FI125170B - Metsäkoneen suorituskyvyn mittausjärjestelmä - Google Patents

Description

METSÄKONEEN SUORITUSKYVYN MITTAUSJÄRJESTELMÄ KEKSINNÖN TEKNIIKAN ALA

Keksinnön kohteena on menetelmä ja järjestelmä metsäkoneen jonkin osajärjestelmän toiminnan tai jonkin, yhden tai useamman, toiminnon suorituskyvyn monitoroimiseksi. Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmään liittyvä tietokoneohjelma ja tietokoneohjelmatuote.

KEKSINNÖN TAUSTAA

Metsäkoneita ovat tunnetusti erilaiset harvesterit, kuormakoneet ja niiden yhdistelmät, joita kutsutaan myös combi-koneiksi. Tässä selityksessä näitä combi-koneita tarkoitetaan myös silloin, kun puhutaan harvestereista, mikäli tarkasteltava toiminto on samantyyppinen kuin harvesterissa. Metsäkoneiden ohjaukseen on tunnetusti käytetty ohjausjärjestelmiä. Eräs tunnetun tekniikan mukainen ohjausjärjestelmä on Timberjack Timbermatic 300, joka on metsäkoneen ja erityisesti harvesteripään toimintojen ja puutavaran mittauksen sekä apteerauksen ohjausjärjestelmä. Ohjausjärjestelmä valvoo mm. metsäkoneen dieselmoottoria, hydrostaattista ajovoimansiirtoa, harvesteripäätä ja puomijärjestelmää, johon harvesterikoura on kiinnitetty, ja sekä kaikkia näihin liittyviä aputoimintoja. Kyseinen ohjausjärjestelmä toimii esim. PC/Windows 2000 -käyttöympäristössä. Ohjausjärjestelmän apteerausohjeisiin voidaan sisällyttää prosessoitavan puutavaran osalta esim. arvo-, jakauma- ja väri-merkkausmatriisit, tavaralajiryhmät ja runkotyypit. Timbermatic 300 -järjestelmään sisältyvän sovelluksen avulla voidaan analysoida ja laskea tuotannon tulokset, kuten pölkkyjen määrä, pituudet ja läpimitat, jakauma-asteet, tavaralajiryhmät ja runkotyypit.

Ohjausjärjestelmä ohjaa esimerkiksi harvesterikouraa siten, että puunrungon syötön ohjaus säätää automaattisesti syöttönopeutta ja syöttörullien sekä karsintaterien painetta, ja että luistonestotoiminto estää syöttörullien lipsumista ja mahdollistaa puunrungon pysäyttämisen tarkasti sahausta varten.

Ohjausjärjestelmän näyttö ja keskusyksikkö on sijoitettu ohjaamoon kuljettajan saataville. Järjestelmään kuuluu tavallisesti myös kirjoitin.

Ohjausjärjestelmän ohjaus- ja mittausautomatiikka perustuu ohjainväylän osalta tunnetun tekniikan mukaiseen CAN-väyläratkaisuun, jossa tieto kulkee digitaalisesti. Ohjainväylässä liikkuu sinänsä tunnetun tavan mukaisesti mittauksia ja viestejä. Tietojen perusteella voidaan seurata prosessoinnin eri vaiheiden kestoaikoihin ja toimintonopeuksiin liittyviä mittauksia. Viesteistä ja mittauksista saadaan tietoja eri toiminnoista vastaavien komponenttien toiminta-ajoista ja ajoituksesta. Komponentit voivat olla esimerkiksi puomijär-jestelmän tai siihen liitetyn harvesteripään toimintoja varten, kuten syöttö, halkaisijamittaus, pituusmittaus, sahaus ja karsinta. Yksittäisen puunrungon prosessointiin liittyy lukuisa määrä mittausarvoja, jotka voidaan tallettaa tietokantaan, jossa edelleen on luokittelu esimerkiksi runkojen ja pölkkyjen kokoluokkien perusteella. Mittausarvojen perusteella rungon kokoluokka on tiedossa.

Kuormakoneen, harvesterin tai harvesterikouran alentunut tekninen suorituskyky sekä kokonaisjärjestelmän että sen osajärjestelmien ja osatoimintojen osalta heikentää puunkorjuutyön kannattavuutta. Pitkään jatkuneen suorituskyvyn alentumisen havaitseminen on ollut vaikeaa, koska se on perustunut esimerkiksi käyttäjän tai huolto- ja korjaushenkilökunnan subjektiivisiin arviointeihin ja kokemuksiin, jotka voivat olla rajautuneita niin ajallisesti ja koskevat vain joitakin metsäkoneyksilöitä. Korjaus- ja muutostöiden tai toimintatapojen muutoksien aiheuttamia vaikutuksia ei myöskään ole pystytty luotettavasti arvioimaan.

Esimerkiksi, harvesterin sahaustoiminnan tai syöttötoiminnon kuntoa ei ole aikaisemmin pystytty valvomaan luotettavasti. Tunnetuissa ratkaisuissa esimerkiksi sahausaikoja verrataan kiinteisiin varoitusrajoihin ja rajan ylittyessä kuljettajalle näytetään varoitusilmoitus. Sahajärjestelmän tai toisaalta syöttötoiminnon suorituskyky on kuitenkin tärkeimpiä harvesterin tuottavuuteen vaikuttavia tekijöitä. Alentunut suorituskyky heikentää puunkorjuutyön kannattavuutta ja jatkuessaan vikaantuminen voi johtaa entistä pahempiin lisävaurioihin ja tuotantokatkokseen.

Harvesterikouran rungonpidon kuntoa ei myöskään ole aikaisemmin pystytty valvomaan. Harvesterikouran rungonpitokyky on tärkeä niin harvesterin tuottavuuteen kuin mittaustarkkuuteenkin vaikuttava tekijä. Heikentynyt run- gonpito laskee puunkorjuutyön kannattavuutta. Jos esimerkiksi karsimaterien puristus on riittämätön, syöttörullien vetovoima ei välity tehokkaasti runkoon ja toisaalta läpimitan mittaustarkkuus heikkenee. Myös pituusmittatarkkuus heikkenee, koska kontaktihäiriöt mittarullan ja rungon välillä lisääntyvät. Jos karsimaterien puristus on liian tiukka, terien ja puun välinen kitkavoima kasvaa liian suureksi. Tällöin kouran syöttönopeus ja tuottavuus laskee ja polttoaineen kulutus kasvaa.

