.Estimarea indicatorilor performanţei la colectarea lemnului cu tractoarul forwarder:
productivitatea şi eficienţa ................................................................................................................ 63/63
4.2.4.Comparaţii cu rezultatele raportate de alte studii .................................................................... 64/64
4.3.Consumul de carburanţi în extracţia lemnului prin utilizarea sistemului tehnic harvester-forwarder
.......................................................................................................................................................... 65/65
4.4.Evaluarea resurselor de timp necesare la procesarea datelor prin utilizarea de software specializat
pentru studii de timp ......................................................................................................................... 67/67
4.4.1.Statistici descriptive ................................................................................................................ 67/67
4.4.2.Modele de estimare a consumului de timp la analiza-procesarea datelor ............................... 69/69
4.4.3.Eficienţa în sarcini de setare, analiză şi export a datelor la procesarea datelor ....................... 71/71
4.4.4.Comparaţii cu rezultatele raportate de alte studii .................................................................... 72/72
CAPITOLUL 5. CONCLUZII. CONTRIBUŢII ORIGINALE. RECOMANDĂRI PENTRU
PRACTICĂ. DISEMINAREA REZULTATELOR .......................... Error! Bookmark not defined./74
5.1.Concluzii .................................................................................................................................... 74/74
5.2.Contribuţii originale ................................................................................................................... 80/79
5.3.Recomandări pentru practică ...................................................................................................... 80/80
5.4.Diseminarea rezultatelor ............................................................................................................. 81/81
BIBLIOGRAFIE ............................................................................... Error! Bookmark not defined./84
Anexa 1 Rezumatul Tezei..................................................................................................144/87
Curriculum Vitae...............................................................................................................145/88
5
Table of Contents Thesis/Summary
Abbreviation List .................................................................................................................................. 8/8
INTRODUCTION ............................................................................................................................ 10/10
CHAPTER 1. CURRENT STATE OF KNOWLEDGE ................... Error! Bookmark not defined./11
Short history on the harvester-forwarder system, nordic concept related to wood harvesting and the cut
to length method ............................................................................................................................... 11/11
1.1.Scientific interests regarding the harvesting and forwarding equipment ................................... 12/12
1.2.Time consumption and productivity of the harvester machine .................................................. 13/13
1.3. Time consumption and productivity of the forwarder machine ................................................ 13/13
1.4.Fuel consumption for the harvester-forwarder system .............................................................. 14/14
1.5.Logistics, resources and advanced tehnics uses in colecting and processing data in studies that
addresses the performance of the technical systems used in forest operations ................................ 15/15
CHAPTER 2. AIM AND OBJECTIVES ......................................................................................... 16/16
2.1.Aim of the research .................................................................................................................... 16/16
2.2.Objectives of the research .......................................................................................................... 16/16
CHAPTER 3. MATERIALS AND METHODS .............................................................................. 18/18
3.1.Study planning of the harvester-forwarder performance ............................................................ 18/18
3.1.1.Evaluation and modeling of time consumption for harvesting and forwarding operations.
Estimation of the performance indicators ......................................................................................... 18/18
3.1.1.1.Objective of the study and tested hypothesis ....................................................................... 18/18
3.1.1.2.Choosing and preparing the study location .......................................................................... 19/19
3.1.1.3.Field study. Work structure, equipment description and gear used for data collection ........ 21/21
General aspects regarding data collection ........................................................................................ 21/21
Work structure .................................................................................................................................. 21/21
3.1.1.4. Specific data collection procedures related to the time consumption for harvesting operations
........................................................................................................... Error! Bookmark not defined./28
3.1.1.5. Specific data collection procedures related to the time consumption for forwarding operations
.......................................................................................................................................................... 29/29
3.1.1.6.Data processing .................................................................................................................... 31/31
Data processing in the case of the harvester machine ...................................................................... 31/31
Description of the Avix time study software .................................................................................... 31/31
Procedures used in collecting video data ........................................... Error! Bookmark not defined./32
Procedure description used for elaboration of the data base after exporting the data from the Avix
software ............................................................................................................................................ 32/32
Data processing for the collected data in the case of the forwarder machine ................................... 32/32
3.1.1.7.Statistical analysis of the data............................................................................................... 33/33
6
3.1.1.8.Indicator estimation of the productive performance: work productivity and efficiency for the
harvester-forwarder system that was analysed ................................................................................. 36/36
3.1.1.9.Result comparison with other studies ................................................................................... 37/37
3.2.Evaluation of the fuel consumption ............................................................................................ 37/37
3.2.1.Hypothesis and objectives of the study ................................................................................... 37/37
3.2.2.Study location selection for data collection ............................................................................. 38/38
3.2.3.Conducting the field study ...................................................................................................... 38/38
3.2.4.Data processing ........................................................................ Error! Bookmark not defined./40
3.2.5.Statistical analysis of the data.................................................................................................. 40/40
3.3.Efficiency analysis for data procesing ........................................................................................ 41/41
3.3.1.Aim and objectives .................................................................................................................. 41/41
3.3.2. Study design ........................................................................................................................... 41/41
3.3.2.1. Data source .......................................................................................................................... 41/41
3.3.2.2. Statistic and experimental design ......................................... Error! Bookmark not defined./42
3.3.2.3. Efficiency indicators calculation ........................................................................................ 44/44
CHAPTER 4. RESEARCH RESULTS ............................................................................................ 45/45
4.1. Machine performance for cut to lenght method ........................................................................ 45/45
4.1.1. Rezults regarding normality test regarding the analysed variables for the three experimental
treatments ......................................................................................................................................... 45/45
4.1.2. Descriptive statistics related to the dependent and independent variables ............................. 46/46
4.1.3. Estimation models for time consumption in the case of the harvester machineError! Bookmark
not defined./50
4.1.3.1. Results regarding the multicoliniarity analysis of the independent variables related to the three
experimental treatments ................................................................................................................... 50/50
4.1.3.2. Existing relations between time consumption on different job elements and some independent
variables ........................................................................................................................................... 51/51
4.1.3.3. Estimation models for time consumption in the case of harvesting operations .................. 53/53
4.1.4. Indicator estimation regarding the performance of the harvester machine for harvesting
operations ......................................................................................................................................... 54/54
4.1.5. Results comparison with other studies ................................................................................... 56/56
4.2.Time consumption and work productivity for forwarding operations........................................ 56/56
4.2.1.Descriptive statistics related to the time consumption and operation variables ...................... 56/56
4.2.2.Time consumption modeling for loading/unloading and wood forwarding ............................ 59/59
4.2.3.Performance indicator estimation for wood forwarding: productivity and eficiency .............. 63/63
4.2.4.Results comparison with other studies .................................................................................... 64/64
4.3.Fuel consumption in wood extraction for the harvester-forwarder system ................................ 65/65
4.4.Evaluation of the necesary time resources for data processing using specialised time study
software ........................................................................................................................................... 67/67
7
4.4.1.Descriptive statistics ................................................................................................................ 67/67
4.4.2.Estimation models of time consumption in data processing and analysis ............................... 69/69
4.4.3.Efficiency for setup, analysis and data export in data processing ........................................... 71/73
4.4.4.Result comparison with the findings reported by other studies ............................................... 72/72
CHAPTER 5. CONCLUSIONS. ORIGINAL CONTRIBUTIONS AND RECOMMENDATIONS
FOR PRACTICE.RESULTS DISSEMINATION ............................ Error! Bookmark not defined./74
5.1.Conclusions ................................................................................................................................ 74/74
5.2.Original contributions ................................................................................................................. 80/79
5.3.Recommendations for practice ................................................................................................... 80/80
5.4.Results dissemination ................................................................................................................. 81/81
References (Selective) ....................................................................... Error! Bookmark not defined./84
Appendix 1 Ph.D Thesis Abstract......................................................................................144/87
Curriculum Vitae...............................................................................................................145/88
8
Lista de abrevieri AA - Poziţionarea capului procesor pe arbore şi apucarea arborelui în acesta CTL - metoda de exploatare a sortimentelor definitive la cioată CUC – consum unitar de carburant COC – consum orar de carburant CP - Cursa în plin CG - cursă în gol CMR - Ciclu de muncă la recolarea cu maşina de tip harvester CMCF - Ciclu de muncă la colectarea cu tractorul de tip forwarder CC – consumul total de carburant CTP – consum de timp implicat de analiza şi procesarea datelor CTPE - timpului efectiv necesar pentru setarea, analiza şi exportul datelor °C – grade Celsius cm2 – centimetri cubi DA - deplasarea maşinii în gol până la un nou front de lucru DBG - Deplasarea braţului maşinii în gol la arborele de recoltat
DBP - Deplasarea braţului maşinii în plin (cu arborele) la locul de fasonare DC - Distanţa de colectare DT - Deplasarea utilajului între tasoane D&T - Descărcarea sau transbordarea pieselor colectate DM - Mişcarea maşinii de la ultimul loc al recoltării până la un nou grup de arbori (front de lucru) de recoltat DBG - Rotirea maşinii şi extinderea braţului pentru poziţionarea capului de procesare pe un arbore de doborât. E – eficiența DBP - Rotirea arborelui doborât în vederea aducerii sale în poziţie orizontală, inclusiv deplasarea sa spre locul de fasonare (spre tasoanele de sortimente/grămezile de crăci) ETD - Execuţia tăieturii de doborâre ETD - Operarea ferăstrăului pentru a se executa tăietura de doborâre a arborelui FA - Fasonarea arborelui prin curăţirea de crăci şi execuţia de secţionări
FV - Fasonarea vârfului FA - Mişcarea arborelui prin dispozitivele de curăţire de crăci, inclusiv secţionarea arborelui în sortimente la locurile dorite FV - Deplasarea şi secţionarea vârfurilor
g – grame GSM – sistem global pentru comunicații mobile GPS – sistem de poziționare globală ha – hectar
h – oră Î - Încărcarea propriu-zisă a remorcii tractorului de tip forwarder
kg – kilograme kW – kilowați
kN – kilonewtoni l – litri LCOM - Lungimea comerciala a pieselor rezultate dintr-un arbore
L3m - Lungimea pieselor de 3 m rezultate
L4m - Lungimea pieselor de 4 m rezultate mm – milimetri MP – megapixeli MB – memorie internă m3 – metru cub m - metru NAR - Număr de arbori recoltați la o deplasare NTP - Număr total de piese rezultate NP3m - Număr total de piese cu lungimea de 3 m rezultate NP4m - Număr total de piese cu lungimea de 4 m rezultate NSP - Număr total de secțiuni aferente uturor pieselor NSV - Numărul total de secțiuni aferente vârfului NPÎ - Număr de piese încărcate NOF – număr de ore de funcționare NEM – numărul de elemente de muncă O1 – primul operatorul
O2 – al doilea operator OF – operator tractor forwarder PF - Poziționarea tractorului de tip forwarder p – valoare critică de testare a semnificației P – parchet PP – platforma parchetului RDP - Repoziţionarea capului de procesare pe arbore executată în vederea recalibrării sistemului de măsurare, inclusiv execuţia unei tăieturi de secţionare suplimentare RA - Suma elementelor de muncă descrise R – coeficient de corelatie simplă TEO1 - tratamentul experimental conturat în jurul datelor preluate pentru operatorul 1 TEO2 - tratamentul experimental conturat în jurul datelor preluate pentru operatorul 2 TEG - tratamentul experimental conturat în jurul datelor preluate pentru operatorul 1
TCG - Consum de timp pentru cursele în gol TAOPP - Consum de timp pentru alte operaţii în PP sau P TP - Consum de timp pentru activităţi productive TÎ – întârzieri
TT - Consum de timp total la locul de muncă TCMR - timpul consumat pentru un ciclu de muncă de recoltare cu maşina de tip harvester, fără întârzieri
9
TDM - timpul consumat pentru deplasarea maşinii la un nou front de lucru pe o fâşie de recoltare TMBA – timpul consumat pentru mișcarea brațului
la arborele
TAA – timpul consumat cu poziționarea capului
procesor pe arbore precum și de apucarea acestuia
TETD – timpul consumat cu operarea ferăstrăului
pentru a se executa tăietura de doborâre
TMA – timpul consumat cu mișcarea arborelui la
locul de fasonare
TCC - timpul consumat pentru curăţirea de crăci a
arborelui
TSP - timpul consumat pentru secţionarea în piese a
arborelui
TSV - timpul consumat cu secționarea vârfului
deasupra unei grămezi de crăci
TRCP – timpul consumat cu recalibrarea sistemului
de măsurare
TCMCF – timpul consumat pentru un ciclu de muncă
de colectare cu tractorul de tip forwarder
TPF – timpul consumat cu poziționarea utilajului
înaintea operației de încărcare
TÎ – timpul consumat în timpul încărcării propriu-
zise
TDT – timpul consumat cu deplasare între tasoane
formate de 3 sau 4 metri
TCP – timpul consumat la cursa în plin
TD&T – timpul consumat la efectuarea operației de descărcare respectiv transbordare în remorca autotrenului tcci - timpul consumat cu curăţirea de crăci pe o porţiune corespunzăoare piesei i TRA - Suma elementelor de timp descrise mai jos TDM - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului DM TDBG - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului DBG TAA - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului AA TETD - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului ETD tsi - timpul consumat cu execuţia tăieturii de secţionare în urma căreia a rezultat piesa tipzi – timp încărcare propriu zisă pentru grupul de piese i tai – timp aranjare piese în remorcă tractorului de tip forwarder după încărcarea propriu-zisă tdpzi – timpul descărcării propriu-zise pentrul numărul de piese i ttpzi – timpul transbordării propriu-zise pentru numărul de piese i TDBP - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului DBP TFA - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului FA TRDP - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului RDP
taic – timp de aranjare piese în stivă după descărcare taic – timp de aranjare piese în remorca autotrenului după descărcare TFV - Timpul consumat cu execuţia tehnică a elementului FV TS – timp necesar pentru setarea unei sesiuni de lucru TE – timp necesar pentru exportul datelor TVGR – tratament statistic general TVR1 – tratament viteza de rulare 1 TVR2 – tratament viteza de rulare 2 TRO – tehnica regresiei prin origine USB – port conectare VR – volumul recoltat VC – volumul colectat VÎ - Volum încărcat α – nivel de încredere
10
INTRODUCERE
Exploatarea lemnului ca proces de producţie se întreprinde în scopul extragerii din
fondul forestier a biomasei lemnoase în vederea livrării acesteia către beneficiari industriali
sau consumatori direcţi.
Complexitatea condiţiilor în care se desfăşoară acest proces de producţie presupune
aplicarea unor tehnici operaționale care, la rândul lor, implică folosirea anumitor
echipamente forestiere. Pe de altă parte, în ultimele decenii s-au conceput şi se utilizează la
scară din ce în ce mai largă echipamente forestiere de tipul maşinilor multifuncţionale de
recoltare, asociate, de regulă, cu tractoare specializate pentru colectarea lemnului sub formă
scurtă – tractoare de tip forwarder.
Gândită sub raportul unor parametri, performanțele unui sistem tehnic utilizat în
exploatarea lemnului depinde în mare măsură de variaţia unor factori procesuali care
aparțin la trei categorii generale: mediul operațional, modul de organizare a muncii și
tehnica de lucru folosită.
Deşi încă mai sunt privite cu o oarecare reţinere în Romania, maşinile
multiuncţionale de recoltare a lemnului alături de tractoarele de tip forwarder au pătruns
treptat şi în țara noastră, actualmente existând peste 30 de astfel de maşini ce operează în
condiţiile forestiere românești.
Tot aici, nu s-au efectuat până în prezent studii care să adreseze măsurarea
performanțelor în cazul utilizării sistemului tehnic harvester – forwarder iar, rezultatele
generate de studii efectuate în alte zone geografice pot să nu fie aplicabile în întregime pentru
condițiile românești.
Prin urmare, chiar și un studiu limitat la analiza eficienţei productive sau a
impactului acestor maşini asupra altor elemente sau subsisteme ale ecosistemelor forestiere
specifice ţării noastre ar reprezenta un important progres.
Realizarea acestei teze de doctorat nu ar fi fost posibilă fără îndrumarea și
încurajarea conducătorului tezei, doamna prof. dr. ing. Valentina Doina Ciobanu, care m-a
susținut pe parcursul celor 3 ani de doctorat. Sunt, de asemenea, recunoscător domnului prof.
dr. Ing. Stelian Alexandru Borz, pentru ajutorul și sprijinul necondiționat acordat pe toată
durata cercetării efectuate în cadrul tezei de doctorat. Aș vrea să mulțumesc, în egală
măsură, și celor care au făcut posibilă desfășurarea programului POSDRU 134.378.
11
CAPITOLUL 1
STADIUL ACTUAL AL CUNOŞTINŢELOR
Scurt istoric privind sistemul harvester-forwader, conceptul nordic în exploatarea lemnului şi metoda sortimentelor definitive la cioată
Maşinile multifuncţionale de recoltare a lemnului au apărut în ultimele decenii în ţările
din nordul Europei, unde introducerea lor a fost favorizată de terenul aşezat, preponderenţa
răşinoaselor, tăieri simplificate şi arbori de dimensiuni, în general, reduse. Ulterior, eficienţa
productivă le-a impus şi în alte ţări europene unde existau condiţii propice pentru folosirea
lor.
Fiind concepute iniţial pentru terenuri aşezate, astfel de maşini au evoluat treptat,
modelele actuale putând să învingă terenuri din ce în ce mai accidentate. De asemena, avântul
industriei energetice bazată pe lemn a condus la apariţia unor dispozitive suplimentare sau
perfecţionate, care, ataşate unor astfel de maşini creează utilaje deosebit de eficiente în
recoltarea arborilor din culturi energetice.
Astfel de maşini sunt asociate, în mod obişnuit, cu tractoare de tip forwarder, care,
sunt specializate pentru deplasarea lemnului prin purtare şi care au fost concepute special
pentru lucrul în tandem cu maşini multifuncţionale de recoltare. Şi aceste utilaje au evoluat
treptat în ultimele decenii, plecând de la o variantă de bază care a fost perfecţionată treptat,
stadiul actual al progresului fiind caracterizat de caracteristici ergonomice de vârf (şi în cazul
maşinilor de recoltare), integrarea tehnologiilor precum calculatoare de bord şi GPS care sunt
utilizate în gestionarea producţiei şi navigaţie, dar şi de motoare de ultimă generaţie aliniate
standardelor de emisii europene şi internaţionale. Inconvenientele majore legate de utilizarea
acestor echipamente sunt legate de investiţiile mari în achiziţia, deţinerea şi folosirea lor, fapt
ce impune frecvent existenţa unui fornt mare de lucru care să amortizeze cheltuielile.
Pe de altă parte, eficienţa productivă asociată acestor maşini este foarte ridicată în
condiţiile dispunerii de un personal operativ cu un nivel ridicat de calificare.
În general, conceptul nordic în exploatarea lemnului este asociat cu utilizarea
sistemului tehnologic ce integrează maşini de tip harvester şi tractoare de tip forwarder, dar şi
cu metoda de exploatare a sortimentelor definitive la cioată (CTL).
Explicat în cuvinte simple, conceptul nordic în exploatarea lemnului presupune
aducerea maşinii la arbore, adică realizarea unui nivel ridicat de fasonare la cioată, prin
aducerea pieselor de lemn, în acest loc de muncă, la forme şi dimensiuni reclamate de
12
utilizarea industrială, ceea ce se se puprapune perfect cu aplicarea metodei sortimentelor
definitive la cioată.
1.1.Sinteza preocupărilor ştiinţifice privind performanțele utilajelor
forestiere de tip harvester şi forwarder în operaţii de recoltare şi
colectare a lemnului
Exploatarea lemnului în România se efectuează, în mod majoritar, prin folosirea
ferăstraielor mecanice în operații de recoltare și a tractorelor echipate cu trolii în operații de
colectare a lemnului (Sbera 2007). Totuși, în ultimii ani s-au introdus în România și se
folosesc, la o scară mai mică, sisteme tehnice performante precum cele ce asociază mașini
multifuncționale de recoltare de tip harvester și tractoare specializate pentru colectarea prin
purtare - forwarder (Sbera 2012).
Dacă în condiţiile forestiere ale unor ţări ce produc şi utilizează pe scară largă astfel de
utilaje, evaluarea performanţelor acestora a constituit şi încă constituie o preocupare majoră în
ştiinţa aplicată, în condițiile forestiere românești, performanțele unor astfel de sisteme tehnice,
concretizabile în avantaje și dezavantaje nu au fost studiate, prin urmare sunt mai puțin
cunoscute, motiv pentru care sunt necesare studii pentru a se pune în evidență factorii locali
operaţionali ce pot să le afecteze performanţele (Hiesl și Benjamin 2014, Borz și Popa 2014).
Multe dintre informațiile privind performanțele acestor utilaje sau modul de
comportare al acestora în relaţie directă cu variaţia anumitor factori operaționali, inclusiv
legitățile existente între variaţia anumitor factori și performanțele asociate, pot fi deduse din
studii realizate până în prezent. Prin urmare, devine necesară revizuirea unor astfel de studii
pentru a se realiza un stadiu actual privind proeocupările ștințifice în cazul unor astfel de
sisteme tehnice forestiere. În acest sens, s-au analizat principalele tematici de cercetare ale
comunității stiințifice de profil pentru a se pune în evidenţă informaţiile disponibile legate de
folosirea utilajelor performante de recoltare și colectare a lemnului de tip harvester şi
forwarder, prin luarea în considerare a unei perioade de publicare a rezultatelor ce a acoperit
ultimii 25 de ani (1990-2014). Acest lucru s-a realizat prin analiza articolelor ştiinţifice
publicate pe tematicile de interes. Cercetările de tip sinteză au și rolul de a identifica probleme
rămase neabordate ca și tendințele noi în evaluarea performanțelor echipamentelor forestiere.
13
1.2.Consumul de timp şi productivitatea muncii pentru utilaje de tip
harvester în operaţii de doborât-curăţat de crăci și secţionat
Între productivitatea muncii ca măsură derivată a perfomanţelor unor utilaje forestiere
și consumul de timp există o relație directă motiv pentru care studiile ce au analizat
performanțele unor utilaje de tip harvester au măsurat și modelat consumul de timp, iar pe
baza producţiei realizate au estimat productivitatea muncii.
În urma unor studii efectuate în arborete de rășinoase, care s-au parcurs cu tăieri pentru
obținerea de produse secundare, s-a constatat faptul mai mulți factori pot afecta
productivitatea maşinilor multifuncţionale de recoltare, dintre care, cei mai relevanți au fost
cei legați de caracteristicile arboretului (Huyler et al. 1999), experiența operatorilor (Dvorak
2008) respectiv de volumul arborelui mediu (Bulley 1999).
Sortimentele ce se pot obține prin utilizarea maşinilor de tip harvester pot fi cele de
lemn de lucru (Tufts 1997) precum şi cele de lemn pentru industria celulozei și pentru
industria energetică (Huyler et al. 1999).
1.3. Consumul de timp şi productivitatea muncii pentru echipamente
de tip forwarder în operaţii de colectare a lemnului
În operațiile de colectare a lemnului cu utilaje de tip forwarder factorii ce influențează
productivitatea sunt cei legați de caracteristicile parchetului precum înclinarea terenului,
distanțele de colectare, portanța solului dar și de caracteristicile pieselor rezultate în urma
recoltării cu utilajele de tip harvester.
Tocmai acești factori au fost investigați de Gulberg (1997) care a elaborat un model
deductiv privind consumurile de timp la încărcarea forwarderului. Dintre elementele de
muncă mari consumatoare de timp se constată faptul că încărcarea sortimentelor de lemn în
remorcă este mare consumatoare de timp (Verani 2001) iar productivitatea muncii pentru o
distanță de circa 1000 metri este de ordinul a 14,5 – 15 m3 × h-1. Influența intensității răriturii
asupra productivității forwarderului a fost investigată de Mederski et al. 2011.
Pentru o intensitate medie ce a crescut de la 57,56 m3 la 75,56 m3/ha a rezultat o
încărcare cu 21% mai bună. În ceea ce privește cantitatea de masă lemnoasă transportată
Holzleitner et al. (2010) a constatat în urma consultării bazei de date a unei firme de
14
exploatare între anii 2004 și 2008 faptul că tractoarele forwarder au avut cea mai mare rată de
utilizare anuală dintre utilajele de colectare a lemnului. Aceasta a însumat 2068 ore.
1.4.Consumul de carburanţi pentru sisteme tehnice de tip harvester-
forwarder în operaţii de extracţie a lemnului
Tipul și dotările tehnice ale unui utilaj de tip forwarder pot să influențeze consumurile
de carburant în operațiile de colectare a lemnului. De asemenea factori importanți sunt și
distanțele de colectare și cantitatea de masă lemnoasă deplasată (Lindroos et al. 2014). De
asemenea s-au investigat avantajele cuplării unei remorci la tractorul forwarder, consecințele
fiind reducerea combustibilului consumat pe m3 deplasat la distanțe de peste 300 metri
(Lindroos et al.2012).
În urma analizei a 27 de forwardere s-a constatat un consum ce a variat între 8,3 și
15,7 l/oră. La distanțe de colectare situate între 360 și 412 metri pentru un metru cub de lemn
de lucru se consumă 0,28 – 0,36 l, iar la distanțe cuprinse între 458 și 514 metri pentru lemnul
de celuloză consumul este de 0,43- 0,66 l (Nordfjell et al. 2003). Athanassiadis et al. (1996)
au condus un studiu privind consumul de carburant raportat la 1000 m3 recoltați și colectați în
urma consultării unei bazei de date ce a conținut mai multe firme de exploatare. Pentru utilaje
de tip forwarder a rezultat un consum de 0,878 l × m3 pe când în cazul harvesterului consumul
a fost de 0,960 l × m3. Pentru condițiile forestiere românești Apăfăian et al. (2014) au raportat
consumuri orare în cazul utilajului harvester de 11,36 și 12,2 litri în cazul arborilor cu
volumul mediu de 0,94m3 respectiv, pe când pentru un metru cub de lemn s-a consumat între
1,78 și 2,02 litrii carburant.
De asemenea volumul arborilor afectează implicit și consumurile de carburant. În
cazul harvesterului Gerasimov et al. (2012) raportează consumurile în funcție de categorii de
volum ale arborelui mediu. Astfel pentru volume mai mici de 0,15 m3 × fir-1 consumurile sunt
de 0,45 – 0,68 l × m-3 pentru pin și 0,57 - 0,91 l x m-3 pentru molid. În cazul volumelor
cuprinse între 0,30 și 0,50 m3 consumurile sunt între 0,32-0,36 l × m-3 pentru pin în timp ce
pentru molid acestea variază între 0,34 și 0,43 l × m-3.
15
1.5.Logistică, resurse şi tehnici avansate în colectarea şi procesarea
datelor în studii ce adresează performanţa sistemelor tehnice utilizate
în operaţii forestiere
În viitorul apropiat, una din problemele majore în managementul operațiilor forestiere
este de a dezvolta unelte matematice cu scopul de a sprijini și coordona decizile (Heinimann
2007). În același timp, ca disciplină, managementul exploatărilor forestiere are drept obiect
analiza, proiectarea, controlul precum și îmbunătățirea continuă a proceselor economice
aferente (Heinimann 2007), iar pentru aceasta sunt necesare modele matematice care să
sprijine decizia. În esență, operațiile desfășurate în exploatări forestiere sunt activități bazate
pe costuri (Oprea și Borz 2007), și necesită resurse substanțiale pentru îndeplinirea lor.
Intrările de timp ce sunt în legătură directă cu variabilele operaționale specifice operațiilor de
exploatare a lemnului precum și timpul necesar pentru colectarea, procesarea și analiza
datelor necesare modelării performanței în astfel de operații constituie unele dintre cele mai
importante resurse în planificarea exploatărilor forestiere. Prin urmare, studiile de timp pot fi
realizate prin utilizarea aparatelor și tehnicilor tradiționale sau moderne. Înregistrările video
au avantajul de a colecta desfășurarea reală a elementelor de lucru, oferind posibilitatea
reanalizării înregistrărilor în vederea eliminării diverselor întârzieri.
Mai mult, prin amplasarea adecvată a dispozitivelor de înregistrare, se pot exclude
eventualele influențe sau întârzieri din timpul muncii operatorului survenite în urma prezenței
cercetătorului (Magagnoti și Spinelli 2012). Pe de altă parte, studiile efectuate tradițional prin
metoda cronometrării cu revenire la zero permit măsurarea directă a timpului consumat pe
elemente de muncă (Björheden et al. 1995). Totuși această metodă are nevoie de timp
adițional în vederea transferului datelor colectate, de obicei, pe hârtie în diverse programe
software ce permit procesarea și analiza datelor.
În mod alternativ, analiza fișierelor video folosind anumite unelte elaborate pentru a
furniza funcționalități similare celor din programe de studii de timp poate fi folosită cu succes
în elaborarea studiilor de timp (Niemisto et al. 2012). În timp ce capabilitățile și
functionalitățile programelor software ce se utilizează în studii de timp din domeniul
industrial sunt destul de cunoscute, aspectele privind timpul necesar pentru procesarea și
analiza datelor în funcție de complexitatea sarcinilor sunt mai puțin întelese, chiar dacă
experiența cu aceste programe software a crescut în ultimul timp și în domeniul forestier.
16
CAPITOLUL 2
SCOPUL ŞI OBIECTIVELE CERCETĂRILOR
2.1.Scopul cercetărilor
În prezent, există o experiență acumulată destul de vastă cu privire la performanțele
sistemului tehnic harvester – forwarder dar, România se află încă la început de drum în privința
utilizării unor echipamente complet mecanizate și de mare randament în operații de exploatare a
lemnului. De asemenea, unele rezultate ștințifiice indică faptul că utilizarea experiențelor și
modelelor acumulate în alte arii geografice pentru o arie geografică dată poate să conducă la
estimări eronate datorită faptului că multe dintre variabile concretizate în tehnologie, condiții
operaționale și organizarea muncii variază în limite largi și pot să indice alte moduri de
organizare sau de abordare practică la utilizarea unor astfel de sisteme tehnice.
În acest context lucrarea de față a avut două scopuri principale. În priml rând s-a dorit
evaluarea performanțelor sistemului tehnic harvester – forwarder în condițiile utilizării acestuia
în regiuni forestiere românești iar, în cel de-al doilea rând s-a dorit evaluarea performanțelor
utilizării unor instrumente, tehnici și proceduri moderne de analiză și procesare a datelor asistate
de calculator. Primul scop corespunde necesităților practice românești unde nu există estimări cu
privire la performanțele acestui sistem iar, cel de-al doilea scop, corespunde nevoilor știntifiice
dat fiind faptul că nu există estimări cu privire la resursele necesare și variația acestora în
conducerea studiilor de timp asistate de calculator.
2.2.Obiectivele cercetărilor
Obiectivele cercetărilor au fost formulate în concordanță cu cele două scopuri urmărite .
Prin urmare pentru primul scop și anume de a evalua performanțele sistemului tehnic harvester –
forwarder în condiții operaționale românești s-au stabilit următoarele obiective:
(i) Evaluarea consumului de timp la nivel de elemente de muncă și ciclu de muncă
pentru mașina de tip harvester și tractorul de tip forwarder, inclusiv elaborarea
de statistici descriptive în acest sens;
17
(ii) Modelarea consumului de timp în funcție de variația unor factori operaționali la
un nivel de încredere prestabilit pentru mașina de tip harvester și tractorul de tip
forwarder;
(iii) Estimarea unor parametrii ai performanței productive cum ar fi productivitatea și
eficiența muncii pentru sistemul harvester forwarder, cu punerea în evidență a
efectului eventualelor diferențe operaționale în variația parametrilor estimați;
(iv) Estimarea performanțelor energetice ale sistemului harvester – forwarder în
condiții operaționale românești din punct de vedere a consumurilor de
carburanți;
În conformitate cu cel de-al doilea scop s-au stabilit următoarele obiective:
(i) De a examina și modela consumul de timp aferent a două viteze de rulare-
vizionare a fișierelor media ca și pentru un set general de date în funcție de
variabile ce descriu complexitatea sarcinilor de analiză și procesare a datelor în
studii de timp asistate de calculator;
(ii) De a dezvolta statisticile descriptive necesare în diferențierea între tratamentele
menționate anterior;
(iii) De a estima măsurile performațelor specifice condițiilor descrise în analiza și
procesarea datelor asistată de calculator.
Deși limitate din punct de vedere al variabilității operaționale rezultatele cercetărilor de
față oferă bazele necesare pentru estimări și extrapolări conturate în jurul celor două scopuri
formulate.
18
CAPITOLUL 3
MATERIALE ŞI METODE
3.1.Organizarea studiului privind performanţele productive ale sistemului tehnic harvester-forwarder
3.1.1.Evaluarea şi modelarea consumului de timp la operaţii de
recoltare cu maşini de tip harvester şi colectare cu tractoare forwarder.
Estimarea indicatorilor performanţei
3.1.1.1.Obiectivele studiului şi ipoteze de testat
Deşi în prezent există numeroase studii care indică performanţele productive ale
sistemelor de tip harvester-forwarder, după cum s-a arătat în capitolul de materiale şi metode,
încă există preocupări cu privire la aplicabilitatea modelelor şi estimărilor generate în anumite
condiţii pentru condiţii particulare date. În acest context, este deosebit de importantă conducerea
unor studii şi generarea unor rezultate care să fie specifice unor arii geografice date, după cum
anumiţi parametri pot să difere semnificativ între diferite locaţii de studiu. În condiţiile româneşti
studiile care să raporteze performanţele productive ale sistemului tehnic harvester-forwarder
lipsesc cu desăvârşire. Prin urmare, scopul studiilor ce se prezină în cele ce urmează a fost acela
de a evalua performanţele productive ale utilajelor menţionate, iar drept obiective generale s-au
fixat următoarele:
(i) Elaborarea unor statistici descriptive privind variabilele de interes, utile în
caracterizarea interacţiunilor dintre variabilele dependente şi cele independente;
(ii) Conducerea studiului şi obţinerea de date la un nivel de detaliu cât mai ridicat
astfel încât să se poată modela într-o măsură cât mai mare dinamica proceselor în
raport cu caracteristicile pur mecanice ale acestora;
(iii) Estimarea unor indicatori ai performanţei productive specifici sistemului tehnic
analizat pentru condiţiile operaţionale în care acesta s-a supus studiului;
(iv) Compararea rezultatelor obţinute cu cele specifice raportate în alte regiuni
forestiere.
19
Unele dintre aceste obiective au presupus testarea unor ipoteze de natură statistică cu
privire la semnificaţia anumitor parametri (variabile) în explicarea consumului de timp şi a
productivităţii muncii.
Ipotezele în cauză se vor descrie în capitolul de rezultate unde se prezintă şi rezultatele
unor teste statistice care s-au utilizat la validarea/invalidarea ipotezelor în cauză. În esenţă
studiile ce s-au întreprins în scopul evaluării performanţelor sistemului tehnic ce s-a analizat au
fost observaţionale iar rezultatele lor pot fi privite ca fiind indicative. Totuşi, dat fiind faptul că
în condiţiile româneşti nu există astfel de studii, rezultatele obţinute pot fi caracterizate, într-o
oarecare măsură, ca fiind concluzive.
3.1.1.2.Alegerea şi pregătirea locaţiei studiului în teren
Pentru evaluarea performanţelor productive ale sistemului tehnic harvester-forwarder, s-a
ales drept locaţie a studiului o zonă forestieră localizată în Podişul Moldovei, pe raza comunei
Cristeşti (47°16'17”N 26°35'03”E), unde s-au identificat două parchete constituite din molid
(Picea abies Lam.) plantat în afara arealului natural (Figura 1). Pentru colectarea datelor
necesare s-a întreprins un studiu de teren în anul 2014, ocazie cu care s-au colectat date pentru o
maşină de tip harvester şi un tractor de tip forwarder.
Figura 1. Locaţia studiului pentru sistemul tehnic analizat Study area
20
O descriere detaliată a condiţiilor de teren şi de arboret pentru zona luată în sudiu se
prezintă în Tabelul 1.
Tabelul 1. Descrierea condiţiilor staţionale şi de vegetaţie în parchetele luate în studiu Description of site and vegetation conditions in the studied felling blocks
Caracteristica Unitatea de măsură Valoarea Caracteristici staţionale Altitudinea m 307 Suprafaţa parchetelor ha 22 Înclinarea medie a terenului % ≈10 Tipul de sol - Luvisol Caracteristici de vegetaţie Compoziţia arboretului - 10Mo Desimea arboretului arbori×ha-1 620 Înălţimea medie m 18,5 Diametrul mediu cm 23 Elagaj % 0,6 Volumul arborelui mediu m3×fir-1 0,364 Alte caracteristici Distanţa medie de colectare m ≈500 Tipul tăierii - Rasă Metoda de exploatare - Sortimente definitive Sistem tehnic utilizat - Harvester-forwarder
Alegerea locaţiei de studiu precizate anterior s-a realizat datorită mai multor aspecte care
la data alegerii au avut potenţialul de a genera rezultate caracterizate de elemente de noutate.
Dintre aceste aspecte se menţionează conducerea studiului în condiţiile unui arboret afectat de
uscare în masă, condiţii care, după cunoştinţele proprii nu s-au mai abordat până în prezent. Activităţile de pregătire a locaţiei studiului au constat din următoarele:
Ridicarea în plan prin măsurători topografice realizate cu colectori de date GPS a
limitelor parchetelor luate în studiu;
Evaluarea elagajului natural al arborilor supuşi exploatării;
Efectuarea de măsurători pentru stabilirea înclinării medii a terenului;
Efectuarea de măsurători pentru stabilirea distanţelor dintre două trasee succesive de
recoltare şi colectare (la momentul culegerii datelor operaţiile de exploatare erau
demarate);
Culegerea unor date suplimentare privind caracteristicile staţionale şi de vegetaţie
pentru zona aleasă pentru studiu.
21
3.1.1.3.Studiul de teren. Organizarea muncii, descrierea utilajelor şi
aparatură utilizată la culegerea datelor
Aspecte generale privind culegerea datelor
Datele de teren au fost colectate în vara-toamna anului 2014, perioadă în care s-au
executat lucrările de exploatare a lemnului în zona luată în studiu. În perioada menţionată,
caracterizată de condiţii meteorologice prielnice execuţiei operaţiilor de extracţie a lemnului s-au
efectuat măsurătorile necesare asupra celor două maşini ce au operat în tandem, ca şi
măsurătorile necesare asupra anumitor elemente ce au fost gândite sub forma unor variabile
operaţionale. Astfel, s-au analizat intrările sub formă de masă lemnoasă, timp şi carburanţi,
variabile operaţionale sub diferite forme (se vor preciza în subcapitolele următoare) ca şi anumiţi
parametri derivaţi, calculaţi pe baza informaţiilor culese, în faza de birou.
Pentru creşterea eficienţei la culegerea datelor de teren s-a recurs la acele proceduri,
tehnici şi instrumente capabile să asigure într-o proporţie cât mai mare automatizarea activităţilor
de colectare a datelor de teren, acurateţea ridicată a acestora şi intervenţii cât mai limitate sau
chiar excluse în modul specific de organizare a muncii.
Organizarea muncii
Antemergător culegerii datelor de teren, s-au condus observaţii de durată scurtă pentru a
se evalua modul în care a fost organizată munca iar, odată cu trecerea la culegerea efectivă a
datelor, operatorii maşinilor au fost informaţi cu privire la scopul studiului şi au fost rugaţi să îşi
desfăşoare activitatea în mod obişnuit.
În principiu, modul de organizare a muncii a fost cel tipic utilizării unor maşini de tip
harvester şi forwarder în tăieri accidentale cu, caracter de taiere rasă în arborete de răşinoase.
Prin urmare, în modul specific de desfăşurare al operaţiilor s-au identificat cicluri de
muncă, care, din considerete teoretice şi practice au fost divizate în elemente de muncă specifice.
Descrierea elementelor de muncă observate în cazul utilajului de tip harvester este inclusă în
Tabelul 2. Se precizează aici faptul că, toate elementele de muncă separate în cazul acestei
maşini s-au diferenţiat în etapa de birou, după analiza unor fişiere media culese din teren.
22
Tabelul 2. Structura unui ciclu de muncă în cazul maşinii de tip harvester Work cycle structure in the case of harvester
Denumirea elementului de muncă
Abrevierea elementului de muncă
Descrierea elementului de muncă
Deplasarea maşinii în gol până la un nou front de lucru
DA Deplasarea maşinii de la ultimul loc de staţionare sau de la locul de parcare pe o fâşie de recoltare, prin avans frontal, până la ajungerea într-o poziţie în care arborii pe picior au devenit accesibili razei de acţiune a braţului pe care se află montat capul procesor.
Deplasarea braţului maşinii în gol la arborele de recoltat
DBG Rotirea maşinii şi extinderea braţului pentru poziţionarea capului de procesare pe un arbore de doborât. Element de muncă repetat pentru aproape fiecare arbore recoltat.
Apucarea arborelui de recoltat
AA Poziţionarea capului procesor pe arbore şi apucarea arborelui în acesta. Element de muncă repetat pentru aproape fiecare arbore recoltat.
Execuţia tăieturii de doborâre
ETD Operarea ferăstrăului pentru a se executa tăietura de doborâre a arborelui. Element de muncă repetat pentru aproape fiecare arbore recoltat, cu unele excepţii când arbori existenţi la sol au fost fasonaţi direct.
Deplasarea braţului maşinii în plin (cu arborele) la locul de fasonare
DBP Rotirea arborelui doborât în vederea aducerii sale în poziţie orizontală, inclusiv deplasarea sa spre locul de fasonare (spre tasoanele de sortimente/grămezile de crăci). Element de muncă executat cu ocazia fiecărui arbore fasonat.
Fasonarea arborelui prin curăţirea de crăci şi execuţia de secţionări
FA Mişcarea arborelui prin dispozitivele de curăţire de crăci, inclusiv secţionarea arborelui în sortimente la locurile dorite.
Recalibrarea dispozitivelor de procesare (capului procesor) pe arborele supus fasonării
RDP Repoziţionarea capului de procesare pe arbore executată în vederea recalibrării sistemului de măsurare, inclusiv execuţia unei tăieturi de secţionare suplimentare. Element de muncă repetat pentru un număr mic de arbori fasonaţi.
Fasonarea vârfului FV Deplasarea şi secţionarea vârfurilor rezultate deasupra unei grămezi de crăci. Element de muncă repetat pentru aproape fiecare arbore fasnat.
Ciclu de muncă la recolarea cu maşina de tip harvester
CMR Reprezintă suma elementelor de muncă descrise anterior.
În cazul tractorului de tip forwarder, succesiunea de elemente de muncă observate în
teren este descrisă în ordinea logică de apariţie în Tabelul 3.
Tabelul 3. Structura unui ciclu de muncă în cazul tractorului forwarder Work cycle structure in the case of forwarder
Denumirea elementului de muncă
Abrevierea elementului de muncă
Descrierea elementului de muncă
Cursa în gol CG Deplasarea utilajului de la platforma primară până la primul tason de piese ce s-a vizat a fi încărcat.
Poziționarea tractorului de tip forwarder
PF Poziținarea utilajului de tip forwarder înaintea operației de încarcare.
Încărcarea propriu-zisă a remorcii tractorului de tip forwarder
Î Reprezintă încărcarea propiu-zisă a pieselor de 3 și 4 metrii în remorca utilajului.
Deplasarea utilajului între tasoane
DT Deplasarea tractorului de tip forwarder între tasoanele ce urmează să fie încărcate.
Cursa în plin CP Deplasarea utilajului de la ultimul tason până la platforma primară a parchetului.
Descărcarea sau transbordarea pieselor colectate
D&T Descărcarea propriu-zisă în stive s-au transbordarea în remorca autotrenului.
Ciclu de muncă la colectarea cu tractorul de tip forwarder
CMCF Reprezintă suma elementelor de muncă descrise anterior.
23
În conformitate cu descrierea modului de organizare a muncii prezentată în Tabelul 2 și
Tabelul 3, s-au definit structurile privind consumurile de timp pe elemente de muncă şi la
nivel de cicluri de muncă pentru cele două utilaje studiate. Aceste structuri se prezintă în Relaţia
1 pentru maşina de tip harvester, respectiv în Relaţia 2 pentru tractorul de tip forwarder.
TCMR = TDM + TMBA + TAA + TETD + TMA + TCC + TSP + TSV + TRCP
(3.1)
în care:
TCMR - timpul consumat pentru un ciclu de muncă de recoltare cu maşina de tip harvester,
fără întârzieri;
TDM - timpul consumat pentru deplasarea maşinii la un nou front de lucru pe o fâşie de
recoltare;
TMBA – timpul consumat pentru mișcarea brațului la arborele; TAA – timpul consumat cu poziționarea capului procesor pe arbore precum și de apucarea
acestuia;
TETD – timpul consumat cu operarea ferăstrăului pentru a se executa tăietura de doborâre;
TMA – timpul consumat cu mișcarea arborelui la locul de fasonare;
TCC - timpul consumat pentru curăţirea de crăci a arborelui, structurat, la rândul său în
conformitate cu cele prevăzute în Relaţia 3;
TSP - timpul consumat pentru secţionarea în piese a arborelui, structurat, la rândul său în
conformitate cu cele prevăzute în Relaţia 4;
TSV - timpul consumat cu secționarea vârfului deasupra unei grămezi de crăci;
TRCP – timpul consumat cu recalibrarea sistemului de măsurare;
TCMCF = TCG + TPF + TÎ + TDT + TCP + TD&T + TRCP
(3.2)
în care:
TCMCF – timpul consumat pentru un ciclu de muncă de colectare cu tractorul de tip
forwarder, fără intârzieri;
TPF – timpul consumat cu poziționarea utilajului înaintea operației de încărcare;
TÎ – timpul consumat în timpul încărcării propriu-zise;
TDT – timpul consumat cu deplasare între tasoane formate de 3 sau 4 metri;
TCP – timpul consumat la cursa în plin;
24
TD&T – timpul consumat la efectuarea operației de descărcare respectiv transbordare în
remorca autotrenului;
TCC = ∑ tcci (3.3)
în care:
tcci - timpul consumat cu curăţirea de crăci pe o porţiune corespunzăoare piesei i;
i = 1...n, unde n = numărul de piese rezultate dintr-un arbore.
TSP = ∑ tsi (3.4)
în care:
tsi - timpul consumat cu execuţia tăieturii de secţionare în urma căreia a rezultat piesa i;
i = 1...n, unde n = numărul de piese rezultate dintr-un arbore.
TÎ = ∑ tipzi + tai (3.5)
în care:
tipzi – timp încărcare propriu zisă pentru grupul de piese i.
tai – timp aranjare piese în remorcă tractorului de tip forwarder după încărcarea propriu-
zisă.
TD&T = ∑ tdpzi + ttpzi + tais + taic (3.6)
în care:
tdpzi – timpul descărcării propriu-zise pentrul numărul de piese i.
ttpzi – timpul transbordării propriu-zise pentru numărul de piese i.
taic – timp de aranjare piese în stivă după descărcare.
taic – timp de aranjare piese în remorca autotrenului după descărcare.
Pe durata efectuării observaţiilor, maşina de tip harvester a fost operată de către doi
muncitori (O1 şi O2), primul operator fiind experimentat, iar cel de-al doilea neexperimentat. Pe
aceeaşi perioadă, tractorul de tip forwarder a fost deservit de un singur muncitor (OF), având o
experienţă în muncă similară cu cea a primului operator de pe utilajul harvester.
Caracteristic modului de organizare a muncii în zona studiată a fost faptul că schimbul de
lucru nu a avut o durată egală de la o zi la alta, durata acestuia fiind influenţată în mare măsură
25
de disponibilitatea de muncă a operatorului. În principal, maşina de tip harvester a avansat pe
benzi (fronturi) de lucru cu o lăţime egală cu de două ori raza de acţiune a braţului echipat cu
dispozitivul de procesare, în care a recurs la doborârea şi fasonarea diferenţiată, inclusiv sortarea,
a două tipuri de sortimente dimensionale, cu lungimi de 3 metri (lemn de lucru) şi 4 metri (lemn
de celuloză), piesele de lemn fiind eliberate în tasoane diferite în funcţie de lungimea specifică.
Vârfurile şi crăcile s-au eliberat în martoane (Figura 3), primele fiind supuse unor fasonări
suplimentare ce au constat din secţionare pentru a se putea utiliza ulterior în scopul propus.
Figura 2. Modul specific de realizare a operaţiilor de recoltare şi colectare a lemnului în zona studiată The use of harvester-forwarder system in the studied area Legenda: (1) - maşină de tip harvester la doborât – fasonat; (2) - tractor de tip forwarder la colectare; (3) - martoane de crăci şi vârfuri; (4) - benzi recoltate. Legend: (1) - harvester; (2) - forwarder; (3) – branch piles; (4) – harvesting strips.
Arborii supuşi extracţiei au fost doborâţi şi fasonaţi cu un utilaj Valmet 911.4 (Figura 4),
echipat cu un dispozitiv de procesare de construcţie 360.2 montat pe un braţ hidraulic, iar
26
sortimentele definitive obţinute au fost colectate cu un tractor forwarder de tip Komatsu 840.4
(Figura 5). Descrierea tehnică a utilajelor luate în studiu se prezintă detaliat în Tabelul 4.
Figura 3. Maşina multifunctională de recoltare a lemnului luată în studiu - Valmet 911.4 The studied Valmet 911.4 harvester
Figura 4. Tractorul forwarder luat în studiu - Komatsu 840.4 The studied Komatsu 840.4 forwarder
27
Tabelul 4. Descrierea tehnică a utilajelor luate în studiu Technical description of the studied forest equipment
Marca şi tipul constructiv
Caracteristica Unitatea de măsură Valoarea
Valmet 911.4 (harvester)
Masa totală Kg 17900 Puterea motorului kW 170 Capacitaea cilindrică cm2 7400 Lungimea utilajului mm 7330 Lățime mm 2960 Tipul brațului hidraulic - CRH18 Distanța de lucru a brațului mm 1000 Capacitatea rezervorului l 370 Capacitatea rezervorului de ulei l 200 Anvelopă față - 700/55-34 Anvelopă spate - 710/45-26,5 Capacitate de ridicare kN 162 Tipul capului de acționare - 360.2 Lungimea de tăiere mm 630 Diametrul de secționare mm 530 Viteza lanțului m/s 40
Komatsu 840.4 (forwarder)
Greutate totală Kg 15.600 Puterea motorului kW 130 Capacitatea cilindrică l 6600 Lungimea utilajului mm 9570 Lățime utilajului mm 2930 Tipul brațului - CRF 8.1 Distanța de lucru a brațului m 7,8 Capacitatea rezervorului l 160 Capacitatea rezervorului de ulei l 100 Anvelopă față/spate - 710/55x26,5 Capacitatea de ridicare kNm 106,1 Capacitatea de transport Kg 12000 Viteza maxima de rulare Km/h 23
Aparatura, procedurile şi tehnicile de culegere a datelor au fost adaptate la tipul de utilaj
supus observaţiilor. În cazul maşinii de tip harvester, colectarea datelor privind consumul de
timp s-a realizat prin utilizarea unei camere video marca Traveler DC-12 care s-a poziţionat în
interiorul cabinei utilajului şi s-a fixat într-o poziţie convenabilă care să permită urmărirea fără
interferenţe a operaţiilor executate.