Metsäkoneen tuottavuutta ei ole aikaisemmin pystytty mittaamaan siten, että mittauksesta olisi hyötyä metsäkoneen suorituskyvyn seurannassa ja erityisesti kunnonvalvonnassa. Harvesterin riittävän korkea tuottavuus, ts. suuri tunnissa prosessoitu puumäärä kuutioina (ts. m3/h), on taloudellisesti kannattavan koneellisen puunkorjuun perusedellytys. Harvesterin tuottavuus voi kuitenkin heiketä monista syistä kuten tekniset viat tai olosuhteisiin sopimattomat koneasetukset.

Myöskään metsäkoneen polttoainekulutusta ei ole aikaisemmin pystytty mittaamaan siten, että mittauksesta olisi hyötyä koneen kunnonvalvonnassa. Aiemmin on mitattu suoraa tuntikulutusta, mikä ei riitä metsäkoneen kunnon arviointiin eikä suorituskyvyn seuraamiseen pidemmällä ajanjaksolla.

Metsäkoneen, ts. kuormakoneen ja harvesterin, ajovoimansiirron osalta on seurattu käyttötuntien määrää, mikä ei kuitenkaan riitä kunnon arviointiin ja tarkemman huollontarpeen selvittämiseen. Samoin harvesterin tai kuormakoneen puomijärjestelmän kunnon arviointi ei ole ollut mahdollista riittävän tarkasti.

KEKSINNÖN YHTEENVETO

Keksinnön mukainen menetelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukainen järjestelmä on esitetty patenttivaatimuksessa 9. Keksinnön mukainen tietokoneohjelma on esitetty patenttivaatimuksessa 5. Keksinnön mukainen tietokoneohjelmatuote on esitetty patenttivaatimuksessa 7.

Keksinnössä on kysymys metsäkoneen yhden tai useamman osajärjestelmän kunnon tai suorituskykyominaisuuden mittaamisesta ja tuloksen esittämisestä käyttäjälle. Kuhunkin mittaustehtävään liittyy tapauskohtaista häiriöl- lisen datan suodattamista ja tiedon jalostusta luotettavaksi tunnusluvuksi, jota voi käyttää koneen suorituskyvyn ylläpidossa ja optimoinnissa.

Tunnuslukujen laskenta tapahtuu tyypillisesti neljässä vaiheessa: mittaus, poikkeavien mittausarvojen poistaminen, mittausdatan luokittelu ja kompensointi ja tunnusluvun laskenta. Tunnusluvun reaaliaikaisen laskennan jälkeen tulos tallennetaan ja käyttäjälle voidaan myöhemmin näyttää tunnusluvun aikahistoria halutulta jaksolta. Keksinnössä tarkasteltavia metsäkoneen osajärjestelmiä ovat esimerkiksi hydrostaattinen ajovoimansiirtojärjestelmä, puomijärjestelmä, harvesterin sahaustoiminto, harvesterin syöttötoiminto ja harvesterin rungonpitotoiminto. Suorituskykyominaisuuksina tarkastellaan harvesterin tuottavuutta ja polttoainetaloutta.

Keksinnön avulla metsäkoneiden, kuten kuormakoneen, harvesterin ja har-vesterikouran teknistä suorituskykyä on nyt mahdollista seurata, ja pitkän aikavälin trendiseurantaa, ts. vaihtelua ajan kuluessa, voidaan toteuttaa käyttämällä metsäkoneen eri osatoimintojen indeksiarvomittauksia. Seuranta tapahtuu tallentamalla riittävästi historiatietoa, tai esittämällä vaihtelu graafisesti tai numerotietoina, tai ottamalla historiatiedot analyysiä varten. Keksinnön avulla metsäkoneen eri käyttöolosuhteissa mitattua toiminnon suorittamiseen liittyvää dataa ja suorituskykydataa voidaan havainnollisesti vertailla, koska määritettävät indeksiarvot saadaan haluttaessa riippumattomiksi vaih-televista tekijöistä. Indeksiarvoilla voidaan esittää hyvin tiivistetyssä muodossa oleellisin informaatio, ts. esille saadaan koneen suorituskyvyn kokonaiskuva moniulotteisesta mittausdatasta ja suuresta määrästä yksittäisiä mittauksia. Tunnuslukuna toimivaa indeksiä määritetään toistuvasti, jolloin se määritetään esimerkiksi tietyin väliajoin, tiettyjen ehtojen täyttyessä, tai esimerkiksi riittävän suuren käsittelymäärän tai runkomäärän täyttyessä. Informaatiota hyödynnetään metsäkoneen kunnonvalvontajärjestelmässä ja informaation havainnollisuus, kattavuus ja yksityiskohtaisuus antavat erinomaisen pohjan asiantuntijaperustaisille arvioille koskien sitä, mikä on kyseisen metsäkoneen suorituskyky, missä mahdolliset ongelmat saattavat olla, ja mitä suorituskyvyn parantamiseksi olisi tehtävä.

Erityisesti, mitattaessa metsäkoneen suorituskykyä, erityisenä vaikeutena on lisäksi mittausarvojen riippuvuus työskentelyolosuhteista ja kuljettajan ajotavasta. Keksinnön avulla nämäkin ongelmat voidaan ratkaista.

Kehitetty mittaus- ja laskentamenetelmä tuottaa tunnusluvun, joka kertoo esimerkiksi sahausjärjestelmän tai syöttötoiminnon kokonaissuorituskyvyn (SAWING INDEX, FEEDING INDEX). Sahajärjestelmä koostuu esimerkiksi dieselmoottorin, työpumpun, sahamoottorin ja ketjusahan muodostamasta järjestelmästä. Muutokset jatkuvasti päivitettävän tunnusluvun arvossa ilmentävät muutoksia sahausjärjestelmän tai syöttötoiminnon teknisessä kunnossa.

Edelleen, kehitetty mittaus- ja laskentamenetelmä tuottaa tunnusluvun, joka kertoo miten hyvin käsiteltävä runko on pysynyt kouran otteessa. Muutokset jatkuvasti päivitettävän tunnusluvun arvossa ilmentävät teknisiä ongelmia runkoa kannatelevien karsimaterien toiminnassa. Suuri tunnusluku indikoi liian alhaista terien puristuspainetta ja pieni tunnusluku indikoi liian korkeata puristuspainetta.