Pentru culegerea datelor privind consumul de timp la operaţiile de colectare realizate de
către tractorul de tip forwarder, s-a utilizat un calculator portabil de construcţie ALGIZ 7 echipat
cu un sistem de operare Windows în care se pot instala diferite programe software în funcție de
activităţile ce se doresc a fi efectuate în teren cu ajutorul acestuia.
Pe lângă capabilităţile specifice, acesta este dotat cu baterii caracterizate de o durată
lungă de viaţă, aspect ce permite utilizarea sa pe durata unei zile întregi.
Pentru a răspunde scopurilor studiului de faţă, calculatorul portabil utilizat a fost prevăzut
cu programul software TimeStudySoftware versiunea v. 1.
28
Valorile anumitor variabile operaţionale au fost măsurate la un nivel mai mult sau mai
puţin detaliat prin utilizarea mai multor instrumente. Pentru determinarea declivităţii terenului pe
anumite trasee, ca şi a unor distanţe, cum ar fi distanţele dintre martoane pentru a se determina
lăţimea medie a frontului de lucru, s-a utilizat un telemetru laser de construcţie Nikon Forestry
Pro.
Pentru ridicarea în plan a limitelor parchetelor luate în studiu s-a utilizat un receptor GPS,
de construcţie Garmin 62stc.
După colectarea datelor de natură topografică, acelaşi receptor GPS a fost montat pe
tractorul forwarder pentru a colecta date cu privire la traseele şi distanţele pe care le-a parcurs
tractorul în cauză.
În vederea producerii de estimaţii cu privire la productivitatea utilajelor luate în studiu s-a
recurs la măsurarea unor variabile suplimentare prin implementarea unor proceduri de lucru
specifice, realizate cu anumite instrumente. Astfel, pentru determinarea volumelor medii ale
pieselor cu lungimi de 3 şi 4 metri, s-au măsurat diametrele acestora la capetele gros respectiv
subţire, prin utilizarea unei clupe foresteire de dimensiuni mici. Aceste proceduri de măsurare au
fost aplicate pentru un număr de 220 piese de 3 metri şi pentru un număr de 212 piese de 4 metri,
toate alese aleator. Datele în cauză au fost completate cu datele oferite de societatea comercială
care a achiziţionat lemnul în vederea procesării, prin procurarea unor date cu privire la numărul
şi volumul total pentru un număr de 4254 de piese de lemn. În urma efectuării acestor operații a
rezultat un volum mediu de 0,098 m3 pentru piesele având lungimea de 3 m respectiv de 0,044
m3 pentru piesele având lungimea de 4 m.
Pentru o mai bună stabilire a factorilor ce ce ar fi putut influenţa consumul de timp, prin
urmare şi productivitatea muncii la operaţiile de recoltare realizate cu maşina de tip harvester, în
cadrul studiilor pe teren s-au măsurat și diametrele crăcilor la nivelul inserţiei acestora pe trunchi
- la capătul gros - pentru un număr de 291 de piese alese aleator, obținându-se un diametru
mediu de 2,7 cm. În acest scop, măsurătorile s-a efectuat cu ajutorul şublerului.
3.1.1.4. Proceduri specifice colectării datelor privind consumul de timp la operaţii de recoltare efectuate de maşina de tip harvester
Pentru colectarea datelor privind consumul de timp implicat de operaţiile de recoltare
executate cu maşina de tip harvester s-a folosit camera video, în care s-au stocat pe un card de
memorie fişierele media culese din teren constând din fotografii executate la începutul şi sfârşitul
zile de lucru asupra ecranului calculatorului de bord, respectiv fişierele video colectate prin
înregistrare continuă, repetată la intervale de o oră. Camera în cauză a fost setată astfel încât să
29
preia fişiere video cu durate de câte o oră iar, la finalul fiecărei ore de înregistrare, operatorul
maşinii harvester a repornit camera. Fişierelor stocate pe cardul de memorie li s-a atribuit în mod
automat un cod de identificare constând dintr-un număr de identificare ataşat la o denumire
prescurtată (e.g. Clip001.avi). La sfârșitul fiecărei zile de lucru, toate fisierele înregistrate au fost
transferate într-un calculator portabil disponibil la locul de colectare a datelor. Fişierele în cauză
au constituit sursa primară de date cu privire la consumurile de timp ca şi cu privire la colectarea
valorilor unor variabile independente. Un exemplu de captură video se prezintă în Figura 12. Figura 5. Exemplu de captură video realizată de camera montată în interiorul cabinei maşinii harvester Example of video capture taken by the cab video camera
3.1.1.5. Proceduri specifice colectării datelor privind consumul de timp la operaţii de colectare efectuate de tractorul de tip forwarder
Pentru colectarea datelor aferente studiului de timp în cazul tractorului de tip forwarder,
s-au folosit capabilităţile programului software Time Study Software v.1 instalat pe calculatorul
portabil Algiz 7 în care s-au stocat datele precum și o cameră digitală.
În principiu, pentru alinierea capabilităţilor programului software cu necesităţile concrete
ale studiului condus, s-au parcurs mai multe etape. Astfel, după observarea modului de
organizare a muncii, după cum acesta este prezentat în paragraful 3.1.1.3, s-a recurs la
parcurgerea unor paşi ce au vizat setarea elementelor necesare pentru colectarea consumului de
30
timp. În acest sens, pentru definirea tuturor elementelor de muncă necesare (Figura 13) s-au
parcurs următorii paşi:
Definirea unor caracteristici generale ale studiului ce s-a realizat;
Definirea elementelor de muncă prin intermediul interfeţei grafice a programului, în
ordinea firească în care acestea se succed într-un ciclu de muncă;
Salvarea fişierului nou creat.
Ulterior s-a trecut la colectarea efectivă a datelor provind consumul de timp, prin
utilizarea butoanelor interactive create anterior, prin urmarea unei secvenţe precis delimitate de
interacţiune cu interfaţa programului, după cum urmează:
Apăsarea butonului Start, acţiune ce declanşează pornirea cronometrului intern;
Apăsarea butonului specific (corespunzător) elementului de muncă ce se urmăreşte;
Apăsarea butonului de comutare – Next Step - către un element următor ce se observă
în ordinea firească;
Introducerea unor comentarii acolo unde acest aspect devinde necesar (butonul
Reference);
Apăsarea butonului New Cycle, după terminarea elementelor din ciclul de muncă care
s-a studiat, moment în care se trece la preluarea unor noi date, pentru un ciclu de
muncă succesiv;
Acţionarea butonului Stop la finalizarea studiului, moment în care toate datele
preluate sunt salvate într-un fişier cu extensia .dat într-o locaţie precizată de utilizator
la începutul studiului, ca şi într-un fişier cu extensia .xml pentru posibilitatea
prelucrării ulterioare în MS Excel.
31
Figura 6. Mod de organizare a paginii de colectare a datelor pentru consumul de timp în cazul tractorului
forwarder în programul software TimeStudySoftware v.1
Organization of data collection interface within TimberStudySoftware v.1
Pentru colectarea unor informaţii suplimentare, cum ar fi cele legate de distanţele
parcurse de tractorul forwarder, la începerea efectuării observaţiilor zilnice, s-a recurs la
amplasarea receptorului GPS în cabina utilajului. Antemergător începerii activităţii zilnice,
receptorul a fost calibrat pentru a se obţine date cu o acurateţe cât mai ridicată, şi s-a setat pentru
culegerea de puncte pe traseele parcurse la un interval de cinci secunde, cu înregistrarea
automată a locaţiilor respective în memoria internă. Datele culese în fiecare zi de observaţie în
acest mod, s-au descărcat într-un calculator personal prin utilizarea funcţionalităţilor de
conexiune ale aparatului. Aici, datele stocate sub formă de fişiere cu extensia .GPX au fost
redenumite convenabil pentru a putea fi prelucrate ulterior în faza de birou.
3.1.1.6.Procesarea datelor
Procesarea datelor colectate în cazul maşinii de tip harvester Descrierea programului software Avix şi a funcţionalităţii acestuia
Avix v. 4.6.1. este un program software dezvoltat pentru studiul şi optimizarea proceselor
industriale, studiu ce poate fi condus inclusiv sub forma unor studiu de timp. Programul în cauză
a fost dezvoltat de firma Solme AB (Suedia), prin a cărei amabilitate s-a obţinut şi o licență de
utilizare pentru o perioadă de 30 de zile. Programul software în cauză nu a mai fost utilizat până
în prezent în conducerea studiilor de timp pentru domeniul forestier, în esenţă acesta fiind
conceput pentru utilizarea în alte industrii, cum sunt cele ce presupun utilizarea unor linii de
ansamblare manuală. Marele avantaj al acestui program rezidă în faptul că poate fi utilizat la
procesarea şi analiza datelor culese sub forma unor înregistrări video sub formă de fişiere media
digitale, la precizii foarte ridicate ce sunt oferite de funcţionalităţile de delimitare foarte precisă a
diferitelor elemente de muncă. Prin funcţionalităţile specifice, programul are capabilităţi în
separarea automată a unor segmente de fişiere video pentru care calculează, de asemenea,
automat, duratele în cauză, eliminând în acest fel, eventualele probleme de precizie ce ar putea
rezulta ca urmare a conducerii unui studiu prin utilizarea metodelor mai clasice de determinare a
consumurilor de timp prin efectuarea de diferenţe pe baza înregistrărilor video. Din acest punct
de vedere, modul de determinare a consumurilor de timp pe elemente de muncă este similar
oricărui program de acest tip, cu deosebirea că, acesta poate prelucra fişiere video. După
cunoştintele proprii, în prezent mai există doar un singur program de acest tip. Datorită faptului
32
că este conceput în special pentru a fi folosit în fabrici, programul dispune şi de alte numeroase
funcții de optimizare, calcul tabelar şi reprezentare grafică, care pot fi utile în diferite tipuri de
studii.
Cu ajutorul programului software Avix s-au prelucrat 28 de ore de înregistrare video care
s-au cules pentru operaţiile realizate de doi operatori, dintre care 20 de ore de înregistrare s-au
cules în cazul primului operator (O1) iar 8 ore s-au cules în cazul celui de-al doilea operator
(O2). În urma procesării fişierelor media s-a constatat faptul că în urma operaţiilor s-a recoltat un
număr de 1195 de arbori. Înregistrările media au fost prelucrate prin două viteze de vizionare.
Prima treime din umărul de arbori analizați au fost procesați cu jumătate din viteza reală pe când
restul au fost analizați la viteza reală.
Descrierea procedurilor utilizate la întocmirea bazei de date rezultate
după exportul datelor din programul software Avix Toate fișierele exportate de către programul software Avix Method v.4.6.1 în format MS
Excel s-au prelucrat ulterior pentru a le aduce în forma finală. Elementele de lucru specifice
fiecărui ciclu de muncă analizat au fost exportate automat de către programul software într-o
dispunere verticală (într-o coloană) iar, pentru analiza statistică a datelor corespunzătoare
fiecărui ciclu, acestea au trebuit să fie tranpuse pe orizontală (pe rânduri). Acest lucru s-a realizat
prin folosirea unui cod V.B.A. (Visual Basic for Applications) dar și prin prelucrarea manuală a
datelor acolo unde acest lucru a mai fost necesar.
După elaborarea bazei de date în forma finală, s-a trecut la eliminarea grupului de arbori
aferent începutului și sfârșitului fiecărui fișier media analizat. Acest lucru a fost necesar pentru a
se elimina anumite inconsistenţe ale datelor ce s-au datorat neconoaşteri numărului exact de
arbori recoltaţi într-un ciclu de muncă, după cum fişierele video în cauză nu au surprins adecvat,
în toate cazurile, acest fapt.
Procesarea datelor colectate în cazul tractorului de tip forwarder Datele procesate în cazul tractorului de tip forwarder au fost cele colectate cu ajutorul
computerului Algiz 7, ca și cele preluate cu colectorul de date GPS.
Toate datele preluate din teren prin intermediul programului software TimeStudySoftware
v.1 instalat pe computerul menţionat, au fost exportate în fișiere cu extensia .xml care au fost
transferate pe un calcuator unde, ulterior, au fost procesate cu ajutorul programului MS Excel.
S-a trecut de la forma brută a datelor care cuprindea 12 fișiere Excel conţinând 10.337
linii la forma lor finală, organizată în foi de calcul, prin transpunere manuală pe orizontală.
Astfel, pentru fiecare zi de muncă s-a trecut la separarea datelor cu privire la fiecare cursă
33
efectuată de către tractorul de tip forwarder, date ce au fost trecute fiecare, în câte o nouă foaie
de calcul Excel (la nivel de cursă).
La final, au rezultat 125 de foi de calcul aferente celor 125 de curse efectuate de către
tractorul de tip forwarder precum și un număr total de 20.241 de piese având lungimi de 3 și 4
metri.
Datele colectate cu ajutorul aparatului GPS Garmin au fost analizate, la rândul lor, cu
ajutorul programului software Global Mapper 12 (Figura 15). Astfel, în teren, la sfârșitul
fiecărei zile, s-a trecut la salvarea datelor aferente curselor efectuate, în ziua respectivă, în
receptorul GPS. La sfârșitul efectuării studiului de teren, toate fișierele colectate au fost
descărcate într-un calculator.
Acestea au fost analizate în programul software Global Mapper 12 prin măsurarea
efectivă a distanţei aferente fiecărei curse efectuate. În cazul în care, din anumite motive,
semnalul GPS a fost pierdut de către receptorul Garmin pe o anumită distanță, cursa respectivă
nu a mai fost luată în considerare.
În urma aplicării acestor proceduri de procesare a datelor GPS, a fost necesară excluderea
unui număr de 65 curse, respectiv s-au păstrat 61 de curse pentru efectuarea analizei statistice a
datelor. Totuşi, merită a se menţiona aici faptul că, această procedură de excludere s-a aplicat
doar în cazul elaborării modelelor estimative privind consumul de timp în funcţie de distanţa de
colectare şi că restul datelor nu au fost afectate de modul de procesare prezentatat aici. Prin
urmare, toate celelalte aspecte legate de analiza performanţelor productive în cazul tractorului de
tip forwarder au utilizat integral datele culese din teren.
3.1.1.7.Analiza statistică a datelor
Programe software utilizate În prezent există o sumedenie de programe software care pot fi utilizate pentru analiza
statistică a datelor în general, şi cea specifică studiilor ce vizează evaluarea performanţelor
sistemelor tehnice în operaţii forestiere în particular. Dintre acestea, programul MS Excel este de
o utilitate deosebită deoarece acesta are capabilităţile necesare pentru calcularea statisticilor
necesare şi modelare, oferind în acelaşi timp şi capabilităţile necesare pentru modelarea datelor
(Borz 2014).
Pe de altă parte, acest program nu este atât de avansat precum cele concepute în mod
specific pentru analiză statistică, cum ar fi Statistica iar realizarea unor teste statistice nu este
inclusă în funcţionalităţile de bază. Totuşi, în majoritatea cazurilor în care două funcţionalităţi se
suprapun în programul MS Excel şi alte programe de analiză statistică, rezultatele generate în
ambele cazuri sunt identice (a se vedea de exemplu Eisenhauer 2003).
34
Motivele expuse mai sus, ca şi disponibilitatea diferitelor programe au stat la baza
alegerii în cercetările de faţă a programului MS Excel versiunea 2007, respectiv Statistica 8.0,
pentru a fi utilizate în analizele statistice. Primul a fost utilizat în marea majoritate a cazurilor
pentru a se dezvolta statisticile descriptive, a se analiza multicoliniaritatea şi a se modela datele
ca şi pentru a se executa diverse prelucrări prin calcule şi a se realiza diferitele părţi grafice
necesare expunerii rezultatelor. Statistica 8.0 s-a utilizat pentru efectuarea unor teste care nu sunt
disponibile în MS Excel (e.g. Shapiro-Wilk pentru testarea normalităţii datelor).
Designul statistic În vederea analizării diferențelor între operatori cu privire la consumul de timp şi
productivitatea muncii în cazul utilajului de tip harvester, datele au fost grupate în tratamente
experimentale urmând ca datele să poată fi analizate statistic ulterior pentru fiecare dintre
acestea. Gruparea lor s-a realizat în trei tratamente experimentale și anume: tratamentul
experimental conturat în jurul datelor preluate pentru operatorul 1 (TEO1), tratamentul
experimental conturat în jurul datelor preluate pentru operatorul 2 (TEO2) și tratamentul
experimental general care a grupat toate datele (TEG).
În cazul analizei statistice a datelor pentru tractorul de tip forwarder s-a utilizat un singur
tratament experimental datorită faptului că acest utilaj a fost operat de un singur muncitor pe
durata studiilor efectuate în teren.
Cele trei tratamente experimentale delimitate pentru maşina de tip harvester au fost
supuse analizei statistice în vederea testării normalității datelor folosind testul Shapiro-Wilk,
elaborarea statisticilor descriptive referitoare la variabilele dependente și independente dar și a
testării multicoliniarității. Ulterior, datele de interes au fost utilizate pentru a se elabora modele
predictive privind consumul de timp, dar şi pentru a se estima anumiţi parametri ai
performanţelor productive cum ar fi productivitatea muncii şi eficienţa exprimată sub raportul
consumului de timp necesar pentru realizarea unei unităţi de produs. În general, aceleaşi
proceduri s-au utilizat şi pentru analiza datelor pentru tractorul de tip forwarder. Procedurile în
cauză vor fi descrise în subcapitolele următoare.
Testarea normalității datelor Similar altor tipuri de studii, în studiile ce vizează evaluarea performanţelor productive
ale utilajelor folosite în operaţii de extracţie a lemnului, testarea normalităţii datelor este
necesară pentru a se lua decizii cu privire la utilizarea diferitelor tipuri de indicatori ai tendinţei
centrale. De asemenea, unele dintre ipotezele de la care se pleacă în analiza regresiei necesită
conducerea unor astfel de teste. Prin urmare, primul pas în analiza statistică a fost reprezentat de
35
către testarea normalitatăţii datelor în vederea determinării dacă anumite seturi de date pot fi
asimilabile în anumite condiţii de probabilitate cu o distribuție normală. Aceste teste s-au aplicat
tuturor variabilelor luate în studiu, după cum unele dintre acestea s-au prezentat în capitolul de
materiale şi metode şi după cum se prezintă toate în cele ce urmează.
Testarea normalităţii datelor pentru variabilele în cauză s-a realizat prin implementarea
unui test Shapiro-Wilk (α = 0,001, p<0,001).
Statistici descriptive Statisticile descriptive s-au calculat utilizându-se indicatorii precizaţi anterior, completaţi,
după necesităţi, cu alţi indicatori pe baza rezultatelor testelor privind normalitatea datelor. În
cazul analizelor conduse pentru maşina de tip harvester statisicile descriptive în cauză s-au
calculat separat pentru fiecare tratament exeprimental în parte.
Pentru principalele variabile dependente (i.e. consumuri de timp) s-au calculat şi duratele
totale exprimate în secunde, minute respectiv ore, ca şi proporţiile de participare, pe tratamente
experimentale în consumul total de timp la nivelul unui ciclu de muncă. Această abordare a fost
utilizată din două motive: pentru a se putea compara între tratamentele experimentale şi pentru a
se putea compara rezultatele obţinute cu cele raportate de alţi autori datorită faptului că în studii
specifice unităţile de măsură folosite în raportarea datelor diferă de la caz la caz.
În cazul analizei statistice ce s-a realizat pentru tractorul de tip forwarder, s-a recurs, de
asemenea, la reprezentări ale statisticilor descriptive sub formă de grafice şi tabele. Proporţia
consumului de timp generat de întârzieri în proporţia consumului de timp total la locul de muncă,
ca şi proporţiile consumurilor elementare de timp în consumul de timp productiv s-au reprezentat
sub formă de grafice, iar pentru ultima structură a timpului, din aceleaşi motive ca şi cele expuse
în cazul maşinii de tip harvester, s-a recurs şi la reprezentarea sub forma unor unităţi de măsură
diferite sub formă tabelară. Apoi, statisticile descriptive relevante pentru variabilele
independente şi cele dependente au fost calculate şi prezentate sub formă tabelară.
Modelarea datelor Primul pas care s-a utilizat întotdeauna înainte de modelarea datelor a fost reprezentat de
către implementarea unor proceduri statistice de detectare a multicoliniarităţii. Aceste proceduri
au constat din generarea unor matrici ale corelaţiei pentru variabilele independente de interes şi
utilizarea unor tehnici de eliminare bazate pe gradul de asociere dintre variabile grupate în
perechi coroborat cu criterii logice de alegere şi păstrare a uneia dintre variabile dintr-o pereche
analizată. Pragul limită de asociere dintre două variabile privit din punctul de vedere al
coeficientului de corelaţie simplă (R) care s-a utilizat la excluderea unei variabile dintr-o pereche
dată a fost considerat R = 0,50, deşi unii autori indică că manifestarea fenomenului de
36
multicoliniaritate este specific chiar unor coeficienţi de corelaţie de 0,90 – 0,90 (Zar 2010). Mai
departe, excluderea variabilelor a luat în considerare criterii logice bazate pe mecanica
proceselor studiate.
Analiza regresiei s-a realizat în toate cazurile prin implementarea regresiei retrograde prin
proceduri pas cu pas, iar ca indicatori de evaluare/testare a validităţii modelelor rezultate s-au
utilizat coeficientul de determinare prin care s-a evaluat capacitatea estimativ-predictivă a
modelelor generate, respectiv teste globale şi parţiale de semnificaţie pentru a se determina dacă
modelele realizate au fost semnificative la nivel global, respectiv pentru a se evalua, la fiecare
iteraţie, dacă o anumită variabilă independentă merită sau nu a fi inclusă în model. Pentru
testarea semnificaţiei s-au utilizat un nivel de încredere α = 0,05 şi o valoare critică de testare a
semnificaţiei de p ≥ 0,01. Alura modelelor rezultate a fost corelată cu mecanica procesului ce s-a
luat în studiu. În cazul maşinii de tip harvester s-au elaborat modele la nivelul celor trei
tratamente experimentale, atât pentru a se exprima variaţia consumului de timp la nivelul unor
elemente de muncă în funcţie de variaţia unor variabile independente, cât şi pentru a se exprima
variaţia consumului de timp la nivel de ciclu de muncă în funcţie de variaţia unor variabile
independente. În cazul tractorului de tip forwarder s-a recurs la abordări similare, care, pe de o
parte au încercat să explice mecanica procesului, iar, pe de altă parte, au încercat să derive
modele cât mai valide privind estimarea consumului de timp în operaţii de colectare a lemnului.
Procedurile şi testele statistice utilizate au fost similare celor aplicate în cazul maşinii de tip
harvester, cu deosebirea că, în cazul tractorului de tip forwarder, nu au fost separate tratamente
experimentale din setul general de date. Modelele dezvoltate s-au prezentat atât sub formă
grafică cât şi sub formă tabelară.
3.1.1.8.Estimarea indicatorilor performanţei productive:
productivitatea şi eficienţa muncii pentru sistemul harvester-forwarder
analizat
Productivitatea şi eficienţa muncii pentru utilajele luate în studiu s-au estimat pe baza
relaţiilor de calcul clasice. Dat fiind faptul că a fost imposibilă estimarea volumului fiecărui
arbore recoltat şi al fiecărei piese colectate, s-a recurs la abordări particularizate de calcul.
Astfel, în cazul maşinii de tip harvester s-a utilizat producţia realizată ca ieşire din sistem
pentru a se calcula productivitatea şi eficienţa muncii în diferite situaţii reale şi fictiv-predicitive
grupate în raport cu tratamentele experimentale separate. Utilizarea producţiei realizate în locul
cantităţii intrate în estimarea productivităţii prezintă avantajul că, pentru condiţii medii ce se
evaluează pe baza unor indicatori preluabili din alte surse de date se poate prezice mult mai
37
precis cantitatea ce poate rezulta în urma operaţiilor de recoltare conduse în condiţii particulare,
aceste estimaţii oferind o imagine mai precisă asupra fenomenului.
Abordări similare s-au utilizat şi în cazul tractorului de tip forwarder, unde producţia
realizată s-a estimat pe baza numărului şi distribuţiei pieselor colectate pe categorii de
sortimente. Indiferent de scenariul luat în considerare, atât productivitatea cât şi eficienţa muncii
s-au estimat atât în ipoteza includerii întâzierilor în timpul utilizat cât şi prin excluderea acestora.
În cazul tractorului de tip forwarder s-a recurs şi la elaborarea unui model pentru estimarea
productivităţii muncii în funcţie de distanţa de colectare pentru o sarcină medie după cum
aceasta a rezultat din calculul statisticilor descriptive.
3.1.1.9.Compararea cu rezultatele raportate de alte studii
Pentru a se pune în evidenţă particularităţile rezultatelor generate de acest studiu, în final,
s-a recurs la efectuarea de comparaţii între rezultatele precizate şi rezultatele raportate de alte
studii, sub forma unor discuţii. Această abordare s-a aplicat pentru ambele utilaje studiate şi a
fost necesară pentru a se pune în evidenţă efectul unor variabile specifice studiului de faţă
comparativ cu practicile din alte regiuni geografice.
3.2. Evaluarea consumurilor de carburanţi
3.2.1.Formularea ipotezelor şi obiectivelor studiului
Ca în orice domeniu de activitate productivă, în activitatea de extracţie a lemnului,
consumurile de carburant reprezintă un indicator important a performanţelor sistemelor tehnice
ce se utilizează. În astfel de operaţii, intrările de energie în sistem sunt categorisite în două grupe
principale (Vusic et al. 2013): intrări directe de energie şi intrări indirecte de energie. Dacă
ultimele sunt datorate, în principal, extracţiei materialelor necesare şi producţiei de utilaje,
primele sunt datorate, în mare măsură, utilizării echipamentelor forestiere şi mai ales
consumurilor de carburanţi generate de motoarele cu combustie internă. În acest context,
cunoaşterea şi/sau validarea unor sisteme tehnice utilizate în operaţii forestiere poate fi evaluată
şi pe baza consumurilor de carburanţi. În contextul în care există studii care indică consumurile
de carburanţi şi lubrifianţi pentru sistemul harvester-forwarder, studiul de faţă a avut drept scop
evaluarea consumurilor de carburanţi pentru condiţiile concrete româneşti, unde primele pot să
fie afectate ca magnitudine datorită unor particularităţi operaţionale. Prin urmare, obiectivele
studiului de faţă au fost de a:
38
Evalua consumurile de carburanți (motorină) pentru sistemul harvester-forwarder
în condiţiile analizate specifice măsurătorilor ce s-au efectuat pentru a se evalua
performanţele productive ale acestor utilaje;
Compara rezultatele obţinute în studiile efectuate în condiţii româneşti cu cele
raportate de alte studii efectuate la nivel internaţional.
3.2.2.Alegerea locaţiilor pentru studiile de teren
Pentru facilitatea culegerii datelor s-a ales drept locaţie de studiu aceeaşi locaţie ca şi în
cazul culegerii datelor privind performanţele productive ale sistemului harvester-forwarder, prin
urmare, precizările indicate în paragraful 3.1.1.2 privind locaţia studiului se aplică şi în acest
caz, similar precizărilor din paragraful 3.1.1.3 privind descrierea utilajelor ca şi a precizărilor
din paragraful 3.1.1.3 privind modul de organizare a muncii.
3.2.3.Efectuarea studiului de teren
În mod efectiv, în teren s-au colectat date prin analizarea statisticilor generate de către
computerele de bord ale celor două maşini, la începutul şi la sfârşiul fiecărei zile de muncă.
Pentru a se putea colecta datele necesare s-au stabilit în prealabil o locaţie în platforma primară,
pe un teren perfect orizontal unde s-au garat cele două utilaje înainte de începerea şi după
terminarea lucrului zilnic. La aceste două momente s-au executat citiri pe computerele de bord
pentru a se prelua elementele necesare de interes. În cazul maşinii de tip harvester (Figura 16) s-
au preluat date cu privire la nivelul carburantului în rezervor, numărul de ore de funcţionare ca şi
cu privire la volumul de masă lemnoasă operată.
Aceste date au fost preluate prin fotografierea statisticilor indicate de computerul de bord.
În cazul tractorului de tip forwarder (Figura 17), s-au preluat aceleaşi date, cu excepţia
volumului de masă lemnoasă colectată. S-au luat în considerare şi nivelurile carburanţilor
(cantitatea acestora) în rezervor la momentul realimentării, ultima realizându-se de fiecare dată
în locaţia stabilită. La stârşitul fiecărei zile de lucru, rezervoarele de carburant ale utilajelor au
fost realimentate dintr-un rezervor auxiliar. Datele preluate de pe computerul de bord la
începutul schimbului precum și la sfârșitul acestuia au fost: ora de început şi sfârșit a schimbului,
consumul inițial şi final de carburant, distanța totală parcursă de utilaj, numărul de ore de
funcționare, volumul de masă lemnoasă procesată, numărul de arbori procesați, diametrul la
înălțimea de 1.30 m respectiv volumul mediu pe arbore procesat.
39
Figura 7. Imagine extrasă din computerul de bord a maşinii de tip harvester Snapshot of harvester’s onboard computer
Figura 8. Imagine extrasă din computerul de bord a tractorului de tip forwarder Snapshot of forwarder’s onboard computer
Datele preluate după procedurile expuse s-au descărcat în calculatorul personal, pe zile de
lucru, unde s-au păstrat până la momentul procesării acestora în etapa de birou. Pentru ambele
utilaje s-au colectat date pentru un număr de 11 zile de lucru.
40
3.2.4.Procesarea datelor
Pe baza fotografiilor realizate s-a întocmit o bază de date în programul MS Excel unde s-
au transcris datele de interes din fotografiile preluate. În acest mod, pentru fiecare zi de lucru şi
pentru fiecare utilaj analizat, s-au înscris consumurile iniţiale şi finale de carburant, ca şi alte
elemente de interes cum ar fi durata funcţionării utilajelor, distanţele parcurse şi volumul de
masă lemnoasă recoltată. În cazul tractorului de tip forwarder, pentru zilele analizate s-au utilizat
datele cu privire la cantitatea de masă lemnoasă colectată după cum aceasta a rezultat din studiul
de a vizat analiza performanţelor productive ale utilajului.
În vederea prelucrării statistice a datelor, valorile acestora au fost atribuite unor variabile
specifice. Volumul recoltat (VR) a fost preluat pe zile de muncă după cum acesta a fost preluat
de pe fotografiile realizate, în timp ce volumul colectat (VC) a rezultat prin aplicarea
procedurilor menţionate anterior. Consumul total de carburant la nivel de zi de muncă (CC),
exprimat în litri, a rezultat din efectuarea diferenţelor necesare, iar rezultatele s-au înscris în baza
de date la nivel zilnic, pentru ambele utilaje. Numărul de ore de funcţionare (NOF) a rezultat, de
asemenea, prin diferenţă, şi a inclus în unele cazuri anumite înârzieri. Valorile rezultate la nivel
de zi de muncă s-au înscris corespunzător în baza de date. Consumul unitar estimat de carburant
(motorină), codificat cu abrevierea CUC şi exprimat în litri pe metru cub recoltat sau calculat, s-a
calculat prin raportarea variabilei CC la variabila VR respectiv VC, diferenţiat pentru cele două
utilaje. Aceeaşi procedură s-a aplicat pentru a se obţine consumul orar (COC) pentru ambele
utilaje.
3.2.5.Analiza statistică a datelor
Analiza statistică a datelor s-a realizat prin utilizarea a două programe software.
Programul Statistica 8.0 s-a utilizat pentru a se testa normalitatea datelor pentru toate variabilele
de interes (VR, VC, CC, CUC şi COC). În acest sens, pentru fiecare variabilă în parte s-a aplicat
câte un test Shapiro-Wilk (α = 0,05 şi p > 0,05), pentru a se determina deplasarea distribuţiilor
experimentale faţă de cea normală.
Ulterior, prin utilizarea programului MS Excel s-au calculat statisticile descriptive
necesare pentru variabilele de interes (N = 11 în toate cazurile), care au constat atât din indicatori
ai tendinţei centrale cât şi din dindicatori ai dispersiei. Drept indicator al tendinţei cetrale s-a
utilizat media datorită faptului că datele au trecut testul de normalitate, iar drept indicatori ai
dispersiei s-au calculat valoarea minimă şi valoarea maximă pe baza cărora se poate aprecia
amplitudinea de variaţie, ca şi abaterea standard a mediei, care este un indicator mult mai
consistent şi eficient decât amplitudinea de variaţie.
41
3.3.Analiza eficienţei la procesarea datelor
3.3.1.Scopul şi obiectivele
Din contextul descris la paragraful 1.4, rezultă faptul că performanţa relaţionată cu
activităţile de procesare a datelor provenite din studii de timp a fost mai puţin adresată în
preocupările ştiinţifice de profil, chiar dacă în prezent se utilizează instrumente şi echipamente
cu grad ridicat de automatizare în colectarea şi analiza datelor. Prin urmare, s-a vizat analiza
performanţei la procesarea datelor cu programe software dezvoltate pentru sectorul industrial în
ceea ce priveşte consumul de timp în astfel de sarcini şi relaţiile dintre magnitudinea acestuia
respectiv complexitatea activităţilor de procesare şi analiză, în cazul unei maşini
multifuncţionale de recoltare a lemnului, dat fiind faptul că operaţiile pe care aceasta le poate
executa pot fi caracterizate de un număr ridicat de elemente de muncă iar consumul de timp în
activităţile de procesare a datelor poate fi legat de numărul de elemente de muncă, deci de
complexitatea sarcinilor.
Prin urmare, obiectivele cercetărilor de faţă au fost următoarele:
(i) Examina şi modela consumul de timp pentru seturi de date cuprinzând un număr
mare de observaţii statistice, în cazul a două viteze de vizionare a fişierelor
media, ca şi pentru un set de date global, în raport cu unele variabile
independente descriind complexitatea sarcinilor de procesare a datelor;
(ii) Dezvolta statisticile descriptive necesare ca suport în distingerea între diferite
tratamente statistice reflectând două moduri de setare a parametrilor şi funcţiilor
programului software utilizat;
(iii) Deriva şi calcula indici (măsuri) ale performanţei în activităţile de procesare a
datelor specifice condiţiilor descrise în cercetările de faţă.
3.3.2. Designul studiului
3.3.2.1. Sursa datelor Datele utilizate în cercetările de faţă au provenit din seturile colectate din teren pentru
evaluarea perfromanţelor productive ale harvesterului Valmet 911.4 în condiţiile descrise la
paragraful 3.1.1.4. Pentru acest utilaj forestier, datele au fost culese din teren sub forma unor
înregistrări video, prin utilizarea procedurilor expuse, de asemenea, în paragraful 3.1.1.4.
Fişierele media (video) au fost colectate prin utilizarea unei camere digitale care a fost
setată să înregistreze durate egale cu câte o oră, cameră ce a fost plasată într-o poziţie
42
convenabilă ce a facilitat o vizibilitate bună în interiorul cabinei utilajului. Operatorul maşinii a
fost rugat să restarteze camera video după fiecare oprire, iar datele culese în acest fel au acoperit
un număr de 15 zile lucrătoare (47,5 ore de lucru înregistrate efectiv). Datele culese în acest mod
au fost descărcate într-un calculator la sfârşitul fiecărei zile de lucru, unde au fost ordonate prin
folosirea unui sistem de identificare adecvat. Unele dintre aceste date, reprezentând echivalentul
a şase zile lucrătoare şi 28 de ore efective de muncă, au fost utilizate drept intrări pentru analiza
detaliată a consumului de timp prin utilizarea programului software AviX Method v.4.6.1
versiune de încercare (trial) dezvoltată şi comercializată de Solme AB (Suedia). Acest program
software, ale cărui capabilităţi şi funcţionalităţi au fost descrise în paragraful 3.1.1.6. Programul
utilizat este caracterizat de diferite capabilităţi şi funcţionalităţi, inclusiv posibilitatea de a se rula
fişiere video la diferite viteze presetate respectiv delimitarea precisă a elementelor de muncă şi
calcularea unor statistici descriptive specifice studiilor ce se întreprind.
Programul a fost dezvoltat pentru analiza proceselor industriale, dar, după cum se arată în
continuare, acesta poate fi utilizat şi în domeniul forestier.
3.3.2.2. Designul experimental şi statistic
Organizarea obişnuită (tipică) a muncii, după cum aceasta a fost observată în
teren, a constat din mişcări în gol ale maşinii, opriri în faţa unui nou front de lucru, mişcarea
braţului în gol la arborele de doborât, apucarea arborelui, execuţia tăieturii de doborâre, mişcarea
laterală a braţului în sarcină (cu arborele doborât), fasonarea arborelui deasupra tasoanelor de
sortimente (grămezilor de crăci). Un ciclu de muncă analizat s-a structurat prin luarea în
considerare a unei organizări de forma celei prezentate în Relaţia 7.
Fasonarea arborilor supuşi recoltării s-a realizat prin luarea în considerare a unor
sortimente avâd lungimi de 3 şi 4 metri, motiv pentru care operaţiile de fasonare au implicat
execuţia unui număr mare de secţionări respectiv de deplasări a arborelui prin dispozitivele de
curăţire de crăci.
RA=DM+DBG+AA+ETD+DBP+FA+RDP+FV (3.7)
Raportat la modul de organizare a muncii prezentat în Relaţia 7, consumul de timp pentru
recoltarea unui arbore cu utilajul luat în studiu a fost divizat în elementele prezentate în Relaţia
8.
TRA=TDM+TDBG+TAA+TETD+TDBP+TFA+TRDP+TFV (3.8)
43
Pe durata colectării datelor de teren, maşina luată în studiu a fost operată de doi operatori
având experienţe în muncă diferite. Pentru analiza performanţelor maşinii studiate, după cum
este descris în, timpul consumat cu recoltarea fiecărui arbore a fost divizat suplimentar la nivelul
fiecărei piese de lemn rezultate, fapt ce a presupus creşterea substanţială a numărului de
elemente de muncă, conducând în acest mod la interacţiuni adiţionale între cercetătorul care a
analiza datele şi programul software utilizat. Pentru a se delimita corespunzător consumurile de
timp implicate de execuţia tehnică a diferitelor elemente de muncă la utilizarea programului
software descris, fiecărui element de muncă i s-a atribuit un cod unic, introdus după analiza
duratei respective din fişierul video şi separarea elementului în cauză. Deşi programul suportă, în
esenţă, orice tip de codificare, pentru motive practice s-a utilizat un cod numeric compus dintr-o
dingură cifră pentru a se distinge între conumurile de timp elementale.
Pentru a se putea pune în evidenţă efectul pe care viteza de rulare-vizionare a fişierelor
media îl poate avea asupra consumului de timp implicat de procesarea asistată de calculator, s-au
luat în studiu două variante. Astfel, un număr de 402 cicluri de muncă după cum acestea au fost
definite în Relaţia 7, s-au analizat la o viteză de rulare egală cu jumătate din viteza reală (0,5X)
în timp ce un număr de 793 de cicluri au fost analizate la viteza reală (1X).
În esenţă, un ciclu de lucru, după cum este descris în acest studiu, a fost considerat a fi un
sistem tehnic, fiind caracterizat de o complexitate ce a variat, la nivelul fiecărui ciclu, de la
instanţă la alta, în funcţie de secvenţa şi numărul de elemente de muncă conţinute. Din moment
ce secvenţierea precisă a elementelor de muncă a fost, mai degrabă, dificil de măsurat pentru a se
deriva o măsură a complexităţii sarcinilor de procesare a datelor, iar pattern-ul de lucru, prin
urmare secvenţa elementelor de muncă, nu au variat semnificativ de la un ciclu de muncă la
altul, în studiul de faţă s-a folosit numărul de elemente de muncă (NEM) la nivelul fiecărui ciclu
de muncă, ca măsură a mărimii sistemului, din moment ce numărul acestora afectează clar
consumul de timp în operaţii de recoltare a arborilor şi, la un anumit nivel de proporţionalitate,
acesta poate afecta consumul de timp în activităţile de analiză şi procesare a datelor.
Din şirul total de observaţii, considerat drept tratament statistic general (TVRG) s-au
separat două tratamente specifice care au corespuns celor două viteze de rulare-vizionare a
fişierelor video (TVR1, N=402 pentru viteza de 0,5X şi TVR2, N=793 pentru viteza de rulare
1,0X). Tehnicile şi procedurile utilizate pentru analiza statistică a datelor au fost adaptate la
conceptele generale ale studiilor de timp din domeniul forestier descrise în Magagnotti şi Spinelli
(2012).
Dintre paşii procedurali generali ce s-au implementat în analiza statistică a datelor se
precizează următorii:
44
(i) Calcularea statisticilor descriptive pentru toate variabilele luate în considerare în
cele două tratamente statistice ca şi în tratamentul global;
(ii) Analiza multicoliniarităţii pentru variabilele independente pentru a se evalua
perechile care ar fi putut prezenta potenţial în creşterea artificială a
coeficienţilor de determinaţie;
(iii) Dezvoltarea de modele de regresie pentru fiecare dintre tratamentele statistice
luate în studiu (TVRG, TVR1 şi TVR2), prin luarea în considerare ca variabilă
dependentă a consumului de timp implicat de procesarea datelor în fiecare dintre
tratamente (CTPTVRG, CTPTVR1 şi CTPTVR2) a numărului de elemente de muncă
(NEMTVR1, NEMTVR2) în cazul TVR1 şi TVR2 respectiv a numărului de elemente
de muncă (NEMTVRG) şi a vitezei de rulare-vizionare (VRFV) în cazul TVRG.
Calcularea statisticilor descriptive s-a realizat prin utilizarea programului MS Excel, prin
aplicarea relaţiilor de calcul specifice determinării valorii minime, valorii maxime, mediei,
abaterii standard etc., tuturor şirurilor de date reprezentând variabile de interes (variabile
independente şi variabile dependente).
Analiza multicoliniarităţii s-a realizat prin implementarea unei analize a corelaţiei, pe
baza dezvoltării unei matrici a corelaţiei în programul MS Excel, şi analiza perechilor de
variabile pe baza coeficienţilor de corelaţie simplă, cu un prag de excludere R=0,5. Excluderea
unei variabile dintr-o pereche s-a realizat pe criterii logice.
La dezvoltarea modelelor de regresie s-a avut în vedere implementarea unor teste de
semnificaţie globală, ca şi a unor teste de semnificaţie la nivelul variabilelor independente (α =
0,01, p<0,01), iar la nivelul modelului general, viteza de rulare-vizionare s-a inclus sub forma
unei variabile pe scară nominală cu asumarea valorii 1 pentru viteza de 0,5X şi valorii 0 pentru
viteza de 1,0X, presupunându-se faptul că, la viteze de rulare mici, consumul de timp implicat de
procesarea datelor în programul utilizat va fi mai mare.
3.3.2.3. Calculul indicatorilor eficienţei
Indicatorii eficienţei relaţionaţi cu setarea, analiza-procesarea şi exportarea datelor au fost
calculaţi separat pentru toate cele trei tratamente luate în considerare, prin utilizarea procedurilor
generale specifice oricărui studiu de eficienţă cu respectarea direcţiilor generale descrise în
Magagnotti şi Spinelli (2012) respectiv în Björheden et al. (1995) şi cu adaptări la situaţia
specifică dată.
45
CAPITOLUL 4
REZULTATELE CERCETĂRILOR
4.1.Performanţele la operaţii de doborâre şi fasonare cu maşina de tip
harvester
4.1.1. Rezultatele privind testarea normalităţii datelor pentru
variabilele analizate în cele trei tratamente experimentale
Se prezintă rezultatele testului Shapiro-Wilk ce a fost realizat în vederea testării
distribuției normalității datelor în cazul tratamentului TEO1. În urma aplicării testului a rezultat
faptul că niciuna dintre variabilele dependente și independente testate nu urmează o distribuţie
normală. La fel ca și în cazul primului tratament experimental, același test a fost efectuat asupra
şirurilor de date reprezentând variabilele dependente şi independente specifice tratamentelor
experimentale TEO2 respectiv TEG. Rezultatele testelor au indicat şi în aceste cazuri că şirurile
de date reprezentând variabilele dependente şi independente nu au provenit din populaţii
distribuite normal.
În conformitate cu procedurile de analiză statistică, s-a recurs în continuare la testarea
normalităţii datelor pentru variabilele reprezentând consumurile de timp pentru curăţirea de crăci
şi secţionare la nivelul fiecărei piese de lemn rezultate în urma operaţiilor de fasonare.
Rezultatele testelor în cauză se prezintă, la nivelul fiecărui tratament experimental.
. Rezultatele privind normalitatea datelor prezentate în tabelele menţionate, indică faptul
că, şi în aceste cazuri, majoritatea variabilelor testate nu au provenit din populaţii distribuite
normal (α = 0,001, p<0,001).
Rezultatele obţinute privind testarea normalităţii datelor au fost utile în alegerea strategiei
şi procedurilor statistice de reprezentare a indicatorilor tendinţei centrale pentru variabilele luate
în studiu. Este cunoscut faptul că valoarea mediei îşi pierde reprezentativitatea în cazurile în care
variabila pentru care aceasta se calculează nu provine dintr-o distribuţie normală (Zar 2010),
motiv pentru care, în astfel de situaţii, includerea medianei ca indicator al tendinţei centrale
poate fi mult mai reprezentativă. Din acest motiv, s-a recurs la o abordare specifică la
dezvoltarea statisticilor descriptive. În primul rând, s-au calculat statisticile descriptive clasice,
de tipul valorilor minime şi maxime, amplitudii de variaţie, mediei şi abaterii standard, după care
s-au calculat şi valorile medianelor pentru şirurile de date reprezentând variabilele de interes.
Aceste statistici, alături de numărul de observaţii pentru fiecare variabilă în parte, ca şi de alte
46
statistici cum ar fi sumele (în cazul variabilelor dependente) s-au calculat şi înclus împreună în
tabele elaborate în acest sens.
4.1.2. Statisticile descriptive privind variabilele dependente şi
independente
Deşi iniţial s-a colectat o cantitate mai mare de date sub formă de fişiere video, datorită
disponibilităţii reduse a licenţei pentru programul software utilizat ca şi datorită consumului de
timp relativ mare la prelucrarea datelor prin utilizarea programului software în cauză, s-a recurs
la prelucrarea doar a unei părţi dintre datele respective. După terminarea prelucrării datelor, ca şi
după eliminarea unor valori din şirurile de date pe anumite considerente legate de
indisponibilitatea integrală pe fişierelor video a unor cicluri de muncă, aspect ce a rezultat din
modul de colectare a datelor de teren, a rezultat un timp total productiv de circa 14 ore din care
circa 70% a fost delimitat în TEO1, iar restul în TEO2.
De asemenea, se prezintă o comparaţie între proporţiile de participare a diferitelor
elemente de muncă în structura timpului total productiv, prin luarea în considerare a celor trei
tratamente experimentale ce s-au conceput (delimitat). Timpul necesar pentru recalibrarea
capului procesor a fost prezent în proporţia cea mai scăzută, cu diferenţe minore între TEO1,
TEO2 şi TEG. La capătul opus, timpul necesar pentru curăţirea de crăci a reprezentat proporţia
de participare cea mai ridicată, reprezentând circa 45% în TEO1, 41% în TEO2 şi circa 44% în
TEG. De asemenea, o proporţie însemnată în consumul de timp a fost reprezentată de către
timpul consumat cu fasonarea (secţionarea) vârfurilor. Această categorie de consum de timp a
reprezentat circa 8% în TEO1, 10% în TEO2 şi 9% în TEG. Acest aspect este important în
economia totală a consumului de timp, datorită faptului că, în condiţii concrete, acest element de
muncă ar fi putut fi înlăturat în mare parte dacă nu s-ar fi preconizat şi vânzarea către populaţie a
masei lemnoase rezultate din vârfuri.
Mişcarea braţului în gol către arborele de recoltat a ocupat proporţii de timp similare cu
cele ale mişcării braţului cu arborele la tasoanele/grămezile de crăci, cu proporţii generale de
participare ce circa 10% în ambele cazuri, iar execuţia tăieturilor de doborâre a prezentat o
proporţie de participare apropiată de cea a execuţiei tăieturilor de secţionare.
47
Figura 9. Comparaţie între proporţiile de participare a consumului de timp la nivel de element de muncă în tratamentele experimentale studiate Comparison between the shares of elemental time consumptions in the studied experimental treatments
La nivel descriptiv mai detaliat, situaţia privind variabilele dependente şi independente se
prezintă în cele ce urmează.
Astfel, timpul consumat cu deplasarea la un nou front de muncă, care s-a distribuit în
mod egal la numărul de arbori din frontul succesiv recoltat, variat între 0,32 și 23,6 secunde cu o
medie de 2,80 în TEO1 , fiind semnificativ diferit de cel din TEO2. Datorită faptului că
variabilele nu au provenit din distribuţii normale, este indicat ca pentru caracterizarea tendinței
centrale specifice variabilelor dependente și independente să se utilizeze valorile medianei.
Apucare arborelui a consumat, în medie, circa 4,5 secunde în TEO1 şi 6 secunde în TEO2 , cu o
medie generală de circa 5 secunde în TEG .
În aceleaşi tabele se indică faptul că apucarea arborelui a consumat, în medie, 3,8 secunde
în TEO1, 4,7 secunde în TEO2 şi 4,1 secunde în TEG, iar execuţia tăieturii de doborâre a
consumat, în medie, cam acelaşi timp în toate tratamentele experimentale, cu o medie de 1,7
secunde în TEG.
Deplasarea braţului cu arborele la locul de fasonat a consumat, în medie, 4,15 secunde în
TEO1, 5,90 secunde în TEO2 şi 4,50 secunde în TEG. În toate tratamentele experimantale,
curăţirea de crăci a consumat cel mai mult timp (circa 20 de secunde), în timp ce secţionările
repetate au cumulat circa 3 secunde.
Fasonarea vâfurilor a consumat, în medie, circa 4 secunde, recalibrările circa 1 secundă,
iar, la nivel general, consumul de timp pentru un ciclu de muncă de recoltare a fost de circa 44
secunde în TEO1, 53 secunde în TEO2 şi circa 47 secunde în TEG, indicând o performanţă mai
ridicată pentru O1 faţă de O2.
Stiatisticile prezentate anterior în ceea ce priveşte consumurile medii de timp corespund
unui număr mai mic de arbori abordaţi în TEO2 faţă de TEO1 la o deplasare a maşinii (circa 3 în
48
TEO2 şi circa 5 în TEO1), unui număr mai mic de piese rezultate în TEO2 faţă de TEO1 (4 faţă
de 5), unei lungimi comerciale relativ egale între TEO1 şi TEO2 (15 în TEO1 şi 14 în TEO2),
unui număr mai mic de secţionări în TEO2 faţă de TEO1 (circa 5 în TEO1 şi circa 4 în TEO2) şi
aceluiaşi număr de secţionări a vârfurilor între TEO1 şi TEO2.