Edelleen, kehitetty mittaus- ja laskentamenetelmä tuottaa tunnusluvun, joka kertoo luotettavasti metsäkoneen polttoaineenkulutuksen tason (FUEL COMSUMPTION INDEX) tai harvesterin tuottavuuden (MACFIINE PRODUCTIVITY INDEX) normaalissa puunkorjuutyössä. Muutokset jatkuvasti päivitettävän tunnusluvun arvossa ilmentävät muutoksia esimerkiksi teknisessä polttoainetaloudessa

Edelleen keksinnöllä tuotetaan sekä harvesterin että kuormakoneen ajovoimansiirron kuntoindeksi, joka esimerkiksi kuvaa hydraulimoottorilta vaaditun kierrosnopeuden suhdetta toteutuneeseen kierrosnopeuteen. Ajovoimansiir-tojärjestelmä sisältää tyypillisesti suljetussa järjestelmässä toimivan hydrauli-moottorin ja hydraulipumpun. Kuormitusjakauman seurannan avulla havaitaan ajovoimansiirrossa tapahtuvat suhteelliset muutokset ja huollontarve. Historiatieto on merkittävä tietolähde yllättävien vikaantumistapausten ollessa kyseessä.

Edelleen keksinnöllä tuotetaan puomijärjestelmän suorituskykyä kuvaava indeksi, joka kuvaa puomijärjestelmän toimintaa joko kuormakoneessa tai harvesterissa.

Keksinnön avulla alentunut suorituskyky havaitaan mahdollisimman varhain. Suorituskyky voidaan palauttaa hyväksyttävälle tasolle aikaisempaa nopeammin ja koneiden keskituottavuus nousee. Korjaustoimet voidaan tehdä ennakoivasti normaalien huoltojen yhteydessä ja näin saatu käyttöasteen nousu lisää myös keskituottavuutta.

Keksinnön avulla häiriöt rungonpidossa havaitaan mahdollisimman varhain ja syyt voidaan korjata välittömästi. Suorituskyky saadaan hyväksyttävälle tasolle aikaisempaa nopeammin ja koneen keskituottavuus ja keskimääräinen mittaustarkkuus paranee.

Keksinnön avulla kohonnut polttoainekulutus tai heikentynyt tuottavuus havaitaan mahdollisimman varhain. Polttoainetalous tai tuottavuus voidaan palauttaa hyväksyttävälle tasolle aikaisempaa nopeammin ja koneen käyttökustannukset laskevat. Korjaustoimet voidaan tehdä ennakoivasti ja käyttöaste nousee.

Harvesterin sahausjärjestelmään tai syöttötoimintoon kohdistuu lukuisia luonnollisia häiriötekijöitä kuten esim. puiden kovuuden vaihtelu ja hydrauliik-kaöljyn lämpötilan vaihtelu (erityisesti sahausjärjestelmä), tai käsiteltävien runkojen kokovaihtelu (erityisesti syöttötoiminto). Suurista luonnollisista suo-rituskykyvaihteluista johtuen syöttötoiminnon kunnonvalvonta on vaikeata, ja tunnetuilla sahausajan monitorointiratkaisuilla ei ole kyetty luotettavaan sa-hajärjestelmän kunnon arviointiin. Tunnetuissa monitorointiratkaisuissa kuljettajalla tai huoltomiehellä ei ole ollut mahdollisuutta nähdä sahajärjestelmän suorituskykyhistoriaa. Keksinnön mahdollistama suorituskykyhistorian tarkistaminen on tärkeä edellytys tehokkaalle vianetsinnälle ja korjaustyölle.

Suurista luonnollisista suorituskykyvaihteluista johtuen myös syöttötoiminnon kunnonvalvonta on vaikeata. Kunnonvalvontaa vaikeuttaa entisestään syöttötoiminnon monivaiheisuus (kiihdytys, tasaisen nopeuden syöttö, jarrutus-vaihe ja mitalle ajo) ja näihin vaiheisiin liittyvät lukuisat luonnolliset häiriöt, jotka on kyettävä kompensoimaan. Keksinnön mahdollistama käyttökelpoinen syötön kunnonvalvontaratkaisu kykenee monitoroimaan syötön kokonaistehokkuutta sekä osavaiheiden onnistumista.

Harvesteripään rungonpitoon kohdistuu lukuisia luonnollisia häiriötekijöitä kuten käsiteltävien runkojen kokovaihtelut, oksaisuuden vaihtelu ja koneen hydrauliikkajärjestelmän painevaihtelut. Monista häiriötekijöistä johtuen run-gonpidon kunnonvalvonta on vaikeata. Keksinnön mahdollistaa seurannan myös tältä osin.

Harvesterin tuottavuuteen vaikuttaa lukuisia luonnollisia häiriötekijöitä kuten korjattavien puiden koko, maasto-olosuhteet ja kuljettajan taitotaso. Suurista luonnollisista kulutusvaihteluista johtuen tunnetuilla monitorointiratkaisuilla ei kyetä luotettavaan koneen kunnon arviointiin. Tunnetuissa monitorointiratkai-suissa kuljettajalla tai huoltomiehellä ei ole mahdollisuutta nähdä tuottavuuden aikahistoriaa. Tuottavuuden aikahistorian tarkistaminen on tärkeä edellytys tehokkaalle vianetsintä-ja korjaustyölle.

Metsäkoneen polttoaineen kulutukseen vaikuttaa lukuisia luonnollisia häiriötekijöitä kuten korjattavien puiden koko ja maasto-olosuhteet. Suurista luonnollisista kulutusvaihteluista johtuen tunnetuilla monitorointiratkaisuilla ei kyetä luotettavaan koneen kunnon arviointiin. Tunnetuissa monitorointiratkai-suissa kuljettajalla tai huoltomiehellä ei ole mahdollisuutta nähdä polttoaine-kulutuksen aikahistoriaa. Keksinnön mahdollistama kulutushistorian tarkistaminen on perustana tehokkaalle vianetsintä-ja korjaustyölle.

Eri suoritusmuodoissaan keksintö sisältää mm. sahauksen tai syötön suori-tuskykytunnusluvun, polttoaineenkulutustunnusluvun, puomijärjestelmän suo-rituskykytunnusluvun, ajovoimansiirron kuntoindeksin tai tuottavuustunnuslu-vun reaaliaikaisen laskennan, tunnusluvun tallentamisen ja suorituskykyhis-torian näyttämisen käyttäjälle. Mittaus, laskennat ja tulosten näyttäminen tehdään metsäkoneen ohjausjärjestelmään kuuluvalla PC-tietokoneella.