Figura 10. Numărul de piese fasonate la 3 şi 4 metri şi poziţia relativă a acestora în arborii fasonaţi pentru cele trei tratamente exeprimantale studiate Number of processed assortments of 3 and 4 meters in length and their relative position in the processed trees for the three studied experimental treatments
În Figura 19 se prezintă numărul de piese rezultate prin fasonarea arborilor în
tratamentele experimentale luate în studiu cu indicarea explicită a poziţiei relative a acestora în
arborii fasonaţi. După cum se observă, la nivel general, au predominat piesele fasonate la 3 metri
rezultate după prima secţionare, fiind urmate de cele fasonate la 4 metri, reprezentând prima
piesă fasonată la 4 metri. Proporţiile de participare ale pieselor fasonate în poziţii relative date în
TEO1 şi TEO2 faţă de totalul de piese specifice poziţiei relative în cauză, au fost după cum
urmază:
P1_3m: 75% în TEO1 şi 25% în TEO2;
P2_3m: 76% în TEO1 şi 24% în TEO2;
P3_3m: 78% în TEO1 şi 22% în TEO2;
P4_3m: 82% în TEO1 şi 18% în TEO2;
P5_3m: 86% în TEO1 şi 14% în TEO2;
P6_3m: 100% în TEO1 şi 0% în TEO2;
P1_4m: 72% în TEO1 şi 28% în TEO2;
P2_4m: 62% în TEO1 şi 38% în TEO2;
P3_4m: 49% în TEO1 şi 51% în TEO2;
P4_4m: 80% în TEO1 şi 20% în TEO2.
49
Prin urmare, dacă se ia în considerare faptul că numărul de piese rezultate în TEO2 a
reprezentat circa 25% din totalul piselor fasonate în TEG, se constată faptul că s-a păstrat acelaşi
pattern relativ de fasonare între cei doi operatori doar în circa 4 dintre cazuri.
Figura 11. Comparaţie între timpul consumat cu curăţirea de crăci relativ la poziţia pieselor în arborii fasonaţi Comparison between the time consumption for debranching relative to the assortments position in the processed trees
Figura 12. Comparaţie între consumurile de timp la execuţia tăieturilor de separare a sortimentelor relativ la poziţia acestora în arborii fasonaţi Comparison between the time consumption for crosscutting relative to the assortments position in the processed trees
Din analiza figurilor şi tabelelor menţionate se poate deduce faptul că, pe măsură ce s-a
avansat cu fasonarea arborelui consumul de timp la curăţire de crăci a crescut, aspect ce poate fi
corelat cu dispunerea crăcilor pe trunchiul arborelui. Astfel, dacă la bază crăcile au fost
inexistente sau au fost prezente doar cioturi, consumul de timp implicat de curăţirea de crăci a
fost, în general, mai mic în toate cele trei tratamente (Figura 20). Mecanica procesului poate fi
observată foarte bine în Figura 20 unde se constată faptul că, la prima piesă fasonată consumul
50
de timp a fost mai mare la curăţirea de crăci, după care, la piesele 2 şi 3 acesta a fost relativ egal.
Acest fapt se datorează curăţirii de crăci pe o lungime mai mare decât lungimea primei piese de
secţionat pentru a se crea condiţiile necesare secţionării, după care lungimea curăţită de crăci s-a
propagat în piesele 2 şi 3. Totuşi, de la a treia piesă a început să se manifeste efectul unei
coroane mai dese, care s-a manifestat şi mai amplu în piesele următoare cu lungimea de 3 metri.
Un pattern similar se poate observa şi la piesele de 4 metri, unde la prima s-a manifestat mai
mult efectul unei coroane mai dese urmând ca acesta să se piardă pe măsura înaintării spre vârf
unde, datorită diametrelor mai subţiri, consumul de timp a început să crească din nou.
La secţionare, s-a manifestat un trend invers, descrescător în consumul de timp, după cum
era de aşteptat datorită faptului că mărimile secţiunilor au scăzut odată cu înaintarea spre vârf cu
operaţiile de fasonare (Figura 21). Consumul de timp oarecum exagerat la secţionarea ultimei
piese de 3 metri se datorează, în mare parte, unui număr foarte redus de date rezultate, toate
provenind din TEO1. De asemenea, între primele două tratamente (TEO1 şi TEO2) se constată
faptul că, în general, timpul consumat cu secţionarea a fost mai mic în TEO2. Dacă la prima
secţionare s-a consumat, în general, un timp de circa 0,9 secunde, la utima secţionare s-a
consumat un timp de circa trei ori mai mic cu o tendinţă mult mai abruptă în TEO2 faţă de
TEO1, aspect ce se datorează, probabil, şi unor dimensiuni mai reduse ale arborilor fasonaţi.
Indiferent de tratamentul luat în studiu, respectiv de poziţia în arbore, secţionarea la
nivelul unei piese de lemn a consumat întotdeauna mai puţin de o secundă, aspect ce pune în
evidenţă avantajele utilizării de programe software specializate la procesarea datelor culese prin
procedee de înregistrare video, date care, prin utilizarea altor programe clasice de rulare-
vizionare a fişierelor media, nu ar fi putut fi analizate la nivelul de detaliu inclus în prezenta
lucrare datorită unor capabilităţi reduse în divizarea timpului la un nivel detaliat, sub o secundă.
4.1.3. Modele pentru estimarea consumului de timp la operaţii de
recoltare cu maşina de tip harvester
4.1.3.1. Rezultatele privind analiza multicoliniarităţii pentru variabilele independente în cazul celor trei tratamente experimentale Se prezintă rezultatele analizei corelaţiei ce s-a realizat în scopul detectării variabilelor
independente corelate puternic pentru ca acestea să fie tratate corespunzător la includerea în
diferite modele, astfel încât să se elimine posibilităţile de apariţie a multicoliniarităţii.
51
În urma efectuării analizei, în modelele dezvoltate ulterior, s-au exclus unele variabile din
perechi succesiv analizate, a căror valoare pentru coeficientul de corelaţie simplă (R) a fost peste
pragul stabilit (R≥0,5), excludere care a fost realizată şi pe criterii logice.
4.1.3.2. Relaţii existente între consumul de timp pe elemente de muncă şi anumite variabile independente În urma aplicării procedurilor de detectare şi eliminare a multicoliniarităţii, s-a trecut la
elaborarea de modele pentru estimarea consumului de timp pentru anumite elemente de muncă
ca şi la nivel de ciclu de muncă la recoltare, în funcţie de anumiţi parametri (variabile
independente). În Figura 22 se prezintă un set de trei modele pentru estimarea consumului de
timp la operaţia de curăţire de crăci în funcţie de lungimea comercială cumulată a pieselor ce au
fost fasonate dintr-un arbore. Pentru aceste modele, ca şi pentru celelalte seturi de modele ce se
prezintă în cele ce urmează s-a ales o estimare prin intermediul unei ecuaţii de tip explonenţial
din mai multe motive. În primul rând, s-a ţinut cont de mecanica procesului ca şi de legităţile
specifice deduse în alte studii similare care indică faptul că, în exprimarea consumului de timp în
operaţii de recoltare mecanizată este oportună utilizarea unor astfel de relaţii datorită relaţiilor
deja cunoscute între consumul de timp şi mărimea arborilor ce se recoltează. Bineînţeles,
pornindu-se de la ideea că la curăţirea de crăci consumul de timp ar fi variat mai degrabă după o
legitate specifică unei ecuaţii liniare, în acord cu modul de desfăşurare al procesului, s-a încercat
şi utilizarea unor modele de tip liniar, dar acestea au rezultat cu o capacitate de predicţie mult
mai slabă. De fapt, consumul de timp la curăţirea de crăci este explicat mai bine prin modelele
prezentate datorită faptului că, în timpul execuţiei tehnice a acestui element de muncă, au fost
necesare curse repetate de mai mult de o dată ale arborelui curăţit de crăci prin dispozitivul de
procesare. Din cele prezentate în Figura 22 se pot deduce anumite aspecte importante după cum
se prezintă în cele ce urmează. În cazul TEO2, pentru aceleaşi lungimi comerciale, magnitudinea
consumului de timp s-a manifestat mult mai abrupt faţă de TEO1, fenomen ce s-a manifestat
chiar de la lungimi cumulate mici de ordinul a 5 m. De asemenea, la nivel global (TEG), efectul
datelor conţinute în TEO2 a fost atenuat, probabil datorită unui set mai mare de date în TEO1
care a mascat oarecum efectul celor din TEO2. Deşi poate fi pur speculativă ideea conform
căreia experienţa în muncă diferită între O1 şi O2 afectează consumul de timp la curăţirea de
crăci, care a fost mai mare de timp în cazul TEO2, lungimea comercială a pieselor rezultate a
explicat numai 40-50% din variaţia primului, prin urmare, jumătate din variaţie rămâne
neacoperită de această variabilă şi se poate datora experienţei în muncă ca şi caracteristicilor
diferite, probabil, în termeni de elagaj. După cum s-a prezentat în capitolul de materiale şi
metode, diametrul mediu al crăcilor îndepărtate de pe arbori a fost de ordinul a 3 cm.
52
Figura 13. Relaţia dintre (model de estimare a) consumul de timp la curăţirea de crăci (TCC) şi lungimea comercială cumulată a pieselor rezultate (LCOM) pentru tratamentele experimentale luate în studiu Dependence between the time consumption of tree debranching and the commercial length for the studied treatments
În Figura 23 se prezintă relaţiile funcţionale dintre variaţia consumului de timp la
secţionarea arborilor şi variaţia numărului de secţionări aplicate în acest sens. În acest caz,
fenomenul a fost oarecum invers între TEO1 şi TEO2, magnitudinea consumului de timp fiind
mai mică în TEO2. Acest lucru poate fi explicat, cel mai probabil, de dimensiuni mai reduse ale
arborilor în TEO2 iar, similar celor expuse în cazul modelelor de estimare a consumului de timp
la curăţirea de crăci, alura modelului general s-a suprapus peste alura modelului TEO1 în bună
parte indicând, şi în acest caz, o contribuţie mai mică a variaţiei consumului de timp în TEO2 la
variaţia totală a acestuia (TEG), aspect ce se datorează, cel mai probabil, numărului mult mai
mare de observaţii în TEO1.
Figura 14. Relaţia dintre (model de estimare a) consumul de timp la secţionare (TSP) şi numărul de secţionări aplicate asupra arborelui (NSP) pentru tratamentele experimentale luate în studiu Dependence between the time consumption of tree bucking and the number of crosscuts for the studied treatments
53
După cum se observă, capacităţile de predicţie ale modelelor au fost mult îmbunătăţite
din moment ce variaţia numărului de secţionări aplicate la nivel de arbore a explicat variaţia
consumului de timp la secţionare în proporţii cuprinse între 69 şi 70% (R2 = 0,69 - 0,70).
Trebuie precizat faptul că aplicabilitatea modelelor se limitează la domeniul de variaţie
din care au fost culese datele.
4.1.3.3. Modele pentru estimarea consumului de timp la operaţii de recoltare
În Figura 24 se prezintă relaţiile funcţionale dintre variaţia consumului de timp la
recoltarea arborilor cu maşina de tip harvester şi variaţia lungimii comerciale cumulate a pieselor
de lemn rezultate la nivelul fiecărui arbore. Datorită rezultatelor precizate la analiza corelaţiei, nu
a fost posibilă includerea mai multor variabile independente din totalul celor ce ar fi putut
prezenta interes în dezvoltarea modelelor. Totuşi, exprimarea variaţiei consumului de timp în
funcţie de acest parametru este destul de frecvent utilizată în astfel de studii deoarece lungimea
(înălţimea) comercială prezintă un interes practic în producţie, iar astfel de modele precizează cât
timp este necesar pentru a se obţine o cantitate de producţie exprimată în acest fel.
Figura 15. Model de estimare a consumului de timp la nivel de ciclu de muncă de recoltare (TCMR) în funcţie de lungimea comercială cumulată a pieselor rezultate (LCOM) pentru tratamentele experimentale luate în studiu Realtion between the cycle-time expenditure and the commercial length for the studied treatments
De asemenea, în Figura 25 se prezintă modelele de estimare a variaţiei consumului de
timp la recoltarea arborilor în funcţie de variaţia numărului de tăieturi de secţionare aplicate, prin
urmare în funcţie de variaţia numărului de piese rezultate, model care de asemenea, este util
pentru producţie indicând cât timp este necesar pentru a produce un anumit număr de piese
(sortimente).
54
După cum se observă, cel de-al doilea set de modele a reuşit să explice şi mai bine
variaţia consumului de timp în astfel de operaţii, aspect ce se poate deduce din mărimile
coeficienţilor de determinaţie.
Aplatizarea curbelor în termeni de magnitudine se datorează includerii în timpul total a
unor consumuri de timp elementare care nu mai depind de mărimea arborilor ci de alţi factori
care în studiul de faţă fie nu au fost posibil de cuantificat fie nu s-au măsurat (consumul de timp
la deplasarea maşinii, deplasarea braţului în gol şi în sarcină etc.). Totuşi curbele specifice
tratamentelor experimentale studiate prezintă aluri similare indiferent de variabila independentă
luată în studiu.
Figura 16. Model de estimare a consumului de timp la nivel de ciclu de muncă de recoltare (TCMR) în funcţie de numărul de secţionări aplicate asupra arborelui sau numărul total de piese rezultate (NSP=NTP) pentru tratamentele experimentale luate în studiu Realtion between the cycle-time expenditure and the number of crosscuts for the studied treatments
Astfel, în TEO2, consumul de timp la nivel de ciclu de muncă de recoltare a fost mai
mare indiferent de predictorul utilizat, iar curba TEG a avut un efect compensator între TEO1 şi
TEO2 în ambele cazuri.
Prin urmare, la nivel de ciclu de muncă de recoltare performanţele O2 au fost mai slabe
decât performanţele O1, aspect ce nu se datorează performanţelor la secţionarea arborilor şi
poate în măsură mai mică celor de la curăţirea de crăci.
4.1.4. Estimarea indicatorilor privind performanţele maşinii de tip harvester la operaţii de recoltare: productivitatea şi eficienţa În cazul utilizării maşinilor de tip harvester în operaţii de recoltare a lemnului, la
estimarea unor indicatori ai performanţei muncii cum ar fi productivitatea şi eficienţa se recurge
la utilizarea unor intrări cum ar fi consumul de timp şi la intrări sau ieşiri precum cantitatea
55
intrată în proces sau producţia realizată. În Tabelul 27 se prezintă estimaţiile cu privire la cei doi
indicatori menţionaţi ca şi datele care au fost utilizate în calculul acestora. După cum se observă
din tabelul menţionat, în cazul TEO2 performanţele au fost mai scăzute, indiferent de indicatorul
luat în considerare. La nivel general (TEG), a fost posibilă obţinerea unei productivităţi nete la
recoltarea cu maşina de tip harvester de ordinul a circa 27 m3 × h-1 (74 de arbori recoltaţi pe oră
sau 323 de piese rezultate pe oră), care putea fi îmbunătăţită într-o oarecare măsură dacă nu se
recurgea şi la fasonarea suplimentară a vârfului (29 m3 × h-1). În condiţiile date au fost necesare
circa 0,04 ore pentru a se recolta un m3 de lemn (0,013 ore pentru recoltarea unui arbore
respectiv 0,003 ore pentru fiecare piesă fasonată), aspecte care puteau fi îmbunătăţite la rândul
lor dacă se excludea fasonarea suplimentară a vârfului (0,03 h × m-3).
Tabelul 5. Estimaţii privind indicatorii performanţei: productivitatea şi eficienţa Estimations of performance indicators: efficiency and productivity
Estimaţii cu privire la indicatorii performanţei la
recoltarea lemnului cu maşina de tip harvester
Tratamentul experimental
Valoarea estimată
Date utilizate în calcul TP
(ore) TP** (ore)
P (m3)
P (arbori)
P (piese)
Productivitatea netă PVnet (m3×h-1)
TEO1 28,889 9,845 - 284,408 - - TEO2 21,279 4,216 - 89,712 - - TEG 26,607 14,061 - 374,120 - -
Productivitatea netă PAnet (arbori×h-1)
TEO1 77,806 9,845 - - 766 - TEO2 66,176 4,216 - - 279 - TEG 74,319 14,061 - - 1045 -
Productivitatea netă PPnet (piese×h-1)
TEO1 345,658 9,845 - - - 3403 TEO2 271,110 4,216 - - - 1143 TEG 323,306 14,061 - - - 4546
Eficienţa netă EVnet (h×m-3)
TEO1 0,035 9,845 - 284,408 - - TEO2 0,047 4,216 - 89,712 - - TEG 0,038 14,061 - 374,120 - -
Eficienţa netă EAnet (h×arbore-1)
TEO1 0,013 9,845 - - 766 - TEO2 0,015 4,216 - - 279 - TEG 0,013 14,061 - - 1045 -
Eficienţa netă EPnet (h×piesă-1)
TEO1 0,003 9,845 - - - 3403 TEO2 0,004 4,216 - - - 1143 TEG 0,003 14,061 - - - 4546
Productivitatea netă PVnet* (m3×h-1)
TEO1 31,541 - 9,017 284,408 - - TEO2 23,621 - 3,798 89,712 - - TEG 29,194 - 12,815 374,120 - -
Productivitatea netă PAnet* (arbori×h-1)
TEO1 84,951 - 9,017 - 766 - TEO2 73,460 - 3,798 - 279 - TEG 81,545 - 12,815 - 1045 -
Productivitatea netă PPnet* (piese×h-1)
TEO1 377,398 - 9,017 - - 3403 TEO2 300,948 - 3,798 - - 1143 TEG 354,741 - 12,815 - - 4546
Eficienţa netă EVnet* (h×m-3)
TEO1 0,032 - 9,017 284,408 - - TEO2 0,042 - 3,798 89,712 - - TEG 0,034 - 12,815 374,120 - -
Eficienţa netă EAnet* (h×arbore-1)
TEO1 0,012 - 9,017 - 766 - TEO2 0,014 - 3,798 - 279 - TEG 0,012 - 12,815 - 1045 -
Eficienţa netă EPnet* (h×piesă-1)
TEO1 0,003 - 9,017 - - 3403 TEO2 0,003 - 3,798 - - 1143 TEG 0,003 - 12,815 - - 4546
Notă: *Inclusiv fasonarea vârfului; **Exclusiv timpul consumat cu fasonarea vârfului;
56
4.1.5. Comparaţii cu rezultatele raportate de alte studii Productivitatea utilajelor de tip harvester este influențată de o mulțime de factori precum
volumul mediu al arborilor, desimea arboretului, tipul de tăiere aplicată etc. Față de alte studii
(Huyler și LeDoux 1999, Richardson et al.1995) productivitatea netă obținută a fost aproape
dublă, lucru ce poate fi explicat de către aplicarea tăierilor rase în cazul de față comparativ cu
alte tăieri aplicate în celelalte studii. Pentru condiții relativ asemănătoare în ceea ce privește
volumul arborelui mediu (0,34 m3 × fir-1), Andresson (1994) a raportat o productivtate netă de
ordinul a 22.2 m3 × h-1. Rezultatele cercetărilor de față sunt comparabile cu cele raportate de
Glöde și Sikström (2001) care pentru condiții aproape identice în ceea ce privește diametrul la
înălțimea pieptului, înălțimea arborelui volumul arborelui mediu și specia productivitatea orară a
fost de ordinul a 27.4 m3 × h-1. Totuși în condițiile menționate de autori s-au luat în considerare
cantittea de lemn ca intrare în proces și nu cea rezultat în urma procesului iar tipul tăierii a fost
de tip selectiv.
În ceea ce privește operațiile de curățire de crăci și secționare, rezultatele prezentelor
cercetări sunt comparabile cu cele obținute de Szewczyk et al. (2010) și de Visser et al. (2011).
Astfel, autorii mentionți au precizat proporții de participare a consumului de timp cu curățirea de
crăci și secționarea de ordinul a 40-45% iar în cercetările de față s-au constatat proporții de circa
45-50%, probabil mai mari datorită unor alte condiții operaționale cum ar fi elagajul arborilor.
4.2.Consumul de timp şi productivitatea muncii la colectarea lemnului
cu tractorul forwarder
4.2.1.Statistici descriptive privind consumul de timp şi variabilele operaţionale Studiul de timp pentru tractorul de tip forwarder a fost condus în condiţiile descrise în
paragraful 3.1.1.5 pentru un număr total de 12 zile de lucru, ocazie cu care, cu acest tip de utilaj
a fost extrasă o cantitate de lemn estimată la circa 1519 m3. Cu ocazia colectării datelor de teren
prin aplicarea procedurilor expuse anterior, s-a înregistrat şi consumul de timp datorat diferitelor
întârzieri (TÎ). Din consumul total de timp înregistrat la locul de muncă (TT) care a totalizat
circa 103 ore (371671 secunde), timpul productiv (TP) a înregistrat o proporţie de participare în
TT de circa 77% (circa 80 de ore, respectiv 286990 secunde), după cum se prezintă în Figura
26.
57
Figura 17. Distribuţia timpului productiv (TP) şi a timpului consumat cu întârzieri (TI) în totalul timpului consumat la locul de muncă (TT) Share of productive and delay time expenditures in the workplace time
Timpul productiv (TP) a totalizat consumurile de timp aferente elementelor de muncă
descrise în paragraful 3.1.1.3, şi a fost înregistrat pentru un număr de 125 de cicluri de muncă de
colectare cu tractorul forwarder ce s-a luat în studiu. Întârzierile ce s-au contorizat pe parcursul
studiului s-au grupat în trei categorii: tehnice, organizatorice și personale. În conformitate cu
Relaţia 2, prezentată în paragraful 3.1.1.3, structura unui ciclu de muncă la colectarea cu
tractorul forwarder a fost compusă din mai multe elemente de muncă (timp). În Figura 27 şi în
Tabelul 28 se prezintă proporţiile de participare a consumurilor de timp pe diferite elemente de
muncă în structura unui ciclu de muncă de colectare iar, în Tabelul 29 se prezintă statisticile
descriptive privind consumurile de timp pe elemente de muncă după cum acestea au fost
calculate pe baza unui număr de 125 de cicluri de muncă. Unele dintre elementele de muncă
luate în studiu nu au apărut pe bază ciclică. Acesta este şi motivul pentru care în numărul de
observaţii pe baza căruia s-au calculat statisticile descriptive diferă. După cum se poate observa
în Tabelul 28 şi în Figura 27, în structura consumului total de timp fără întârzieri (timpul
productiv), proporţia cea mai mare a fost ocupată de către încărcarea masei lemnoase, incluzând
aici şi consumul de timp generat de manevrele de aranjare a lemnului în reomrca tractorului. În
ordine descrescătoare, proporţii însemnate din consumul total de timp au fost cele legate de
descărcarea sarcinilor sau transbordarea acestora în mijloace auto în platforma primară (21,20%),
consumul de timp la cursa în plin (20,98%), care, dacă se însumează cu consumul de timp
implicat de deplasările între tasoanele de lemn ar fi trecut pe locul al doilea în ierarhia proporţiei
de participare.
Consumul de timp pentru efectuarea curselor în plin, incluzând aici timpul consumat
pentru deplasarea între locul în care sarcina a fost complet formată şi aranajată prin încărcare, a
58
avut o proporţie de participare de circa 16%, iar diferite alte operaţii efectuate în platforma
primară şi în parchet au fost responsabile penru circa 3% din consumul total de timp productiv.
Tabelul 6. Structura consumului de timp la locul de muncă Workplace time structure
Categoria de consum de timp
Abreviere
Valori Total
(secunde) Total (ore)
Proporţie de
participare (%)
Consum de timp pentru cursele în gol
TCG
45568
12,66
15,88
Consum de timp pentru deplasări între tasoane TDIT 20999 5,83 7,32
Consum de timp pentru încărcări de sarcini TIF 91486 25,41 31,88
Consum de timp pentru curse în plin TCP 60214 16,73 20,98
Consum de timp pentru descărcări/transbordări TDT 60834 16,90 21,20
Consum de timp pentru alte operaţii în PP sau P TAOPP 7889 2,19 2,75
Consum de timp pentru activităţi productive TP 286990 79,72 77,22
Întârzieri TI 84681 23,52 22,78
Consum de timp total la locul de muncă TT 371671 103,24 100
Figura 18. Proporţia de participare a consumurilor totale de timp pe elemente de muncă în consumul total de timp productiv (TP) Share of elemental time expenditures in the productive time (TP)
59
După cum se poate observa, în medie, un ciclu de muncă de colectare a durat circa 2289
secunde (circa 38 de minute sau circa 0,64 ore), în condiţiile în care, în medie, s-au încărcat-
descărcat (transbordat) circa 162 de piese la o cursă, şi s-a deplasat, în medie, un volum de circa
12 m3 pe cursă prin operaţii de colectare a lemnului. Numărul de piese deplasate la o cursă a
variat destul de larg, între 75 şi 294, aspect ce s-a reflectat şi în cantitatea deplasată care a variat
între circa 3 şi 19 m3 . Pe baza celor 61 de observaţii luate în calcul, distanţa de colectare a variat
înre circa 150 şi 873 metri, cu o medie de circa 480 m .
4.2.2.Modelarea consumului de timp la operaţii de încărcare-descărcare şi deplasare a lemnului cu tractorul forwarder Elementele de muncă ale căror consum de timp poate fi relaţionat cu distanţa de
deplasare sunt tocmai cele ce implică deplasarea utilajului. În Figura 28 se prezintă relaţiile
estimate între consumul de timp la efectuarea curselor în plin şi în gol (TCP, TCG), consumul de
timp la efectuarea cursei în plin prin adăugarea timpului consumat la deplasarea între tasoanele
de lemn pentru efectuarea încărcării (TCP+TDIT), timpul total de deplasare (TD = TCG +
TDIT+TCP) respectiv distanţa de colectare (DC). Relaţiile în cauză au fost estimate prin aplicarea
tehnicilor regresiei liniare simple, după procedurile expuse în paragraful 3.3.2.2. După cum se
observă, variaţiile consumurilor de timp pentru elementele de muncă aminitite, ca şi a
consumului de timp total implicat de deplasarea utilizajului, pot fi exprimate la un nivel
satisfăcător de către variaţia distanţei de colectare (DC), inclusiv prin coeficienţii de determinaţie
ale căror valori au fost estimate la 0,62-0,80, indicând proporţii de explicare a variaţiilor
consumurilor de timp cuprinse între 62 şi 80%. Timpul consumat cu deplasări a fost cel mai bine
explicat de către distanţa de colectare (R2=0,80), în timp ce asocierea dintre TCP şi TDÎT a fost cel
mai slab explicată (R2=0,62) probabil datorită unor viteze difierite de deplasare în cazul cursei în
plin respectiv de deplasare între tasoanele de lemn. Totuşi, coeficientul de determinaţie a fost
ridicat indicând validitatea modelului rezultat. După cum se observă, modelul realizat pentru
cursa în gol indică faptul că, la o aceeaşi distanţă de colectare (în condiţiile în care aceasta a fost
descrisă la paragraful 3.1.1.3), consumul de timp va fi mult mai mic faţă de cel de la cursa în
plin sau de la cursa în plin incluzând aici şi deplasările între tasoanele de piese de lemn (Figura
28). De asemenea, variaţia timpului total de deplasarea s-a pliat mult mai bine la variaţia
distanţei de colectare, mascând, probabil, efectul unor viteze de deplsasare diferite între
tasoanele de piese de lemn, ca şi al efectului unei viteze, probabil mai mari, la efectuarea cursei
în gol, prin încorporarea variaţiilor acestora într-un consum total de timp.
60
Figura 19. Relaţiile dintre consumul de timp la cursa în gol (TCG), cursa în plin (TCP), timpul de deplasare (TD) şi distanţa de colectare (DC) Realtion between the time expenditure of empty travel (TCG), loaded travel (TCP), travel time (TD) and the forwarding distance (DC)
În Figura 29 se prezintă rezultatul estimării relaţiei dintre timpul consumat la deplasare şi
distanţa totală parcursă la fiecare ciclu de muncă în parte. Deşi coeficientul de determinaţie în
acest ultim caz nu s-a îmbunătăţit faţă de cel prezentat pentru relaţia dintre TD şi DC, modelul
inclus în figura menţionată este util în estimarea consumului de timp la deplasare, ca şi a vitezei
globale de deplasare a utilajului pe suprafaţa parchetului. În conformitate cu procedurile de
estimare a modelului, modelul rezultat porneşte de la premisa că la o distanţă de deplasare egală
cu zero (inexistenţa unei curse) timpul consumat este egal cu zero (regresia prin origine).
Variaţiile ce apar în acest caz, indicând o diferenţă de 22% până la un coeficient de determinaţie
de 1 (100%) sunt cele care se datorează, probabil, variaţiilor de viteză între anumite elemente de
muncă.
Figura 20. Relaţia dintre consumul de timp la deplasare (TD) şi distanţa totală parcursă (DTP)
61
Realtion between the travel time (TD)and total travelled distance (DTP)
În Figura 30 se prezintă relaţia funcţională dintre consumul de timp pentru efectuarea
completă a unui ciclu de muncă de colectare fără întârzieri (TCMCF) şi distanţa de colectare (DC).
Valoarea coeficientului de determinaţie în acest caz, care indică o dependenţă mai degrabă
scăzută între cele două variabile, poate fi datorată variaţiilor foarte mari în consumul de timp ce
nu pot fi explicate numai de distanţa de colectare, şi care apar datorită altor factori ce pot
depinde de modul în care s-au efectuat alte elemente de muncă cum ar fi încărcarea şi
descărcarea masei lemnoase, dat fiind faptul că, pentru aceste elemente de muncă, consumul de
timp a variat în limite destul de largi. Din acest motiv, s-a recurs la aplicarea procedurilor
regresiei multiple retrograde pas cu pas, descrise în paragraful 3.1.1.5, pentru a se deriva
modelul inclus în Tabelul 31. După cum se observă în tabelul menţionat, nu toate presupunerile
iniţiale s-au dovedit a fi adevărate.
De exemplu, variabilele măsurate pe scală nominală cum ar fi tipul de sortiment încărcat
(TSI) şi modalitatea de descărcare (MD) a pieselor de lemn nu au devenit variabile relevante în
explicarea variaţiei consumului de timp la nivelul unui ciclu de muncă de colectare a masei
lemnoase. Acelaşi lucru a fost valabil şi în cazul unor variabile măsurate pe scară continuă cum
ar fi numărul de piese deplasate (NPD), variabilă care, de asemenea, nu a fost relevantă în
explicarea variaţiei TCMCF, dar probabil, efectul TSI şi NPD în explicarea variaţiei TCMCF este
surprins parţial în variaţia V, datorită faptului că volumul colectat pe cursă a fost calculat în
funcţie de numărul de piese încărcate şi de tipul sortimentelor cărora ultimele le-au aparţinut.
Figura 21. Relaţia dintre consumul de timp la nivel de ciclu de muncă de colectare cu tractorul forwarder (TCMCF) şi distanţa de colectare (DC) Realtion between the cycle-time expenditure (TCMCF)and the forwarding distance (DC)
Pe lângă distanţa de colectare (DC), dintre variabilele măsurate pe scară continuă, numai
volumul încărcat şi deplasat de masă lemnoasă (V) a devenit o variabilă semnificativă în
62
explicarea consumului de timp la efectuarea unui ciclu de muncă de colectare a masei lemnoase.
Judecând după valoarea statisticii estimate p, acesta a fost chiar mai relevant decât distanţa de
colectare, probabil datorită proporţiei mai mari de timp consumată cu încărcarea şi descărcarea
masei lemnoase. Coeficientul de determinaţie având valoarea de 0,70 indică faptul că, variaţia
comună a distanţei de colectare (DC) şi a volumului colectat (V) explică variaţia consumului de
timp la colectarea lemnului în proporţie de 70%.
Tabelul 7. Modelul de estimare a consumului de timp la colectarea cu tractorul forwarder Time expenditure model for forwarding operations
Modelul empiric Statisticile modelului N R2 F Semnif.
F Variabile
independente Valoarea
p Semnif.
p TCMCF (sec.) = 1,522 × DC (m) + 100,447 × V (m3) + 397,773
61
0,70 68,43 <0,001 DC (m) <0,001 *** V (m2) <0,001 ***
Notă: *** Semnificativ la α = 0,001
De asemenea, judecând după semnificaţia statisticii F, modelul global estimat a fost
foarte semnificativ la pragul de încredere α = 0,001, aspect valabil şi în cazul celor două
variabile independente luate în considerare. Utilizarea modelului inclus în tabelul anterior este
simplă. Astfel, pe baza distanţei medii de colectare pentru o anumită suprafaţă supusă operaţiilor
de exploatare a lemnului, şi pe baza unei sarcini medii ce se întrevede a se colecta pe cursă, se
poate determina consumul de timp la o cursă. De exemplu, pentru o distanţă medie de colectare
de 480 m, şi o sarcină medie pe cursă de circa 12 m3 (Tabelul 30), consumul mediu de timp la
colectarea lemnului va fi de circa 2334 secunde (1,522 × 480 + 100,447 × 12 + 397,773), valoare
apropiată de cele raportate pentru indicatorii tendinţei centrale privind variabila TCMCF (Tabelul
29).
În ceea ce priveşte limitele modelului dezvoltat, trebuie să se precizeze aici faptul că,
similar oricăror domenii de cercetare care utilizează proceduri de modelare prin tehnicile
regresiei, modelul dezvoltat este valabil doar în condiţii similare celor în care acesta a fost
dezvoltat. În acest sens, pot fi consultate limitele (valorile minime şi maxime) pentru statisticile
descriptive incluse în Tabelul 30. Prin consultarea acestora rezultă că, în viitor, ar trebui conduse
studii similare, atât pentru a se pune în evidenţă efectul altor variabile asupra variaţiei
consumului de timp cât şi pentru a se acoperi un ecart mai mare din punct de vedere al variaţiei
unor variabile operaţionale, deoarece modelul dezvoltat acoperă distanţe în ecartul 150-870 m,
iar extrapolarea în afara acestor limite, conform procedurilor regresiei (Zar 2010) nu este
indicată.
63
4.2.3.Estimarea indicatorilor performanţei la colectarea lemnului cu tractoarul forwarder: productivitatea şi eficienţa Estimaţii cu privire la indicatorii performanţei la colectarea lemnului cu tractorul
forwarder pentru condiţiile studiate sunt incluse în Tabelul 32. Se observă faptul că, pentru
aceleaşi condiţii medii operaţionale, productivitatea muncii a fost afectată de întârzieri, fapt
concretizat într-o productivitate netă mai mare de circa 1,3 ori decât cea brută, ultima fiind
calculată şi prin includerea întârzierilor.
Tabelul 8. Estimaţii cu privire la indicatorii performanţei la colectarea lemnului cu tractorul forwarder în condiţiile studiate Performance indicators of forwarding operations in the studied conditions
Estimaţii cu privire la indicatorii performanţei la colectarea lemnului cu
tractorul forwarder
Valoarea estimată
Date utilizate în calcul TT
(ore) TP
(ore) P
(m3) Productivitatea netă Pnet (m3×h-1) 19,05 - 79,73 1519,16 Productivitatea brută Pbrut (m3×h-1) 14,71 103,24 - 1519,16 Eficienţa netă Enet (h×m-3) 0,052 - 79,73 1519,16 Eficienţa brută Ebrut (h×m-3) 0,068 103,24 - 1519,16
Figura 22. Variaţia productivităţii nete la colectarea lemnului în funcţie de distanţa de colectare în condiţiile studiate Variation of net production rate as a function of forwarding distance in the studied conditions
În condiţiile studiate, eficienţa la colectarea lemnului cu tractorul forwarder, calculată
drept raportul dintre resursele de timp sub formă de intrări şi producţia realizată estimată (P),
pentru a se determina necesarul de resurse de timp necesare pentru colectarea unei unităţi de
produs, a fost de circa 0,05 ore, însemnând că pentru fiecare m3 de lemn colectat în condiţii
medii au fost necesare circa 3 minute.
64
În Figura 31 se prezintă variaţia productivităţii nete în funcţie de distanţa de colectare,
pentru ecartul de distanţe care s-a luat în studiu pentru cercetările de faţă. Se constată faptul că,
la distanţe corespunzând cu cele minime în prezentul studiu (circa 150 m), productivitatea orară
este de ordinul a 24 m3, iar pentru distanţe de colectare egale cu cele maxime luate în considerare
în prezentul studiu (circa 870 m), productivitatea orară este de ordinul a 15,5 m3. Curba
prezentată în poate fi aproximată cel mai bine prin modelul polinomial prezentat în Relaţia 9.
Pnet = 0,000007 × DC2 - 0,019521× DC + 26,892038 (4.9)
4.2.4.Comparaţii cu rezultatele raportate de alte studii
Ciclul de muncă la deplasarea lemnului din parchet în platforma primară cu tractorul de
tip forwarder este alcătuit din diferite elemente de muncă descrise în paragraful 3.1.1.3, care în
principiu sunt în număr de cinci după cum se precizează și în alte referințe de specialitate
(Manner et al.2013). Dacă comparăm timpul necesar curselor în gol precum și în plin, rezultatele
obținute sunt diferite de cele în studiul lui Nurminen et al.(2006) care precizează că în cazul
celor două tipuri de curse consumurile de timp sunt relativ egale. Un lucru ce poate explica
diferența de 5% între cursa în plin față de cea în gol în cazul studiului de față este faptul că
datorită sarcinii mari pe cursă și a denivelării căii de colectare, operatorul a fost nevoit să reducă
viteza de deplasare la cursa în plin pentru a împiedica balansarea utilajului. Comparativ cu
rezultatele raportate de Brunber et al.(2006) care au precizat că proporția cea mai mare din
timpul productiv a fost ocupată de consumul de timp cu încărcarea masei lemnoase (41%),
rezultatele studiului de față au indicat o proporție a consumului de timp pentru încărcare care a
reprezentat circa 32% din timpul productiv. Totuși, în studiul de față ponderea de 32% poate să
fie rezultatul unor distanțe mari de colectare, prin urmare, a unor consumuri mai mari de timp
pentru acele elemente de muncă reprezentând deplasări ale utilajului. Productivitatea orară este
în stânsă legătură cu distanța de colectare, lucru determinat și în alte studii ce precizează că
distanțele scurte cuprinse între 100 (Suwala 1999) și 200 – 400 metri (Dvorak et al.2006) sunt
cele corespunzătoare performanțelor maxime ale tractoarelor forwarder. În prezentul studiu
productivitatea maximă a fost de 24 m3 x h-1 pentru distanțe de colectare de 150 metri.
Rezultatele obținute în alte studii indică diferite productivități care depind de diferiți factori cum
ar fi distanța de colectare, volumul sarcinii și altele. Pentru distanțe de sub 100 metri și sarcini
medii de circa 10 m3 Ghaffariyan et al. (2007) au indicat productivități de circa 18 m3 pe oră.
Aceași autori precizează faptul că operațiile de încărcare au ocupat circa 52% din timpul
productiv.
65
Pentru condițiile unor rărituri și utilizarea unui forwarder de dimensiuni mici Spinelli și
Magnanotti (2010) au indicat productivități de ordinul a 4 -5 m3 pe oră în condițiile unor distanțe
medii de ordinul a 350 – 400 de metrii indicând de asemenea și faptul că operațiile de încărcare
respectiv descărcare au reprezentat proporțiile cele mai mari din consumul de timp. Pentru o
distanță medie de colectare de circa 700 de metri Spinelli et al. (2004) au raportat productivități
de ordinul a 18 m3xh-1 cu precizarea că încărcarea respectiv descărcarea au consumat mai puțin
ca proporție în timpul productiv față de cursa în gol și cursa în plin. În studiul lor consumul de
timp pentru cursa în gol a reprezentat circa 33%, cursa în plin 36% încărcarea 27%, descărcarea
23%, rezultate ce sunt oarecum comparabile cu cele din prezentu studiu.
4.3.Consumul de carburanţi în extracţia lemnului prin utilizarea
sistemului tehnic harvester-forwarder
În orice domeniu de activitate, consumul de carburanţi, din care se poate deriva, relativ
uşor, consumul (intrările) de energie, reprezintă un indicator important al performanţelor unui
sistem tehnic datorită faptului că se tinde spre reducerea intrărilor de energie pentru a se realiza o
unitate de produs dată. În Tabelul 33 se prezintă principalele statistici descriptive privind
consumul de carburant (motorină), după cum acesta a fost eşantionat pentru un număr de 11 zile
de muncă. După cum se arată, în condiţiile unui volum recoltat estimat la circa 1380 m3,
consumul estimat de carburant, ce include toate consumurile aferente zilelor de muncă, inclusiv
mersul în gol al maşinii fără a executa anumite elemente de muncă (cazuri foarte puţine), a fost
de circa 1565 litri. În aceleaşi condiţii de lucru s-a estimat un număr de ore de funcţionare egal
cu circa 74. Tabelul 9. Statistici descriptive privind consumul de carburant (motorină) la utilizarea maşinii de tip harvester în operaţii de recoltare a masei lemnoase Descriptive statistics of fuel consumption in the harvester case
Variabila şi unitatea de măsură Statistici descriptive Valoare minimă
Valoare maximă
Media Abaterea standard
Sume
Volum recoltat estimat, VR (m3)
76,030 176,340 125,581 ±25,537 1381,390
Consum total estimat de carburant (motorină), CC (l)
85,100 222,000 142,282 ±38,500 1565,100
Număr de ore de funcţionare, NOF
5,000 10,000 6,764 ±1,451 74,400
Consum unitar estimat de carburant (motorină), CUC (l×m-3)
0,764 1,788 1,150 ±0,290 -
Consum orar estimat de carburant (motorină), COC (l×h-1)
12,414 22,433 18,902 ±3,583 -
Notă: număr de zile observate şi incluse în eşantion = 11; testarea normalităţii a indicat că variabilele provin din distribuţii normale.
66
Prin urmare, consumul unitar mediu de carburant a fost estimat la 1,15 litri pe metrul cub
recoltat, iar consumul orar a fost estimat la circa 19 litri pe ora de lucru. Maşina luată în studiu a
avut o putere a motorului de 170 kW, iar rezultatele obţinute sunt comparabile cu cele raportate
de Klvac şi Skoupy (2009) care pentru maşini din aceeaşi clasă de putere ce au operat, de
asemenea, în tăieri rase, au raportat un consum unitar de 1.283 l×m-3. Totuşi, în studiul lor
puterea motoarelor maşinilor studiate a fost mai mică, de ordinul a 150-160 kW.
De asemenea, este posibil ca modul de organizare a muncii din studiul de faţă să fi afectat
suplimentar consumul de carburat (în studiul de faţă s-a recurs la o fasonare suplimentară a
vârfurilor rezultate din fasonarea lemnului). Pentru maşini cu puteri de 150-160 kW, aceeaşi
autori indică consumuri orare (excluzând întârzierile) de ordiul a 14-16 litri pe oră. Studiul de
faţă, care include şi diferitele întârzieri concluzionează faptul că s-au consumat o cantitate orară
mult mai mare, care, de asemenea, poate fi rezultatul unui motor mai puternic (circa 19 litri pe
ora de funcţionare).
Dacă se compară rezultatele de faţă cu cele descrise de Athanassiadis et al. (1996),
consumul unitar de carburant (l×m-3) a fost aproape dublu, autorii în cauză raportând un consum
unitar, calculat pe baza unor chestionare adresate contractorilor şi firmelor de exploatare din
Suedia, de ordinul a 0,96 l×m-3. În studiul lor Athanassiadis et al. (1996), au luat în considerare
drept unitate de produs metrul cub de lemn fără coajă. Este posibil ca, în studiul de faţă diferitele
întârzieri pe durata cărora motorul maşinii a funcţionat să fi afectat semnificativ consumul unitar.
Totuşi, acest lucru a reprezentat o realitate operaţională. Holzleinter et al. (2011) indică faptul că
pentru maşini de tip harvester având o putere similară cu cea a maşinii luate în considerare în
studiul de faţă, consumul orar de carburant a fost în domeniul 10,2-24,3 l×h-1, cu o medie de
ordinul a 15,6 l×h-1, de asemenea, semnificativ mai mică decât o indică rezultatele acestui studiu.
În Tabelul 34 se prezintă statisticile descriptive privind consumurile de carburant pentru
tractorul de tip forwarder luat în studiul de faţă. Acest tractor a avut o putere a motorului de 130
kW. În condiţiile în care s-a colectat un volum de circa 1527 m3, consumul total de carburant a
fost de circa 880 litri, pentru o durată de funcţionare a motorului de 79 de ore. Aceste date au
condus în studiul de faţă la un consum unitar mediu de 0,612 l×m-3, respectiv la un consum orar
de ordinul a 11,4 l×h-1. Rezultatele acestui studiu sunt oarecum similare cu cele raportate de
Klvac şi Skoupy (2009), care, pentru tractoare din aceeaşi clasă de putere au indicat un consum
unitar de ordinul a 0,750 l×m-3. Pe de altă parte, Athanassiadis et al. (1996) indică un consum
mediu de 0,878 l×m-3, pentru clasa tractoarelor forwarder cu puteri a motorului mai mari de 120
kW. În studiul lor, au luat în considerare volumul lemnului fără coajă, care, corectat cu proporţia
cojii poate conduce la rezultate similare cu cele raportate de Klvac şi Skoupy (2009). Consumul
unitar mai redus din studiul de faţă poate fi explicat, cel mai probabil, de volume mai mari ale
sarcinilor deplasate.
67
Holzleitner et al. (2010) indică faptul că, în condiţii date, consumul orar al tractoarelor de
tip forwarder poate să varieze între 1,3 şi 20,5 l×h-1, indicând o medie pentru eşantionul lor care
a cuprins 55 de maşini de 11,1 l×h-1, incluzând aici şi diferitele întârzieri care, cumulate, nu au
depăşit o durată de 15 minute într-o oră de lucru. Rezultatele raportate de ei sunt similare cu cele
ce au rezultat din studiul de faţă, unde consumul orar a fost de ordinul a 11,4 l×h-1, în condiţiile
în care s-au inclus în studiu şi întârzierile de diferite naturi.
Prin urmare, în condiţiile studiate, pentru livrarea unui metru cub de lemn sub formă
stivuită în platforma primară (prin recoltare şi colectare) au fost necesari, în medie, circa 1,8 litri
de motorină.
Tabelul 10. Statistici descriptive privind consumul de carburant (motorină) la utilizarea tractorului de tip forwarder în operaţii de colectare a lemnului Descriptive statistics of fuel consumption in the forwarder case
Variabila şi unitatea de măsură Statistici descriptive Valoare minimă
Valoare maximă
Media Abaterea standard
Sume
Volum colectat estimat, VR (m3)
49,780 206,300 138,801 ±46,622 1526,810
Consum total estimat de carburant (motorină), CC (l)
32,000 113,600 79,982 ±29,614 879,800
Număr de ore de funcţionare, NOF
3,000 10,000 7,182 ±1,940 79,000
Consum unitar estimat de carburant (motorină), CUC (l×m-3)
0,248 1,015 0,612 ±0,232 -
Consum orar estimat de carburant (motorină), COC (l×h-1)
4,571 15,467 11,441 ±3,654 -
Notă: număr de zile observate şi incluse în eşantion = 11; testarea normalităţii a indicat că variabilele provin din distribuţii normale.
4.4.Evaluarea resurselor de timp necesare la procesarea datelor prin
utilizarea de software specializat pentru studii de timp
4.4.1.Statistici descriptive
Pe baza autoevaluării cercetătorului care a analizat datele prin utilizarea programului
software Avix Method v. 4.6.1, durata totală a etapei de birou a studiului, incluzând aici şi
pauzele necesare ca şi alte tipuri de întârzieri nerelaţionate cu sarcinile de muncă la procesarea
datelor, a fost de 30 de zile în condiţiile unei zile de muncă totalizând un număr de 8 ore. În
urma analizei datelor a rezultat faptul că au fost necesar un număr de 270 de mişcări ale maşinii
înspre noi fronturi de lucru pentru a se recolta un număr total de 1195 arbori, rezultând un număr
mediu de 4,43 arbori recoltaţi la fiecare mişcare a maşinii. Unele dintre elementele de muncă nu
s-au repetat sistematic în fiecare dintre ciclurile de muncă analizate, iar numărul acestora într-un
ciclu de muncă a variat, destul de larg, între 6 şi 21. În urma operaţiilor de recoltare a rezultat un
68
număr total de 5169 de piese de lemn dintre care 1812 au fost specifice TVR1 şi 3357 au fost
specifice TVR2.
Figura 23. Proporţia de participare a sortimentelor de lemn cu lungimi de 3 şi 4 m în totalul pieselor de lemn pentru tratamentele experimentale luate în studiu Share of 3 and 4 meter in length wood assortments in the wood assortments data pool for the studied treatments
Distribuţia procentuală a numărului de piese de lemn rezultate pe clase de lungime,
specifică celor trei tratamente experimentale, este redată în Figura 32. După cum se observă, s-
au înregistrat diferenţe semnificative între TVR1 şi TVR2 în ceea ce priveşte numărul de piese de
lemn rezultate la lungimi de 3 şi 4 m. La nivelul tratamentului experimental general TVRG,
numărul de piese cu lungimea de 3 metri a fost predominant, reprezentând circa 70% din
numărul total de piese (Figura 32). Piesele de lemn având lungimea de 3 metri au fost detaşate
întotdeauna de la baza arborelui. Pe de altă parte, timpul consumat cu recoltarea arborilor (TRA)
nu a înregistrat diferenţe semnificative între TVR1, TVR2 şi TVRG (Tabelul 35), înregistrând,
în medie, circa 48 de secunde în toate cazurile. În aceste condiţii, consumul de timp cauzat de
procesarea datelor a înregistrat diferenţe semnificative între TVR1 şi TVR2, după cum se
prezintă în Tabelul 35, diferenţe ce au fost rezultatul şi pot fi explicate, în primul rând, de către
viteza de rulare-vizionare a fişierelor media. Prin urmare, chiar în condiţii relativ similare în ceea
ce priveşte timpul consumat cu recoltarea arborilor (TRA), după cum acesta se prezintă ca valoare
medie în Tabelul 35, timpul mediu necesar pentru analiza-procesarea unui ciclu de muncă a fost
de circa 1,5 ori mai mare în TVR1 prin comparaţie cu TVR2, chiar dacă numărul mediu de
elemente de muncă a fost, de asemenea, mai mic în TVR2. Mai mult, timpul mediu necesar
pentru a se analiza-procesa un ciclu de muncă în TVR1 a fost de circa 6 ori mai mare decât
durata medie a unui ciclu de muncă. Prin comparaţie, în TVR2, timpul necesar pentru aceleaşi
proceduri a fost, în medie, de circa 4 ori mai mare decât durata medie a unui ciclu de muncă
(Tabelul 35).