Eri suoritusmuodoissaan keksintö sisältää lisäksi rungonpitotunnusluvun reaaliaikaisen laskennan, tunnusluvun tallentamisen ja suorituskykyhistorian näyttämisen käyttäjälle. Mittaus, laskennat ja tulosten näyttäminen tehdään koneen ohjausjärjestelmään kuuluvilla moduuleilla.

Yleisessä muodossaan keksinnön menetelmä sisältää halutun tunnusluvun reaaliaikaisen laskennan, tunnusluvun tallentamisen ja suorituskykyhistorian näyttämisen käyttäjälle. Mittaus, laskennat ja tulosten näyttäminen tehdään koneen ohjausjärjestelmään kuuluvilla moduuleilla

Erityisenä etuna on, että keksinnön eri suoritusmuotojen toteuttaminen ei vaadi uusien antureiden tai laskentamoduulien lisäämistä koneeseen, mikäli niin ei haluta. Lisäämällä antureita voidaan seurata myös kohteita, jotka eivät kuulu metsäkoneen ohjausjärjestelmän seurannan piiriin normaalisti, mutta jotka voivat olla kunnonvalvonnan kannalta olennaisia.

Eräissä suoritusmuodoissa keksinnön mukainen järjestelmä ja menetelmä jalostaa häiriöllisestä sahausajan, tai syöttötoiminnon tai polttoaineenkulutuksen perusmittauksesta, tai harvesterin ohjausjärjestelmäväylästä saatavista mittaustiedoista tuottavuuden määritystä varten, luotettavan suorituskykytun-nusluvun, jota voi käyttää korjaustoimenpiteiden perusteena. Aiemmin tunnetut sahaustoiminnon tai syöttötoiminnon tai polttoaineenkulutuksen monito-rointiratkaisut eivät mahdollista tätä. Aiemmin tunnetut menetelmät eivät mahdollista myöskään tuottavuuden seurantaa. Tunnuslukujen tallentaminen muistiin ja suorituskykyhistorian näyttäminen käyttäjälle tehostaa edelleen keksinnön käyttöä.

Eräässä suoritusmuodossa keksinnön mukainen laskentamenetelmä jalostaa läpimitan ja pituuden perusmittauksista luotettavan rungonpitotunnusluvun, jota voi käyttää korjaustoimenpiteiden ja koura-asetusten virittämisen perusteena. Mikään aiemmin tunnettu monitorointiratkaisu ei mahdollista tätä.

Keksinnön eri suoritusmuotojen mukaisen tunnuslukuhistorian graafisen esittämisen tärkein ominaisuus on havainnollisuus käyttäjälle. Tunnusluku-historian graafinen esittäminen voidaan tehdä useilla tavoilla.

Keksinnön eri suoritusmuotoesimerkeissä kehitettyjä tunnuslukuja on mahdollista käyttää yleisemmän, koko metsäkoneen toimintaa kuvaavan indeksin laskemiseen, esimerkiksi painotettua keskiarvoa käyttäen. Eri osatoimintokohtaisia indeksiarvoja hyödynnetään metsäkoneen ohjausjärjestelmän eri säätöparametrien optimaalisessa virittämisessä.

Keksinnön eri suoritusmuotoesimerkeissä kehitettyä tunnuslukua on mahdollista käyttää vastaavan sahajärjestelmän tai syöttötoiminnon tai polttoaineta- louden tai tuottavuuden tai rungonpidon adaptiivisen säädön perustana. Adaptiivinen säätö nostaa tuottavuutta tai pienentää esimerkiksi polttoaineenkulutusta valitsemalla automaattisesti optimaaliset parametrit eri käyttötilanteisiin. Kuljettajan työ helpottuu, kun parametreja ei tarvitsee muuttaa.

PIIRUSTUSTEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: kuva 1 esittää erästä metsäkonetta, joka on harvesteri, ja jossa keksintöä sovelletaan, kuva 2 esittää erästä harvesteripäätä, jonka suorituskyvyn seurantaan keksintöä sovelletaan, kuva 3 esittää erään harvesterin ohjaamoa ja sinne sijoitettua ohjausjärjestelmän varusteita, kuva 4 esittää kuvan 3 varusteita tarkemmin, kuva 5 esittää periaatekuvana harvesterin erään suoritusmuodon mukaista digitaalisen ohjaus- ja mittausjärjestelmän rakennetta, jossa keksintöä sovelletaan, kuva 6 esittää kuvan 5 ohjaus- ja mittausjärjestelmän tarkempaa rakennetta, kuva 7 esittää keksinnön mukaisen menetelmän eri vaiheita vuokaaviona, kuva 8 esittää tietojen esittämistä ja luokittelua syöttötoiminnon osalta, kuva 9 esittää indeksin historiatietojen esittämistä harvesteripään osalta, kuva 10 esittää indeksin historiatietojen esittämistä syöttötoiminnon osalta, kuva 11 esittää tietojen esittämistä ja luokittelua sahaustoiminnon osalta, kuva 12 esittää indeksin historiatietojen esittämistä sahaustoiminnon osalta, kuva 13 esittää tunnusluvun historiatietojen esittämistä rungonpidon osalta, kuva 14 esittää tuottavuusindeksin historiatietojen esittämistä, ja kuva 15 esittää indeksin historiatietojen esittämistä polttoaineenkulutuksen osalta.

KEKSINNÖN TARKEMPI KUVAUS

Kuvassa 1 on esitetty eräs tunnetun tekniikan mukainen metsäkone, joka on tyypiltään sinänsä tunnettu Timberjack 1070D harvesteri, ja jossa keksinnön mukaista järjestelmää voidaan soveltaa. Harvesteri on runko-ohjattu ja se käsittää puomijärjestelmän, jonka päähän on kiinnitetty harvesteripää puunrunkojen prosessointia varten. Harvesterin ohjausjärjestelmänä on tässä tapauksessa Timbermatic 300, joka on PC-pohjainen mittaus- ja ohjausjärjestelmä, ja johon keksinnön mukaisia suorituskykyä mittaavia sovelluksia rakennetaan.

Kuvassa 2 on esitetty tarkemmin eräs tunnetun tekniikan mukainen harvesteripää, jonka monitorointiin useat keksinnön suoritusmuodot kohdistuvat. Har-vesteripäässä on sinänsä tunnetut yläkarsimaterät 21, alakarsimaterät 210, syöttörullat 23, sahan moottori 26, elimet sahalaipan syöttöön 29 ja asennon ohjaamiseen ja tilttitoiminto 211. Harvesteripäässä suoritetaan puunrungon läpimitan mittaus, tyypillisesti yläkarsimaterien avulla, ja pituuden mittaus mittausrullan avulla.