Statisticile descriptive calculate pentru variabilele TS şi TE au indicat faptul că pentru
setarea unei sesiuni de lucru (TS) au fost necesare, în medie, 35,08±5,34 secunde, cu o variaţie
69
cupinsă în intervalul 26,80 - 46,50 secunde (N=28). Pe de altă parte, activităţile de exportare a
datelor realizate după terminarea sarcinilor de analiză-procesare a datelor, au necesitat, în medie,
mai mult timp decât cele vizând setarea programului software. În conformitate cu condiţiile
descrise în acest studiu, timpul mediu necesar pentru exportarea datelor (TE), a fost, în medie, de
38,90±4,92 secunde, variind între 30,90 şi 49,50 secunde. Aceste statistici descriptive indicând
tendinţa centrală se referă la analiza fişierelor video caracterizate de durate de circa o oră. În
condiţiile în care numărul total de cicluri de muncă analizate a fost de 1195 (Tabelul 35) şi în
care numărul total de ore analizate a fost de 28, numărul mediu de cicluri de muncă analizate la
nivelul unei ore a fost de circa 42,7, fapt care conduce la concuzia firească că valorile medii ale
TS şi TE la nivelul unui ciclu de muncă au fost de 0,82 respectiv 0,91 secunde.
4.4.2.Modele de estimare a consumului de timp la analiza-procesarea
datelor
Relaţiile de dependenţă dintre consumul de timp pentru un ciclu de recoltare cu maşina
de tip harvester (TRA) şi timpul efectiv necesar pentru a se analiza un ciclu de muncă de recoltare
prin utilizarea programului AviX Method v.4.6.1 se prezintă în Figura 33, iar în Figura 34 se
prezintă relaţiile de dependenţă dintre variabilele CTP şi NEM în tratamentele experimentale
TVR1 şi TVR2. După cum se observă din figura menţionată, doar variaţia lui TRA nu a putut să
explice pe deplin variaţia din seturile de date CTP. Numai 17% din variaţia lui CTPTVR1 a fost
explicată de variaţia TRATVR1 şi numai 41% din variaţia lui CTPTVR2 a fst explicată de variaţia
lui TRATVR2. Presupunându-se că timpul necesar pentru analiza efectivă a datelor ar fi fost egal
cu zero în cazul în care timpul unui ciclu de muncă de recoltare analizat ar fi fost egal cu zero,
ecuaţiile prezentate în figura menţionată s-au estimat prin origine (termenul liber egal cu zero).
Figura 24. Relaţia funcţională dintre variaţia consumului de timp la procesarea datelor (CTP) şi variaţia consumului de timp la nivelul unui ciclu de muncă analizat (TRA)
70
Realtion between the variation of data processing time expenditure and the variation of cycle-time expenditure
Figura 25. Relaţia funcţională dintre variaţia consumului de timp la procesarea datelor (CTP) şi variaţia numărului de elemente de muncă analizate într-un ciclu demuncă (NEM) Realtion between the variation of data processing time expenditure and the variation of analyzed number of work elements
În urma aplicării analizei corelaţiei, nu s-au identificat asocieri putrnice între variabilele
independente NEM şi TRA, cazuri în care coeficienţii de corelaţie simplă (R) au fost de 0,57,
0,45 şi 0,48 pentru cazurile TVR1, TVR2 şi TVRG, fapt care a permis estimarea dependenţelor
dintre variabilele dependente CTP şi perechile de variabile independente TRA şi NEM (în TVR1
şi TVR2), respectiv dependenţele dintre CTP şi variabilele independente TRA, NEM şi VRFV (în
TVRG) prin utilizarea tehnicilor regresiei liniare prin origine (RLO). Modelele privind estimarea
consumului de timp se prezintă în Tabelul 36.
Tabelul 11. Modele pentru estimarea consumului de timp în analiza-procesarea asistată de calculator a datelor înregistrate video în studii de timp Time expenditure models for computer-aided data analysis and processing
Modele estimate N R2
ajust. F
Semn. F
Variabile independente
Valoarea p
CTPTVR1 (sec.) = 10,811 × NEMTVR1 + 2,449 × TRATVR1 (sec.)
402 0,96 5584,93 <0,0001 TRATVR1 <0,0001 NEMTVR1 <0,0001
CTPTVR2 (sec.) = 10,847 × NEMTVR2 + 0,915 × TRATVR2 (sec.)
793 0,97 13654,66 <0,0001 TRATVR2 <0,0001 NEMTVR2 <0,0001
CTPTVRG (sec.) = 9,691 × NEMTVRG + 1,251 × TRATVRG (sec.) + 74,372× VRFV*
1195 0,97 11672,90 <0,0001 TRATVRG <0,0001 NEMTVRG <0,0001 VRFV <0,0001
CTPE (sec.) = 11,047 × NEMTVRG + 1,245 × TRATVRG (sec.) + 74,110× VRFV * – 16,927
1195 0,60 589,37 <0,0001 TFPtGET <0,0001 NWE <0,0001 VRFV <0,0001
Notă: * VRFV= 0 în TVR2 şi VRFV = 1 în TVR1.
71
După cum se poate observa, capacitatea de explicare a variabilelor independente utilizate
s-a îmbunătăţit substanţial. Totuşi, rezultatele prezentate includ efectul algoritmului de calculare
care este specific RLO (Eisenhauer 2003) din moment ce coeficientul de determinaţie al
modelului CTPE (care a fost calculat prin utilizatea tehnicilor regresiei liniare ordinare), chiar
dacă s-a îmbunătăţit, nu a depăşit valoarea de 0,60. Toate modelele deavoltate au fost foarte
semnificative la nivelul de încredere ales, un fapt ce a fost de asemenea adevărat în cazul
variabilelor independente ce s-au utilizat. În timp ce toţi coeficienţii estimaţi au indicat
magnitudini semnificative asupra variaţiei consumului de timp necesar pentru a se analiza datele
(TVR1, TVR2, TVRG), o viteză de rulare-vizionare egală cu jumătate din viteza reală poate să
adauge un număr de 74 de secunde în bugetul timpului consumat la analiza datelor (Tabelul 36).
4.4.3.Eficienţa în sarcini de setare, analiză şi export a datelor la
procesarea datelor Managementul personal al timpului, care este specific oricărei persoane, poate să afecteze
consumul de timp implicat de procesarea datelor în studii de timp în care se utilizează programe
de calculator pentru analiza datelor de pe fişiere media, putând să rezulte în acest fel, proporţii
variate ale timpului utilizat efectiv în consumul total de timp alocat sarcinilor de procesare a
datelor. În studiul de faţă, cercetătorul care a analizat datele cu ajutorul programului software
AviX Method v. 4.6.1 a avut un timp alocat pentru muncă de 240 de ore (30 de zile), timp în care
s-a analizat un număr de 28 de ore de înregistrarea video. Suplimentar, s-au utilizat 5 ore pentru
a se colecta date cu privire la timpul necesar pentru setarea şi exportul datelor pentru cele 28 de
fişiere media analizate. Consumul crescut de timp necesar pentru analiza datelor poate fi explicat
prin prisma sarcinilor de analiză destul de solicitante care au necesitat o concentrare intensivă a
atenţiei cercetătorului asupra separării precise a elementelor de muncă, după cum acestea s-au
manifestat pe înregistrările video, din moment ce numărul şi complexitatea acestora a fost mai
degrabă mare în studiul de faţă. Totuşi, în urma calculelor a rezultat faptul că timpul necesar
pentru a se seta parametrii de analiză pentru un fişier video, analiza-procesa şi exporta datele a
diferit semnificativ între tratamentele statistice luate în studiu. De exemplu, la evaluarea
eficienţei în procesarea datelor în TVR1 (ETVR1) s-au obţinut valori de 274,26 secunde la nivelul
unui ciclu de muncă complet analizat, indicând faptul că resursele de timp necesare pentru
analiza-procesarea datelor au fost semnificativ mai mari decât cele din TVR2 (ETVR2 = 193,55
secunde × ciclu de muncă-1). La nivel general, pentru ETVRG s-a calculat o valoare de 220,70
secunde necesare pentru aceleaşi sarcini de procesare. Prin urmare, pentru a se procesa un ciclu
de muncă în conformitate cu definiţiile incluse în paragraful 3.1.1.3, au fost necesare circa 0,08,
0,05 respectiv 0,06 ore în condiţiile TVR1, TVR2 şi TVRG.
72
4.4.4.Comparaţii cu rezultatele raportate de alte studii
După cunoştinţele proprii, până în prezent nu s-au mai raportat rezultate cu privire la
problema abordată anterior. Totuşi, se pot formula unele recomandări cu privire la utilizarea de
programe software pentru conducerea de studii de timp specifice operaţiilor forestiere de
maniera celui prezentat în această lucrare. În primul rând, utilizarea unor astfel de programe
software îl ajută pe cercetător la separarea foarte precisă a elementelor de muncă pe care
intenţionează să le delimiteze, un fapt ce poate fi atins prin diferite funcţionalităţi generale ale
programului cum ar fi cele legate de ajutorul la poziţionarea punctelor de fixare ca şi cele legate
de posibilitatea alterării vitezei de rulare-vizionare sau de introducere a unor noi elemente de
muncă pe măsură ce acestea se manifestă pe fişierele video. În mod suplimantar, diferitele tipuri
de întârzieri pot fi identificate, codificate şi excluse din analiză pe baza codurilor după ce acestea
au fost delimitate în fişierul media. Mai mult, calculele care în situaţii contrare sunt necesare şi
care sunt specifice studiilor de timp ce aplică metoda cronometrării continue, sunt excluse chiar
prin implementarea funcţiilor de export ale programului software după proceduri adecvate de
codificare a elementelor de muncă şi de timp identificate.
Acest studiu s-a concentrat pe cea mai complexă structură posibil de delimitat a unui
ciclu de muncă de recoltare mecanizată, prin divizarea acestuia într-un număr de elemente de
muncă cât mai apropiat de cel maximum posibil, un fapt care a presupus o analiză de detaliu a
fişierelor video, care a şi pus în evidenţă faptul că resursele de timp necesare pentru analiza
datelor pot să fie intensive. Totuşi, rezoluţia la care sunt conduse studiile de timp în mod obişnuit
în ştiinţa aplicată din domeniul operaţiilor forestiere poate să difere semnificativ de la un studiu
la altul. Mai mult, în studiile la nivel elemental conduse într-o manieră tradiţională, ca şi în acele
studii în care din punct de vedere logistic se utilizează calculatoare debuzunar, acurateţea poate fi
afectată de variabilitatea indusă de cercetător (Spinelli et al. 2013). Prin urmare, aspectele
menţionate anterior pot să conducă la mai multe aspecte. În primul rând, ar fi necesare mai multe
cercetări pentru a se estima consumul de timp necesar pentru analiza datelor atunci când se
utilizează programe software industriale, din moment ce numărul de elemente de muncă
separate, ce poate fi specific diferitelor designuri statistice poate varia destul de amplu iar timpul
necesar pentru a se analiza datele poate fi afectat de numărul lor din moment ce fiecare dintre
acestea necesită interacţiuni cu programul software utilizat. Mai mult, viteza de rulare-vizionare
utilizată poate afecta rezultatele resursele de timp necesare în astfel de sarcini după cum s-a
demonstrat anterior. În lucrarea de faţă s-au testat doar două viteze de rulare-vizionare care au
73
fost oarecum corelate cu viteza şi durata elementelor de muncă analizate. Totuşi, este probabil ca
în cazuri bine justificate să se utilizeze viteze mai mari de rulare-vizionare, mai ales atunci când
se are de a face cu elemente de muncă caracterizate de durate foarte lungi. Viteza la care se
analizează anumite elemente de muncă poate fi alterată în caz de necesitate. Chiar dacă
consumul de timp necesar pentru setarea unei sesiuni de lucru a fost considerat ca fiind
independent de anumite variabile în prezenta lucrare, acesta poate fi afectat de numărul de
elemente definite ca şi de procedurile de codificare ale acestora, prin urmare este probabil ca
studiile care utilizează proceduri similare pentru un număr diferit de elemente de muncă să
genereze consumuri de timp diferite. Pe de altă parte, procedurile de export a datelor vor fi, mai
degrabă, aceleaşi indiferent de influenţa anumitor variabile exceptând nivelul de familiarizare a
cercetătorului cu programul. Prin urmare, în studii care vor fi caracterizate de un design mai
simplu şi care vor utiliza viteze mai crescute pentru procesarea datelor, resursele de timp
necesare vor fi semnificativ mai mici, aspecte ce conduc la ideea că rezultatele prezentate sunt
repetabile doar în circumstanţe similare. Totuşi, importanţa acestui studiu rezidă de asemenea în
identificarea factorilor care afectează consumul de timp în astfel de sarcini analitice, precum şi a
magnitudinii acestora. Trebuie menţionat aici faptul că datele exportate pot să necesite o
procesare adiţională, după cum în studiul de faţă a fost necesară dezvoltarea unui cod V.B.A.
pentru a se translata datele exportate de pe coloane pe linii. Totuşi, această secvenţă în analiza
datelor nu este afectată de variabile idependente de tipul celor prezentate în studiul de faţă, un
fapt care ar fi adevărat şi în cazul altor studii ce utilizează acelaşi program.
În timp ce mamangementul general al timpului este direct relaţionat cu competenţele şi
abilităţile cercetătorului ca şi cu experienţa şi modul de organizare a muncii sale, complexitatea
unui ciclu de muncă analizat afectează consumul de timp necesar pentru analizarea datelor. În
timp ce este destul de probabil ca, în diferite cazuri, complexitatea să fie relaţionată cu secvenţa
elementelor de muncă şi timp analizate, pentru moment a fost destul de dificilă derivarea unei
măsuri a complexităţii care să fie inclusă în modelele estimate, dar problema în cauză ar trebui
cercetată în continuare. Pe baza evaluărilor cercetătorului care a procesat datele în studiul de
faţă, utilizarea unei viteze de rulare-vizionare egală cu jumătate din cea reală a fost, mai degrabă,
contraproductivă, conducând la utilizarea de resurse de timp suplimentare şi generând oboseală
suplimentară. În acest sens, utilizarea vitezei reale de desfăşurare a operaţiilor în mod combinat
cu alterarea acesteia prin reducere doar în cazul acelor elemente de muncă care necesită o atenţie
deosebită ar fi mult mai adecvată, problemă care ar trebui să fie sudiată mai mult în viitor.
O modalitate de a se reduce consumul de timp în sarcini de procesare a datelor constă din
utilizarea unei proceduri de codificare simple pentru elementele de muncă ce se identifică într-un
studiu dat, fapt care necesită familiarizarea cercetătorului cu codurile utilizate şi care, depinzând
de numărul de elemente de muncă separate, poate fi solictiantă.
74
CAPITOLUL 5.
CONCLUZII. CONTRIBUŢII ORIGINALE.
RECOMANDĂRI PENTRU PRACTICĂ. DISEMINAREA
REZULTATELOR
5.1.Concluzii
5.1.1 Concluzii privind performanțele productive ale mașinii de tip
harvester
Din cercetările inteprinse în prezenta lucrare se pot concluziona următoarele aspecte cu
privire la performanțele productive ale mașinii de tip harvester:
(i) În structura consumului de timp la nivel de ciclu de muncă ponderea cea mai
însemnată a avut-o, după cum era de așteptat și după cum s-a mai indicat și în alte
studii, curățirea de crăci care, indiferent de tratamentul experimental delimitat și
studiat, a atins proporții de ordinul a 40 – 45%. Timpul consumat cu fasonarea
suplimentară a vârfurilor, un aspect organizațional specific studiului de față a
reprezentat peste 8 și până la 9 % din timpul productiv. Manevrarea brațului în gol
ca și în sarcină au înregistrat proporții relativ egale în consumul de timp iar
excluzând consumul de timp pentru recalibrarea dispozitivului de reprocesare,
care în esență a fost practic nesemnificativă, cele mai mici proporții în consumul
de timp au fost cele asociate cu execuția tăieturilor de doborâre;
(ii) Deși constatate doar la nivel descriptiv, între cei doi operatori au existat diferențe
semnificative în ceea ce privește consumul de timp la execuția anumitor elemente
de muncă manifestate prin proporții diferite ale consumurilor de timp pe elemente
de muncă astfel operatorul mai experimentat a avut nevoie de un timp mult mai
mic pentru execuția unui ciclu de muncă care a fost, în medie, mai mic cu circa 10
secunde deși ca structură acesta a consumat mai mult timp la curățirea de crăci;
(iii) În general în condițiile studiului de față consumul de timp aferent unui ciclu de
muncă a fost de ordinul a 49 de secunde dintre care circa 21 de secunde au fost
consumate cu operații de curățire de crăci și circa 4 secunde au fost consumate cu
75
fasonarea suplimentară a vârfurilor. Acestea au fost corelate cu un număr de circa
4 arbori recoltați la o deplasare a masinii din care s-au fasonat, în medie circa 4
piese având o lungime medie comercială de circa 14 metri distribuită majoritar la
piesele de 3 metri. În medie au fost necesare circa 4 secționări aplicate la nivelul
unui arbore pentru a se obtine sortimentele definitive;
(iv) Timpul consumat cu, curățirea de crăci a înregistrat un mod de manifestare
specific care a putut fi corelat cu lungimea și poziția pieselor fasonate într-un
arbore astfel s-a constatat faptul că s-a consumat un timp mai mare la curățirea
primei piese de 3 metri cu timpi mai mici dar egali între ei la a doua și a treia
aspect ce se poate corela cu o curățire mai amplă cu fasonarea primei piese care s-
a propagat la piesele 2 și 3. Totuși începând cu a treia piesă a început să se
manifeste efectul unei coroane mai dese cu un consum de timp mai mare la
următoarele piese de 3 metri. Dinamica proesului a fost similară și în cazul
pieselor de 4 metri;
(v) La secționare s-a manifestat o tendință inversă caracterizată de o descreștere
proporțională a consumului de timp care a fost corelată cu descreșterea secțiunilor
transversale la nivelul pozițiilor în care s-au executat tăieturile astfel dacă în
medie prima secționare a consumat circa 0,9 secunde la ultima secționare timpul
consumat a reprezentat doar o treime;
(vi) Între consumul de timp pentru execuția tehnică a anumitor elemente de muncă
respectiv variația anumior factori operaționali s-au putut stabili modele de tip
exponențial. Astfel pentru cele trei tratamente anlizate s-a constatat faptul că
timpul consumat cu curățirea de crăci poate fi exprimat în proporție de 46 până la
50% de către variația lungimii comerciale cumulate a pieselor rezultate. Cu
această ocazie s-a constatat că magnitudinea creșterii de timp în cazul operatorului
mai puțin experimentat a fost mai mare decât în cazul celui mai experimentat iar,
la nivelul tratamentului global magnitudinea creșterii consumul de timp la
curățirea de crăci a fost atenuată de către un număr mult mai mare de observații
incluse și analizate în tratamentul experimental corespunzător operatorului
experimentat. Prin urmare experiența în muncă a jucat un rol important în
performanța la curățirea de crăci după cum s-a demonstrat și în alte studii;
76
(vii) Timpul consumat cu secționarea pieselor a putut să fie exprimat într-o proporție și
mai mare (69-70%) de către variația numărului de secționări aplicate respectiv de
către numărul de piese rezultate (variabile cu valori egale de la caz la caz). În
studiul de față aceste relații au fost de tip exponențial și s-a constatat faptul că
magnitudinea consumului de timp a fost mai mare în cazul operatorului
experimentat decât în cazul celui neexperimentat dar aici a fost vorba de
consumuri de timp de ordinul a 1-9 secunde cu efecte foarte mici în consumul de
timp la nivel de ciclu de muncă;
(viii) Relațiile exponențiale între variația consumului de timp pentru execuția unui ciclu
de muncă de recoltare și variația lungimii comerciale cumulate a pieselor rezultate
au indicat o magnitudine mult mai mare în consumul de timp la operatorul
neexperimentat iar la nivel general alura curbei corespunzătoare a avut un
comportament mediu între cei doi operatori în domeniul de lungimi 4 – 10 metri și
cu o magnitudine mai mică în domeniul 20 – 25 de metri. Același comportament a
fost înregistrat și în cazul exprimării variației consumului de timp pentru execuția
unui ciclu de muncă în funcție de variația numărului de secționări aplicat s-au a
numărului de piese rezultate;
(ix) În studiul de față s-au produs estimații cu privire la indicatorii performanței
productive în speță productivitatea și eficiența muncii. Indiferent de indicator
operatorul mai puțin experimentat a fost mai puțin performant în toate cazurile iar
la nivel general fasonarea suplimentară a vârfurilor ca aspect organizatoric
articular al studiului a condus la performanțe mai reduse. La nivel global
productivitatea netă a fost a ordinul a 27 m3xh-1 respectiv circa 74 de arbori
recoltați pe oră sau circa 323 de piese fasonate pe oră. Dacă s-ar fi exclus timpul
consumat cu fasonarea suplimentară a vârfurilor aceași indicatori ar fi avut
următoarele valori: circa 29 m3xh-1, circa 82 arbori recoltați pe oră respectiv 355
de piese fasonate pe oră. În condițiile de față la nivel global au fost necesare circa
0,04 ore pentru a recolta un metru cub de lemn circa 0,01 ore pentru a recolta un
arbore și circa 0,003 ore pentru a obține o piesă;
(x) Raportat la alte studii, rezultatele studiului de față sunt explicate de condiții
operaționale diferite dar pentru condiții similare prezintă același rezultat.
77
5.1.2 Concluzii privind performanțele productive ale tractorului
forwarder
Din analiza rezultatelor studiului de față în ceea ce privește performanțele productive ale
tractorului forwarder se pot concluziona următoarele:
(i) Deși întârzierile se propagă pe alte legități față de consumurile de timp productiv în
studiul de față acestea au înegistrat o proporție de circa 23% și s-au datorat
problemelor tehnice, organizatorice și personale ce au intervenit în timpul lucrului.
(ii) În structura unui ciclu de muncă cursele în gol au reprezentat circa 16% în timp ce
cursele în plin au reprezentat circa 21% indicând cel puțin din acest punct de vedere o
viteză mai redusă la deplasarea în sarcină. Cel mai mult timp a fost cel relaționat cu
elemente de muncă precum încărcarea (32%) respectiv descărcarea sau transbordarea
lemnului în mijloace auto (circa 21%). Aceste estimații au fost calculate în condițiile
unei sarcini compuse, în medie, din circa 162 piese, cu un volum mediu de circa 12
m3 și a unei distanțe de colectare medii de circa 480 metri;
(iii) Consumul de timp pentru efectuarea cursei în gol, cursei în plin respectiv a cursei în
plin și a deplasării între tasoanele de piese au putut fi exprimate în proporție de 77, 68
respectiv 62% în funcție de variația distanței de colectare iar, timpul efectiv de
deplasare a putut fi exprimat de variația distanței de colectare în proporție de 80 %,
de asemenea, printr-o relație de tip liniar. Distanța totală parcursă la nivelul unei
curse a explicat variația consumului de timp implicat de deplasări în proporție de 78%
iar, după cum era de așteptat datorită variaților mari în consumul de timp implicat de
încărcare respectiv descărcare – transbordare, variația consumului de timp la nivelul
unui ciclu de muncă fără întârzieri a fost explicată de variația distanței de colectare
doar în proporție de 31%. Acest aspect a fost semnificativ îmbunătățit prin adăugarea
volumului sarcinii ca variabilă explicativă obținându-se în acest fel un coeficient de
determinație de 0,7. Indiferent de variabilele explicative (independente, predictori)
utilizate în diferitele modele elaborate toate acestea au fost semnificative (α= 0,001),
iar modele elaborate au trecut testele de semnificație globală (α= 0,001);
(iv) S-a constatat faptul că în condițiile studiate productivitatea a fost afectată
semnificcativ de întârzieri rezultând o productivitate netă mai mare de circa 1,3 ori
decât cea brută. Astfel prima a fost estimată la circa 19 m3 × h-1 fiind mai mare decât
cea de-a doua cu circa 4 m3 × h-1. În aceste condiții pentru a se colecta un metru cub
de masă lemnoasă au fost necesare, în condițiile studiate, circa 0,07 ore aspect ce
putea fi înbunătățit prin eliminarea întârzierilor, la o cifra de 0,05 ore pe m3 × h-1;
78
(v) Sub raport predictiv și prin luarea în considerare a unei sarcini medii corespunzătoare
studiului de față (circa 12 m3/cursă) ca și a unor distanțe de colectare medii cuprinse
între circa 150 și circa 850 de metri s-a dezvoltat un model polinomial de estimare a
productivității nete ce a indicat faptul că dacă la distanțe de 150 metri productivitatea
netă poate fi de ordinul a 24-25 m3 × h-1 aceasta scade dramatic la distanțe de 850 de
metri la circa 15-16 m3 × h-1. Totuși comparativ cu utilajele folosite curent în țara
noastră pentru colectarea lemnului, chiar și în aceste condiții tractoarele de tip
forwarder pot avea performanțe productive exceptionale;
(vi) Comparativ cu alte studii rezultatele studiului de față ca și în cazul utilajului de tip
harvester sunt explicate de condiții operaționale asemănătoare.
5.1.3 Concluzii cu privire la consumurile de carburanți ale sistemului
harvester – forwarder analizat în condițiile date
În urma studiului condus pentru estimarea consumurilor de carburanți s-a constatat
următoarele:
(i) Pentru recoltarea completă a unui metru cub de lemn au fost necesari 1,15 litri de
motorină iar consumul orar al mașinii de tip harvester a fost estimat la circa 19
litri pe ora de funcționare. Aceste rezultate sunt similare cu cele raportate de alte
studii dar sunt și discrepante prin comparație cu alte seturi de studii care indică fie
consumuri mult mai mici fie consumuri mai mari.