Kuvissa 3 ja 4 on käytetty samaa numerointia samoista osista. Kuvassa 3 on esitetty tarkemmin harvesterin ohjaamo siten, että ohjausjärjestelmän varusteiden sijoittelu käy tarkemmin selville. Kuvassa 4 on puolestaan tarkemmin esitetty se, mitä kyseisiin varusteisiin kuuluu. Ohjausjärjestelmän varusteet käsittävät ohjauspaneelit 1, näyttömoduulin 2, PC-näppäimistön 3, touchpad-hiiren 4, keskusyksikön (HPC-CPU) prosessoineen ja muisteineen 5, tulostimen 6, hub-moduulin 7 ja istuinmoduulin 8 (Ch). Keksinnön mukaisen järjestelmän tunnuslukuhistoria esitetään graafisesti käyttäjälle käyttäen näyt-tömoduulia. Graafisen esityksen rakenne voi vaihdella, joten kyseeseen tulevat hyvinkin erilaiset, esimerkiksi 2-ulotteisesssa koordinaatissa olevat käyrät tai janat, ja pylväsdiagrammit tai muut havainnollistavat esitykset, jopa taulukkomuotoinen numeroesitys tai listaus, joka soveltuu erityisesti tulosteisiin.

Keksinnön eri suoritusmuotojen toteuttamiseksi vaadittava sovellus ja sen sisältämä ohjelmisto asennetaan ohjausjärjestelmän keskusyksikköön, jossa on tarvittava RAM- ja massamuisti. Sovelluksien asentaminen suoritetaan joko uuteen metsäkoneeseen tai jälkiasennuksena vanhempaan metsäkoneeseen, jolloin sovelluksien siirtomediana on esimerkiksi CD-ROM. Esimerkiksi näyttömoduulissa on tarvittava CD-levyasema. Ohjausjärjestelmä hyödyntää sinänsä tunnettua käyttöjärjestelmää, jonka alaisuudessa sovellusta ajetaan. Käyttöympäristönä (Execution Environment) voi olla erilaiset tietokoneet käyttöjärjestelmineen (Operating System), erityisesti metsäkoneiden, ts. har-vestereiden prosessoripohjaiset ohjausjärjestelmät, jotka on tarkoitettu ohjausjärjestelmää palvelevien sovellusten ja ohjelmistojen ajamiseen, jolloin kyseeseen tulee erityisesti metsäkoneeseen asennettu henkilökohtainen tietokone (PC, Personal Computer) tai sellaisena toimiva työasema, joka käsittää tarkoitukseen soveltuvan käyttöjärjestelmän. Laitteistossa ja käyttöjärjestelmässä on tarvittavat sovellukset ja protokollavälineet tiedonsiirtoon muiden laitteiden kanssa. Käyttöjärjestelmä on sopivimmin tunnetun tekniikan mukainen valmis järjestelmä, joka tarjoaa jopa valmiit palvelut tiedonsiirron datavirran siirtoon esim. CAN-väylässä. Metsäkoneen mittaus- ja ohjausjärjestelmä sisältää tarvittavan ohjaustietokoneen, joka suorittaa keksinnön mukaisen menetelmän sisältävän tietokoneohjelman.

Kuvassa 5 on puolestaan esitelty tarkemmin erään metsäkoneen ja erityisesti harvesterin digitaalisen ohjaus- ja mittausjärjestelmän rakennetta, joka perustuu CAN-väylätekniikkaan (Controller Area Network) ja hajautettuun ohjaukseen. Järjestelmä koostuu itsenäisistä älykkäistä moduuleista, jotka keskustelevat CAN-väylän välityksellä. CAN-väylätekniikka mahdollistaa modu laarisen rakenteen. Järjestelmänä on esimerkiksi Timbermatic 300, jossa on graafinen käyttöliittymä. Järjestelmä ohjaa dieselmoottoria, hydrostaattista ajovoimansiirtoa, puomijärjestelmää ja harvesteripäätä, sekä näihin liittyviä aputoimintoja. Järjestelmä koostuu tyypillisesti kuudesta tai seitsemästä moduulista, jotka ovat CAN-väylässä, ja jotka on esitelty tarkemmin kuvassa 6. Järjestelmän moduuleja ovat näyttömoduuli HPC-D, tietokoneen keskusyksikkö HPC-CPU (Harvester PC - Computer Processor Unit), väylänjakomoduuli Hub (Hub module), johon muut moduulit on suoraan yhdistetty, lukuun ottamatta näyttöä ja harvesteripäämoduulia. Harvesteripäämoduuli HHM (harvester Head Module) käsittelee ja välittää kaikki harvesteripäälle menevät ohjaussignaalit ja sieltä tulevat mittaustiedot. Harvesteripäämoduuli HHM on kytketty suoraan keskusyksikköön HPC-CPU. istuinmoduuliin Ch (Chair module) on kytketty järjestelmän ohjaukseen tarvittavat hallintalaitteet. Puomijärjestelmä-moduuli Cr (Crane module) huolehtii puomijärjestelmän venttiilien ohjauksesta. Voimansiirtomoduuli Tr (Transmission module) huolehtii peruskoneen dieselmoottorin, ajovoimansiirron, ja niihin liittyvien aputoimintojen ohjauksesta ja tiedonkulusta. Lisämoduuli Mf (Multifunction module) on optionaali-nen ja ECU (Engine Control Unit) on moottorin ohjausyksikkö, joka ohjaa ja valvoo moottorin toimintoja. Kuormakoneen osalta järjestelmä on moduuleiltaan rajatumpi, mutta rakenteeltaan vastaava esimerkiksi puomijärjestelmän osalta, kun keksintöä sovelletaan myös kuormakoneissa.

Keksinnön eri suoritusmuotoja varten mitattavat perustiedot saadaan metsäkoneen ohjausjärjestelmämoduuleita yhdistävästä digitaalisesta tiedonsiirtoväylästä, joka metsäkoneissa on yleensä CAN-väylä. Mittausohjelmisto valitsee normaalityöskentelyn aikaisesta väyläliikenteestä tarvittavat viestit, ai-kaleimaa ne ja puskuroi jatkokäsittelyä varten.