(ii) În cazul tractorului de tip forwarder consumul unitar mediu a fost estimat la circa
0,6 litri pe metru cub iar consumul orar la circa 11 litri pe oră. Aceste rezultate
sunt oarecum similare cu cele indicate de alte studii în limitele unor condiții
operaționale diferite și sunt aproape identice cu rezultatele raportate de studii
efectuate în condițiile Austriei.
(iii) În condițiile operaționale studiate în prezenta lucrare, pentru livrarea unui metru
cub de lemn sub formă stivuită sau transbordată în platforma primară au fost
necesari, în medie circa 1,8 litri de motorină.
5.1.4 Concluii cu privire la resursele de timp necesare în analiza și procesarea datelor în studii de timp asistate de calculator
79
(i) Până în prezent nu s-au raportat rezultate cu privire la resursele de timp necesare
și variația acestora în funcție de anumiți factori în studii de timp asistate de
calculator.
(ii) În urma studiului de față s-a constatat faptul că viteza utilizată la rularea –
vizionarea fișierelor media are efecte semnificative asupra consumului de timp
implicat de analiza – procesarea datelor prin utilizarea de programe software
specializate. Astfel pentru o viteză egală cu cea reală și pentru o durată medie a
unui ciclu de lucru analizat de circa 48 de secunde respectiv pentru un număr de
elemente de muncă de circa 14 consumul mediu de timp în analiza și procesarea
datelor a fost de ordinul a 273 de secunde fiind mult mai mare față de utilizarea
unei viteze egale cu jumătate din viteza reală, caz în care consumul mediu de timp
pentru valori relativ similare ale celorlalți parametrii a fost de circa 192 de
secunde (de circa 1,5 ori mai mare în primul caz față de cel de-al doilea, și de
circa 6 ori mai mare față de durata medie a unui ciclu de muncă);
(iii) În urma modelării s-a constatat faptul că variația consumului de timp implicat de
analiza procesarea efectivă a datelor, incluzând aici timpul necesar pentru setarea
parametrilor programului și exportul datelor a fost explicată la nivel semnificativ
de variația numărului de elemente de muncă dintr-un ciclu analizat, durata unui
ciclu de muncă analizat și de viteza de rulare - vizionare setată;
(iv) Modul de configurare al functionalităților programului, ca și complexitatea
sarcinilor de analiză – procesare privită prin prisma unui sistem delimitat în jurul
numărului de elemente de muncă și a duratelor acestora, afectează semnificativ
variația consumului de timp în astfel de sarcini de analiză. Pentru a delimita și
efectele altor componente, relații și interactiuni încă mai sunt necesare astfel de
studii dar pe de altă parte devine destul de clar faptul că elementele considerate în
studiul de față sunt semnificative;
(v) Prin urmare în studiile care ar putea fi caracterizate de un design mai simplu și
care ar putea utiliza viteze mai mari pentru procesarea datelor resursele de timp
necesare în astfel de sarcini vor fi semnificativ mai mici.
80
5.2.Contribuţii originale
Prin cercetările efectuate în prezenta lucrare s-au adus următoarele contribuții originale:
(i) s-a realizat primul studiu de analiză și evaluare a performanțelor sistemului tehnic
harvester – forwarder în condițiile forestiere românești prin luarea în considerare a
unui set exhaustiv de observații și implementarea unor proceduri de culegere și
analiză moderne și precise a datelor; s-au pus în evidență efectele locale ale
organizării muncii asupra perfomanțelor sitemului prin indicarea descreșterilor de
productivitate și eficiență datorate experienței operatorului respectiv fasonării
suplimentare a vârfului în cazul mașinii de tip harvester;
(ii) s-a cuantificat și s-a indicat trendul mediu la operațiile de curățire de crăci și
secționare indicându-se corelarea valorilor medii ale consumurilor de timp cu
mecanica proceselor în cauză;
(iii) s-a pus în evidență efectul hotărâtor pe care îl are distanța de colectare ridicată
asupra productivității muncii în cazul tractorului de tip forwarder;
(iv) s-au elaborat primele modele de estimare a consumului de timp pentru sistemul
harvester – forwarder la nivelul României în condițiile forestiere românești;
(v) s-au estimat consumurile de carburanți implicate de utilizarea acestui sistem în
condiții operaționale românești;
(vi) s-a elaborat în premieră un studiu de estimare a eficienței analizei și procesării
datelor în studii de timp asistate de calculator incluzând modele de estimare a
consumului de timp și identificarea factorilor relevanți respectiv a magnitudinii
acestora în explicarea variației consumului de timp în astfel de activități.
5.3.Recomandări pentru practică
Din rezultatele obținute ca și din experiența acumulată pe durata elaborării prezentei
lucrări se pot formula unele recomandări pentru practică după cum urmează:
(i) Utilizarea unor echipamente caracterizate de performanțe productive ridicate este
costisitoare prin urmare, dacă se vizează introducerea acestora pe scară largă în
condițiile forestiere românești ar trebui asigurate s-au dezvoltate programe de
instructaj tehnic pentru operatori astfel încât ultimii să fie familiarizați suficient cu
operabilitatea utilajelor în cauză dat fiind faptul ca acestea sunt costisitoare și că
orice tip de întârziere se resfrânge negativ asupra performanțelor;
(ii) Fasonare suplimentară a vârfurilor în timpul recoltării produce efecte negative în
performanța sistemului motiv pentru care dacă aceasta nu este impusă din alte
81
considerente este recomandabilă renunțarea la astfel de practici aspect ce ar
conduce la creșterea performanțelor;
(iii) În condiții propice (arborete de rășinoase, teren așezat, tăieri rase) utilizarea
acestui sistem este net superioară oricărui alt sistem utilizat curent utilizat în
România. Datorită acestor aspecte, în condiții similare este recomandată utilizarea
sistemului analizat cu precizarea că acesta poate genera efecte asupra solurilor
forestiere în special prin compactare. Din acest punct de vedere este
recomandabilă utilizarea sa pe timp uscat sau pe teren înghețat cum a fost in cazul
de față și în urma căruia nu s-au constatat efecte semnificative asupra solului
forestier;
(iv) Crăcile și vârfurile fasonate în studiul de față s-au valorificat către populația
locală ceea ce reprezintă un exemplu de valorificare cvasi-integrală a masei
lemnoase. Totuși în condițiile în care acestea nu se valorifică, se recomandă
plasarea lor pe traseele de recoltare colectare și nu în martoane, atenuându-se în
acest fel impactul asupra solurilor prin compactare;
(v) În ceea ce privește utilizarea programelor specializate de analiză și procesarea
datelor în studii de timp se pot recomanda mai multe aspecte:
i. Utilizarea unor sisteme de codificare simple care pot conduce la economii
substanțiale de timp;
ii. Utilizarea unor astfel de programe în analiza unor date colectate video în care
se întrevede existența unor elemente de muncă cu durată foarte scurtă, uneori
sub o secundă, care nu pot fi surprinse prin utilizarea altor tehnici;
iii. Adaptarea vitezei de rulare - vizionare la tipul de echipament forestier, prin
urmare la duratele întrevăzute la anumite elemente de muncă;
iv. Dezvoltarea unor programe software care să rezolve mai facil problematica
unor astfel de studii sau adaptarea celor existente astfel încât să corespundă
unei măsuri mai mare studilor de timp din domneiul forestier;
v. Utilizarea unor astfel de programe pe o scară mai largă datorită capabilitătilor
și functionalităților pe care le posedă inclusiv a celor legate de o acuratețe
ridicată și eliminarea erorilor în astfel de studii.
5.4.Diseminarea rezultatelor
A. Lucrări publicate în reviste indexate în baze de date internaționale (BDI):
1. Apăfăian, A.I, Boghian, V., Bratu, A., 2015: A literature review related to the
modern harvesting – forwarding equipment and the main topics of the research
82
community, in: Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary
Medicine, Cluj Napoca, Vol. 72, No. 1, 2015, Horticulture, pp. 1-16.
B. Lucrări publicate în proceeding-urile conferințelor internaționale:
1. Apăfăian, A.I, 2015: Determining the fuel consumption in case of a Komatsu
(Valmet) 941 harvester based on a four-month shift level data, in: Proceedings of the
Biennal International Symposium Forest and Sustainable Development 2014,
Transilvania University Press, ISSN 1843-505, pp.193 – 200.
2. Borz, S.A, Bîrda, M., Apăfăian, A.I, Chirac, A., 2015: Comparing the performance
of a Fuchs 714 Mu made crane operating in an intermediary storage facility when
loading 3 and 4 meter wood assortments into trucks and railway wagons, in:
Proceedings of the Biennal International Symposium Forest and Sustainable
Development 2014, Transilvania University Press, ISSN 1843-505, pp. 225 – 234.
3. Boghian, V., Apăfăian, A.I, Bratu A., Ignea, G., 2015: A review on degradation
factors affecting the forest roads and their prevention, in: Proceedings of the Biennal
International Symposium Forest and Sustainable Development 2014, Transilvania
University Press, ISSN 1843-505, pp. 209 - 214.
4. Bratu, A., Ciobanu, D.V, Apăfăian, A.I, Boghian, V., 2015: Influence of geometrical
elements on the traffic safety in forest national road intersections, in: Proceedings of
the Biennal International Symposium Forest and Sustainable Development 2014,
Transilvania University Press, ISSN 1843-505, pp. 235 – 244.
C. Lucrări prezentate la simpozioane și conferințe internationale:
1. A literature review related to the modern harvesting – forwarding equipment and the
main topics of the research community. Conferința: The 13th International
Symposium “Prospects for 3rd Millenium Agriculture” 25-27 September, Cluj-
Napoca, Romania.
2. Determining the fuel consumption in case of a Komatsu (Valmet) 941 harvester
based on a four-month shift level data. Conferința: International Symposium “Forest
and Sustainable Development 2014” 24-25 October, Brașov, Romania.
3. Analyzing the performance, material flow and energy balance when using animal
extraction in timber harvesting operations. Conferința: International U.A.B. –
B.E.N.A. Conference “Environmental Engineering And Sustainable Development”
28-30 Mai, Alba-Iulia, Romania.
4. Determining the fuel consumption when using a harvester-forwarder system to
clearcut a dried spruce stand. Conferința: The 14th International Symposium
“Prospects for 3rd Millenium Agriculture” 24-26 September, Cluj-Napoca, Romania.
D. Lucrări în curs de publicare în reviste ISI:
83
1. Apăfăian, A.I, Ignea, G., Ciobanu, D.V, Iordache E., Derczeni, R.A, Spârchez, G.,
Vasilescu, M.M, Borz, S.A, 2015: Analysing the time expenditure relative to the task
complexity in computer aided time studies implemented for highly mechanized forest
equipment. In: Annals of Forest Research.
E. Lucrări în curs de recenzie în reviste ISI:
1. Mușat, E.C, Antoniade Crissanta, C., Vișan, J., Apăfăian, A.I, Munteanu, H.,
Ciobanu, D.V, 2015: Analysis of Road Systems Variants in the Context of Bearing
Capacity Increment of Forest Roads. In: Croatian Journal of Forest Engineering.
5.5 Direcții viitoare de cercetare
În urma cercetărilor efectuate în prezenta lucrare se pot identifica unele probleme care
mai necesită atenție după cum urmează:
(i) Sistemul tehnic harvester – forwarder, deși este complet mecanizat și foarte
performant, este destul de complex motiv pentru care performanțele acestuia ar
trebui studiate prin extinderea variabilității factorilor operaționali luați în studiu în
condiții românești, probabil chiar prin testarea performanțelor productive și a
impactului asupra solului și asupra arborilor remanenți în tăieri cu volume reduse
extrase la hectar în arborete situate în terenuri înclinate cum sunt cele specifice
răriturilor românești;
(ii) Adecvarea sau inadecvarea unui astfel de sistem la condițiile forestiere românești
ar trebui studiată prin abordarea unei perspective mai largi de tipul celor LCA
(Life Cycle Assesment) comparativ cu ce se utilizează pentru a se determina
efectele sistemelor utilizate curent și a celor de tip harvester – forwarder;
(iii) În ceea ce privește utilizarea programelor profesionale la studii de timp în
domeniul forestier este importantă derivarea unor măsuri a complexității
percepute de către utilizatorii unor astfel de soluții software pentru a se putea
dezvolta modele de estimare a consumului de resurse necesare mult mai valide;
(iv) De asemenea datorită costurilor relativ mari a acestor programe software raportat
la domeniul forestier și progresul acestuia în general ca și la particularitățiile
economice românești în particular pe viitor ar trebui studiată problema dezvoltării
unei astfel de aplicații românești, mai mult problema ar putea fi adâncită prin
transpunerea activitățiilor de analiză procesare chiar în etapa studiului de teren
prin dezvoltarea aplicațiilor software necesare și a unor dispozitive de înregistrare.
84
BIBLIOGRAFIE (SELECTIVĂ)
1. Acuna M., Skinnel J., Evanson T., Mitchell R., 2011. Bunching with a self-levelling feller-buncher on steep terrain for efficient yarder extraction. Croatian Journal of Forest Engineering 32(2): 521-531.
2. Adebayo B.,A, 2006. Productivity And Cost Of Cut-To-Lenght And Whole-Tree Harvesting In A Mixed-Conifer Stand. Master Thesis, University of Idaho.
3. Alam M., Acuna M., Brown M., 2013. Self-levelling feller-buncher productivity based on Lidar-derived slope. Croatian Journal of Forest Engineering 34(2): 273-281.
4. Andresson J., Eliasson L., 2004. Effects on three harvesting work methods on harwarder productivity in final felling. Silva Fennica 38(2):195-202.
5. Andersson B., 1994. Cut-to-length and tree-length harvesting systems in central Alberta: a comparison. FERIC. Technical Report 108:32.
6. Apăfăian A.I, 2015. Determining the fuel consumption in case of a Komatsu (Valmet) 941 harvester based on a four-month shift level data. Proceedings of the Biennal International Symposium Forest and Sustainable Development 2014, Transilvania University Press,193 – 200.
7. Björheden R., Apel K., Shiba M., Thompson M., 1995. IUFRO forest work study nomenclature. Grapenberg, Sweden: Swedish University of Agricultural Science, Department of Operational Efficiency, 16p.
8. Borz S.A., Bîrda M., Ignea G., Popa B., Câmpu V.R., Iordache E., Derczeni R.A., 2014. Efficiency of a Woody 60 processor attached to a Mounty 4100 tower yarder when processing coniferous timber from thinning operations. Annals of Forest Research 57(2): 333-345.
9. Borz S.A, 2014. Evaluarea eficienței echipamentelor și sistemelor tehnice în operații forestiere. Lux Libris.
10. Borz S.A., Popa B., 2014. The use of time studies in romanian forestry: importance, achievements and future. Bulletin of the Transilvania University of Brasov 7(56).
11. Douglas R.T., 2004. Productivity of a Small Cut-to-Length Harvester in Northern Idaho.Master Thesis, University of Idaho.
12. Dvorák J., 2006. Tree damage after use of harvesters of intermediate performance. Forsttechnische Informationen , 1(2):5-7.
13. Fulvio D.F, Bergstrom D., Kons K., Nordfjell T., 2012. Productivity and Profitability of
Forest Machines in the Harvesting of Normal and Overgrows Willow Plantations.
Croation Journal of Forest Engineering 33(1):25-37.
14. Gerasimov I., Seliverstov A., Syunev V., 2012. Industrial Round wood damage and
operational efficiency losses associated with the maintenance of the delimbing and
feeding mechanism of a single grip harvesters. Formec Croatia.
15. Ghaffarian M.G., Stampfer K., Sessions J., 2007. Forwarding productivity in Southern
Austria .Croatian Journal of Forest Engineering 28(2):169-175.
16. Glade D., 1999. Single- and Double-Grip Harvesters Productive Measurements in Final
Cutting of Shelterwood. International Journal of Forest Engineering 10(2) :63-74.
85
17. Holzleitner F., Stampfer K., Ghaffaryan M., Visser R., 2010. Economic Benefits of
Long Term Forestry Machine Data Capture: Austrian Federal Forest Case Study. Formec
Austria.
18. Hoss C., Jestaedt J., 1991. Working time models for the use of harvesters. AFZ –
Allgemeine Forst Zeitschrift 46(26):1358-1361.
19. Huiler N.K., LeDoux C.B., 1999. Performance of a CTL harvester in a single tree and
group selection cut. USDA Forest Service Pacific Research Station RP NE-71.
20. Jiroušek R., Klvač R., Skoupý A., 2007. Productivity and costs of the mechanised cut-to-
length wood harvesting system in clear-felling operations. Journal of Forest Science
53(10):476-482.
21. Kärhä K., Oy M., 2004. Productivity and Cutting Costs of Thinning Harvesters.
International Journal of forest Engineering 15(2):43-56.
22. Linhares M., Sette Junior C.R., Campos F., Yamaji F.M., 2012. Harvester and forwarder
machines efficiency and operational performance in forest harvesting. Pesquisa
Agropecuária Tropical 42(2):212-219.
23. Macku J., Dvorák J., 2010. Time Expenditure analysys of cut-to-lenght harvesters in
incidental feelings compared with production efficiency. Formec Italy.
24. Magagnotti N., Spinelli, R. (Eds.), 2012. COST Action FP0902 – Good Practice
Guideline for Biomass Production Studies. CNR IVALSA, Florence, Italy, ISBN978-88-
901660-4-4, 41 p., available at: www.forestenergy.org
25. Manner J., Nordfjell T., Lindroos O., 2013. Effects of the number of assortments and
log concentration on time consumption for forwarding. Silva Fennica 47(4) id 1030.
26. Mederski P.S., 2011. The impact of thinning intensity on forwarder loading. Formec
Austria.
27. Nurminen T., Korpunene H., Uusitalo J., 2006. Time consumption analysis of the
mechanized cut-to-length harvesting system. Silva Fennica 40(2): 335-363.
28. Oprea I., Borz S.A., 2007. Organizarea şantierelor de exploatare a lemnului. Transilvania
University Press, Braşov, 133 p.
29. Petersons J., 2010. Factors affecting harvester productivity in forest thinning in Latvia.
16th International Conference Proceedings Research for Rural Development 183-188.
30. Purfürst T., Lindroos O., 2011. The correlation between long-term productivity and short-
term performance ratings of harvester operators. Croatian Journal of Forest Engineering
32(2):509-519.
31. Richardson R., Gingras J.F., 1995. Shelterwood cutting and commercial thinning of
softwood stands with the Valmet 701 harvester. Forest Engineering Research Institute of
Canada 5(2).
86
32. Sbera I., 2007. Strategia în domeniul exploatării forestiere şi tehnologia lemnului.
Meridiane Forestiere.
33. Szewczyk G., Sowa J.M., Grzebieniowski W., Kormanek M., Kulak D., Stańczykiewicz
A., 2014. Sequencing of harvester work during standard cuttings and in areas with
windbreaks. Silva Fennica 48(4): 1-16.
34. Tufts R.A., 1997. Productivity and cost of the Ponsse 15-series, cut-to-length harvesting
system in southern pine plantations. Forest Products Journal 47(10):39-46.
35. Verani S., 2001. Work times and productivity logging in a poplar stand with a forwarder.
Mondo Macchina 10(11/12):50-56.
36. Visser R., Spinelli R., 2011. Determining the shape of the productivity function for
mechanized felling and felling-processing. Japanese Forest society and Springer 17:397-
402.
37. Vusić, D., Šušnjar, M., Marchi, E., Spina, R., Zečić, Z., Picchio, R., 2013: Skidding
operations in thinning and shelterwood cut of mixed stands – work productivity, energy
inputs and emissions. Ecological Engineering 61: 216–223.
38. Wöll C, ÞórJónsson L., 2009. Productivity and cost analysis of a harvester operation in
Hallormsstaður, east Iceland. Report.
39. Zar H.J., 2010. Biostatistical analysis. Fifth Edition. Pearson Prentice Hall NJ.
40. Zimbalatti G., Proto A.R., 2010. Productivity Of Forwarders In South Italy. Formec
Italy.
87
Anexa 1
Rezumatul Tezei
Exploatarea lemnului ca proces de producţie se întreprinde în scopul extragerii din fondul
forestier a biomasei lemnoase în vederea livrării acesteia către beneficiari industriali sau
consumatori direcţi.
Complexitatea condiţiilor în care se desfăşoară acest proces de producţie presupune
aplicarea unor tehnici operaționale care, la rândul lor, implică folosirea anumitor echipamente
forestiere. Pe de altă parte, în ultimele decenii s-au conceput şi se utilizează la scară din ce în ce
mai largă echipamente forestiere de tipul maşinilor multifuncţionale de recoltare, asociate, de
regulă, cu tractoare specializate pentru colectarea lemnului sub formă scurtă – tractoare de tip
forwarder.
Lucrarea de față a avut două scopuri principale, în priml rând s-a dorit evaluarea
performanțelor sistemului tehnic harvester – forwarder în condițiile utilizării acestuia în regiuni
forestiere românești iar, în cel de-al doilea rând s-a dorit evaluarea performanțelor utilizării unor
instrumente, tehnici și proceduri moderne de analiză și procesare a datelor asistate de calculator.
Primul scop corespunde necesităților practice românești unde nu există estimări cu privire la
performanțele acestui sistem iar, cel de-al doilea scop, corespunde nevoilor știntifiice dat fiind
faptul că nu există estimări cu privire la resursele necesare și variația acestora în conducerea
studiilor de timp asistate de calculator.
Ph.D Thesis abstract
Wood harvesting as a production process is developed in order to extract the biomass
from the forestry fund and to deliver it to industrial beneficiaries or direct customers.
The complexity of the conditions in which this production process takes place assumes
the implementation of certain operational techniques that involves the use of some forestry
equipment. On the other side in the last decades the development and usage on a larger scale of
multi-functional wood harvesting machines associated with forwarder machines is growing.
The present thesis had two main aims, firstly we wanted to evaluate the performance of
the harvester-forwarder system under specific Romanian work conditions and secondly we
wanted to evaluate the performance of using different instruments, techniques and modern
procedures used for processing and analysing the data with the help of a personal computer.
The first aim corresponds to the necesities of the production sector where there is no data
regarding the performance of this system, while the second aim correspond to the scientific
needs due to the fact that there is no estimation regarding the necessary resources and their
variation in computer aided time studies.
88
Curriculum vitae
Informații personale
Nume/Prenume Andrei Ioan Apăfăian Adresa Bistrița, B-dul Decebal, nr. 46, jud. Bistrița-Năsăud
Telefon 0731096865 E-mail [email protected]
Cetățenia Română Data și locul nașterii 06.01.1986 – Bistrița
Educație și pregătire
Perioada 2012 - 2015 Domenii principale studiate Studii doctorale – domeniu silvicultură
Numele instituției de învățământ Universitatea “Transilvania” din Brașov, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere
Perioada 2009 - 2011 Specializarea/diplomă obținută Studii aprofundate
Domenii principale studiate Tehnologii, tehnici de exploatare si transport a lemnului
Numele instituției de învățământ Universitatea “Transilvania” din Brașov, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere
Perioada 2004 - 2009 Specializarea/diplomă obținută Inginer silvic
Domenii principale studiate Silvicultură
Numele instituției de învățământ Universitatea “Transilvania” din Brașov, Facultatea de Silvicultură și Exploatări Forestiere
Perioada 2000 - 2004 Specializarea/diplomă obținută Matematică - Informatică
Numele Instituției de Învățământ Colegiul Tehnic “Infoel”
Activitatea profesională Perioada 2011 - 2012
Funcția sau postul ocupat Inginer silvic Ocolul Silvic “Prokon Hit Timber” Principalele activități și responsabilități Responsabil compartiment fond forestier
Activitatea ștințifică 6 lucrări, din care:
Lucrări în curs de publicare în reviste ISI: 1 (prim-autor) Lucrări publicate în reviste indexate BDI: 1 (prim-autor) Lucrări publicate în proceeding-urile conferințelor internaționale: 4 (1 ca
prim-autor) Limbi străine cunoscute Engleză și Germană
89
Curriculum vitae
Personal information
First name/Surname Andrei Ioan Apăfăian Adress Bistrița, B-dul Decebal, nr. 46, jud. Bistrița-Năsăud
Mobile number 0731096865 E-mail [email protected]
Nationality Română Date /place of birth 06.01.1986 – Bistrița
Education and training
Dates 2012 - 2015 Title of qualification awarded Ph.D Student
Name of organisation providing education and training
Transilvania University of Brașov, Faculty of Silviculture and Forest Engineeing
Perioada 2009 - 2011 Title of qualification awarded Msc Degree
Name of organisation providing education and training
Transilvania University of Brașov, Faculty of Silviculture and Forest Engineeing
Perioada 2004 - 2009 Title of qualification awarded Bsc Degree
Name of organisation providing education and training
Transilvania University of Brașov, Faculty of Silviculture and Forest Engineeing
Perioada 2000 - 2004 Title of qualification awarded Mathematics - Informatics
Name of organisation providing education and training
“Infoel” Highschool
Profesional activity
Perioada 2011 - 2012 Ocupation or position held Forest engineer, Forest Office “Prokon Hit Timber”
Main activities and responsabilities Manager of Forest fund
Scientific activities 6 published papers: Paper that will be pubished in ISI journal: 1 (first author) Paper publishes in BDI journal: 1 (first author) Papers published in proceedings of international conferences: 4 (1 first
author) Foreign languages English and Deutsch