Metsäkoneen ohjausjärjestelmän ohjainväylän mittauksia ja viestejä voidaan kerätä ja tallettaa tietokantaan ja mittausdata voidaan luokitella runko- ja pölkkykohtaisesti käyttäen prosessoitujen puiden eri tilavuuskokoluokkia. Mittausarvoja voidaan kerätä tiettyjen metsäkoneen toimintatilaa mittaavien ehtojen mukaisesti ja mittausdatasta voidaan muokata ja johtaa laskennallisia arvoja ennen tietokantaan tallennusta. Esimerkiksi harvesterikouran suorituskyky- ja tehokkuusmittaukset perustuvat prosessoinnin eri vaiheiden kestoajan ja toimintonopeuksien mittaamiseen. Yksittäisen puun rungon prosessointiin liittyy lukuisa määrä mittausarvoja ja monet mittaukset riippuvat voimakkaasti toisistaan. Erityisesti mitattaessa metsäkoneen suorituskykyä, erityisenä vaikeutena on lisäksi mittausarvojen riippuvuus työskentelyolosuhteista ja kuljettajan ajotavasta.

Metsäkoneen, tai harvesterin ja harvesterikouran, teknisen suorituskyvyn pitkän aikavälin trendiseuranta voidaan toteuttaa käyttämällä metsäkoneen eri osatoimintojen indeksiarvomittauksia. Mittausmenetelmässä laskennan lähtödataksi valitaan sellaisia metsäkoneen osatoimintojen mittauksia, joiden mittausarvoihin ei vaikuta koneen kuljettajan toiminta. Harvesterin teknisen toimintakunnon ja suorituskyvyn mittaamisessa merkitsevimpänä tekijänä on koneen kuormitustaso, joka on verrannollinen prosessoitujen puiden runko-kokoon. Valikoiduista perustason mittauksista kompensoidaan pois prosessoitujen runkojen tilavuuden vaikutus eri mittausarvoihin. Eri käyttöolosuhteissa mitattua metsäkoneen suorituskykydataa voidaan havainnollisesti vertailla, koska määritettävät indeksiarvot ovat mahdollisimman riippumattomia mm. tietyn leimikon runkokokojakaumasta. Indeksiarvoilla voidaan esittää hyvin tiivistetyssä muodossa oleellisin informaatio I. koneen suorituskyvyn kokonaiskuva moniulotteisesta mittausdatasta ja suuresta määrästä yksittäisiä mittauksia.

Metsäkoneen osatoimintojen indeksiarvojen (I, Index) laskentaan tarvitaan riittävä määrä tilastollisesti edustavaa dataa, jolloin esim. 100 (tai esimerkiksi luokkaa 50 - 200) runkomittauksen joukosta voidaan laskea yksittäinen in-deksiarvo. Kun indeksiarvot lasketaan riittävän suuren runkokokomäärän keskiarvona, suorituskykymittauksen tulos ei reagoi liian herkästi yksittäisten poikkeavien mittaustulosten seurauksena. Tällöin yksittäiset indeksiarvot ovat keskenään vertailukelpoisia ja indeksiarvojen ero osoittaa suoraan harvesterin osatoiminnon suorituskyvyn muutosta. Indeksiarvojen perusteella voidaan valita täsmällisesti se tarkasteluväli mittausdatasta, jolloin oletettavasti harvesterin tietyn osajärjestelmän suorituskyky on muuttunut. Metsäkoneen suorituskyvyn muutoksen varsinaisia syitä voidaan hakea tarkastelemalla tätä tietyn osatoiminnon yksityiskohtaisempaa mittausdataa. Indeksimittauksia voidaan käyttää osana metsäkoneen kunnonvalvontajärjestelmää. Metsäkoneen eri osatoimintoja mittaavat indeksiarvot ovat toisistaan riippumattomia, jolloin tietyn osatoiminnon mahdollinen vikaantuminen voidaan paremmin paikallistaa.

Indeksilaskenta soveltuu erityisesti metsäkoneen teknisen suorituskyvyn vaihtelun mittaamiseen. Tärkeimpänä metsäkoneen suorituskyvyn mittana voidaan pitää kokonaistuottavuutta, joka voidaan laskea esimerkiksi runkokoon funktiona. Kokonaistuottavuuden osatekijöinä ovat metsäkoneen tekninen suorituskyky, kuljettajan työskentelyn tehokkuus sekä olosuhteiden vaihtelevuus.

Eri osatoimintojen indeksimittausten avulla voidaan määrittää teknisen suorituskyvyn ja kuljettajan työskentelytehokkuuden vaikutus myös metsäkoneen kokonaistuottavuuteen. Indeksiarvojen laskennan lähtöarvoina käytetään vain metsäkoneen teknistä suorituskykyä mittaavia tunnuslukuja, jolloin eri tyyppisten indeksien perusteella voidaan arvioida missä määrin mahdollinen kokonaistuottavuuden muutos on nimenomaisesti seurausta teknisen suorituskyvyn muutoksesta.

Harvesterin eri osatoimintoja, joissa keksintöä sovelletaan, ovat mm. sahaustoiminta, syöttötoiminto, rungonpito, tuottavuuden monitorointi, ajovoimansiirron seuranta, puomijärjestelmän toiminta ja polttoaineenkulutuksen seuranta. Erityisesti ajovoimansiirron seuranta on myös kuormanneeseen liittyvä osatoiminto.

Indeksiarvojen laskenta

Indeksilaskennan toteutus voi lisäksi perustua mittausten hierarkiseen laskentaan, jossa metsäkoneen osajärjestelmän ylimmän tason indeksien arvot lasketaan eri osatoimintojen indeksiarvoista. Esimerkiksi harvesterikouran kokonaissuorituskykyä kuvaava indeksi voidaan laskea useammista harvesterikouran osatoimintojen indeksiluvuista. Harvesterikouran eri osatoimintokohtaisia indeksiarvoja voidaan hyödyntää myös harvesterin ohjausjärjestelmän eri säätöparametrien optimaalisessa virittämisessä.

Indeksilaskennan lähtökohtana on esimerkiksi sellaisten harvesterin ja harvesterikouran teknistä suorituskykyä mittaavien tunnuslukujen määrittäminen, jotka ovat riittävän merkitseviä arvioitaessa koneen suorituskykyä. Indeksi- laskennan syötteenä käytetään myös näistä perustason mittauksista johdettuja laskennallisia tunnuslukuja.

Seuraavassa indeksiarvojen laskentaa tarkastellaan eräiden keksinnön sopivien suoritusmuotojen ja esimerkkien avulla. Samalla viitataan kuvaan 7, joka kuvaa laskennassa käytettyä menetelmää ja sen vaiheita. Tunnusluvun laskenta tapahtuu neljässä vaiheessa, joita ovat mittaus 70, tarvittaessa myös mittauksien tallentaminen 712, esimerkiksi tietokantaan, poikkeavien mittausarvojen poistaminen 71, mittausdatan luokittelu 72, mittausdatan kompensointi 73 ja tunnusluvun laskenta 74, johon kuuluu osaltaan myös indeksiar-von skaalaus 77 ja indeksiarvojen maksimi- ja minimiparametriarvojen käyttäminen 78. Indeksiarvojen maksimi- ja minimiparametriarvot asetetaan vaiheessa 79, perustuen esimerkiksi kiinteisiin raja-arvoihin tai kokemusperäiseen tietoon tai mittausdatan tilastollisiin ominaisuuksiin. Laskentaan liittyy myös indeksien ja tunnuslukujen tallentaminen 711 halutulta aikajaksolta, jonka jälkeen tulokset esitetään halutussa muodossa käyttäjälle. Laskenta-vaiheet voidaan tehdä usealla tavalla. Vaihtoehtoisia laskentamenetelmiä verrattaessa tärkein kriteeri on tunnusluvun luotettavuus. Esitetyt laskenta-ratkaisut eri suorituskykytunnuslukujen määrittämiselle täyttävät käyttökelpoisen tunnusluvun luotettavuuskriteerin. Vaihtoehtoisia laskentaratkaisuja voi arvioida myös esim. käytetyltä tietokonelaitteiston keskusyksiköltä (HPC-CPU) vaadittavan laskentakapasiteetin tai tarvittavan muistitilan suhteen.

Vaihe: mittaus

Tarkastellaan keksinnön eri suoritusmuotojen käyttämiä mittauksia 75 ja tietoja kuormituksesta 76. Mittaukset eivät rajoitu vain esitettyihin esimerkkeihin.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä sahaustoiminnon monitorointi (sahamoottori 26, sahalaipan syöttö- ja asennonohjauselimet 29), käytettävät perusmittaukset ovat sahausaika, katkaisuläpimitta ja puulaji. Sa-hausaika määritetään ohjausjärjestelmän kouranohjausmoduulille (HHM) lähetettävän SAHAA -komennon ja kouranohjausmoduulin lähettämän SAHAUS VALMIS -viestin aikaerosta. Katkaisuläpimitta luetaan kouranohjausmoduulin lähettämästä LÄPIMITTA -viestistä. Puulajitieto luetaan kouranohjausmoduulille lähetettävästä PUULAJI -viestistä.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä syöttötoiminnon monitorointi (syöttörullat 23), käytettävät perusmittaukset ovat kunkin pölkyn syöttöaika, joka voidaan jakaa useampaan vaiheaikaan, esimerkiksi: kiihdy-tysaika, tasaisen vaiheen syöttönopeus, jarrutusvaiheen kesto ja hakuvaiheen kesto ja pölkyn järjestysnumero. Näiden lisäksi rekisteröidään pölkyn kokonaistilavuus.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä rungonpidon monitorointi (yläkarsimaterät 21 ja alakarsimaterät 210), käytettävät perusmittaukset ovat kunkin pölkyn syötön aikana n. 10 cm välein saatavat pituus ja läpimitta-arvot. Rungonpidon osalta kunkin pölkyn pituus- ja läpimitta-arvoista muodostetaan pölkyn läpimittaprofiili. Tästä profiilista identifioidaan poikkeuksellisen suuret läpimittamuutokset. Kahden peräkkäisen läpimittapisteen erotukselle on määritetty tilastollisesti maksimiarvo, jonka ylittyminen tarkoittaa merkittävää äkkinäistä karsimaterien liikettä. Näiden äkkinäisten muutosten kokonaismäärä muodostaa pölkkykohtaisen rungonpitotunnusluvun. Jos kar-simaterät ovat löysät, ongelma ilmenee korkeina tunnuslukuarvoina. Liian kireät terät puolestaan pienentävät tunnusluvun tavoitearvoa pienemmäksi.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä tuottavuuden monitorointi, käytettävät perusmittaukset ovat harvesterin kouranohjausmoduulilta (HHM) saatavat puun läpimitta- ja pituustiedot sekä puun prosessoinnin eri työvaiheiden kestoajat.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä polttoainetalouden monitorointi, käytettävät perusmittaukset ovat koko rungon prosessointiaika ja prosessointiin käytetty polttoainemäärä, esimerkiksi litroina, tai vaihtoehtoisesti aikajatkuvana mittauksena polttoaineenkulutus prosessoinnin aikana, esimerkiksi litraa tunnissa, josta voidaan mitata erikseen sahaustoiminnon ja syöttötoiminnon polttoaineenkulutus.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä ajovoimansiirron monitorointi, seurattavia CAN-viestejä ovat pedaalin nopeuspyynti, ajosuuntava-linta, joystick-pyynnöt, hydraulimoottorin kierrosnopeus ja dieselmoottorin kuormitusta kuvaava load factor-termi, sekä öljyn lämpötila, ja mahdollisesti myös ajovoimansiirtolinjojen painetaso.

Keksinnön siinä suoritusmuodossa, jossa on kyseessä puomijärjestelmä, käytettävät perusmittaukset harvesterin osalta ovat kuormaimen nivelten ohjaussignaalit ja käyttöajat pölkyittäin sekä pölkkyjen läpimittaprofiilit ja pituudet. Jos metsäkone on varustettu puomijärjestelmän hydraulijärjestelmän painemittauksella, myös painemittaukset rekisteröidään. Kuormakonekäy-tössä mitataan puomijärjestelmän nivelten käyttöajat työvaiheittain puunrungon lastauksen tai purkamisen osalta. Lisäksi rekisteröidään kuormavaa’alta saatava nostettavan taakan paino ja hydraulijärjestelmän paine, mikäli metsäkone on varustettu näillä antureilla. Kuormavaaka liitetään puomi-järjestelmän ja harvesteripään väliin tai kuormakoneessa puomijärjestelmän ja kuormainkouran väliin.

Vaihe: poikkeavien mittausarvojen poistaminen

Indeksilaskennan seuraavana vaiheena osatoimintojen perustason mittauksista poistetaan poikkeavat mittausarvot, jotka johtuvat esimerkiksi poikkeavasta käyttötilanteesta tai mittausvirheistä. Jokaiselle yksittäiselle mittaussuu-reelle asetetaan mittausten tilastollisten keskiarvojen tai kokemusperäisen tiedon mukainen mittausarvon ylä- ja alaraja. Yksittäiseen runkoon tai pölkkyyn liittyvä virheellinen mittaus poistetaan, mutta muut sallittujen mittausra-jojen mukaiset mittaukset käytetään laskennassa.

Tarkastellaan tätä vaihetta keksinnön eri suoritusmuotojen osalta.

Sahaustoiminnon osalta yksittäisille sahausaikamittauksille on asetettu tilastollisten keskiarvojen ja kokemusperäisen tiedon mukainen ala-ja yläraja.

Syöttötoiminnon osalta pölkyn kokonaissyöttöajalle ja osavaiheiden ajoille on asetettu tilastollisten keskiarvojen ja kokemusperäisen tiedon mukainen ala-ja yläraja. Niin sahaustoiminnon kuin syöttötoiminnonkin osalta yksittäinen virheellinen mittaus poistetaan, mutta sallittujen rajojen väliin jäävät mittaukset otetaan huomioon jatkolaskennoissa.

Tuottavuuden seurannassa yksittäisten runkojen prosessoinnin kokonaiskestolle on asetettu tilastollisten keskiarvojen ja kokemusperäisen tiedon mu kainen ala- ja yläraja. Jos rungon prosessoinnin kokonaiskesto on näiden rajojen ulkopuolella, runkoa ei oteta huomioon tunnusluvun laskennassa.

Polttoainetalouden osalta yksittäisten runkojen polttoainekulutusmittauksille on asetettu tilastollisten keskiarvojen ja kokemusperäisen tiedon mukainen ala- ja yläraja. Yksittäiseen runkoon liittyvä virheellinen mittaus poistetaan, mutta sallittujen rajojen väliin jäävät mittaukset otetaan huomioon jatkolas-kennassa.

Ajovoimansiirron osalta mittauspiste hyväksytään jos työhydrauliikka ei ole käytössä, ts. joystick-signaalit eivät ole aktiivisia, ajosuunta on eteenpäin, ja hydraulimoottorin pyörimisnopeus on aseteltavaa kynnysarvoa suurempi. Tämän lisäksi hydraulimoottorin kierrosnopeuden arvoa tarkastellaan ja hyväksytään se käyttöön mikäli se täyttää asetetut kriteerit. Samalla pyritään hyväksymään mittauspiste vain silloin, kun ajovoimansiirto ei ole dynaamisessa muutostilanteessa, joten dynamiikasta aiheutuvat virheet eivät vaikuta laskentaan.

Puomijärjestelmän osalta nivelkohtaisille suoritusajoille ja kokonaisajalle on asetettu tilastollisten keskiarvojen ja kokemusperäisen tiedon mukaiset ala-ja ylärajat. Yksittäinen virheellinen mittaus poistetaan, mutta sallittujen rajojen väliin jäävät mittaukset otetaan huomioon jatkolaskennoissa.

Vaihe: mittausdatan luokittelu ia kompensointi

Osatoimintojen mittausdata, josta on poistettu poikkeavat mittausarvot, käsitellään siten, että työskentelyolosuhteiden vaikutus mittausarvoihin kompensoidaan. Kompensointilaskennalla normalisoidaan metsäkoneen työprosessin eri vaiheiden suorituskykymittaukset siten, että mitattu suorituskyvyn muutos ei riipu esimerkiksi prosessoitujen puiden runkokoosta. Suurin osa harvesterikouran runko- tai pölkkykohtaisista suorituskykymittauksista on syytä kompensoida prosessoidun rungon jäljellä olevan tilavuuden tai pölkyn tyypin suhteen. Pölkyn tyyppi luokitellaan tyvi-, väli- ja latvapölkkyihin. Pölkyn tyyppitieto kuvaa jossain määrin myös prosessoitavan pölkyn oksaisuutta, mikä vaikuttaa harvesterin prosessoinnin kuormittavuuteen ja mm. työskentelynopeuteen.

Eri perusmittausarvoihin vaikuttaa eri kompensointitekijät ja kullekin perusmittaukselle voidaan käyttää yhtä tai useampaa kompensointitekijää. Rungon jäljellä olevan tilavuuden ja pölkyn tilavuuden lisäksi voidaan käyttää myös rungon kokonaistilavuutta, puulajia tai rungosta tehtyjen pölkkyjen lukumäärää kompensointitekijöinä.

Runkotilavuuden vaikutusta kompensoitaessa valitaan tietty määrä runkoko-koluokkia, joiden mukaisesti luokitellaan yksittäiset harvesterin suorituskyky-mittaukset. Kullekin runkokokoluokan mittausdatalle lasketaan oma indek-siarvo ja lopullinen indeksiarvo saadaan laskemalla painotettu keskiarvo kaikkien runkokokoluokkien indeksiarvoista painotettuna kunkin runkokokoluokan mittausarvojen lukumäärällä.

Tarkastellaan luokittelua keksinnön eri suoritusmuotojen osalta.

Sahatoiminnon osalta mitatut sahausajat luokitellaan läpimitan ja puulajin mukaan.

Syöttötoiminnon osalta mitatut syöttöajat ja osavaiheajat luokitellaan rungon jäljellä olevan tilavuuden sekä pölkyn tyypin mukaan puulajeittain. Kuvassa 8 on esitetty eräs luokittelu, jossa on tarkasteltu syöttötoimintoa.

Rungonpidon osalta luokittelu on pölkyn tyypin ja rungon jäljellä olevan tilavuuden mukaan.

Mitatut polttoainekulutusarvot luokitellaan runkotilavuuden ja puulajin mukaan

Ajovoimansiirron osalta lasketaan ajovoimansiirron kuntoindeksi, joka on pyydetyn hydraulimoottorin kierrosnopeuden suhde toteutuneeseen kierros-nopeuteen. Kuntoindeksiä voidaan lajitella edelleen pyörimisnopeuden, lämpötilan ja kuormitusalueen mukaisesti. Kuntoindeksimatriisia päivitetään laskemalla esimerkiksi uutta keskiarvoa.

Tuottavuuden määrityksessä mitatut prosessoinnin kokonaiskestot luokitellaan runkotilavuuden ja puulajin mukaan. Lisäksi työvaiheajoista poistetaan kuljettajasta johtuvat viiveet.

Puomijärjestelmän seurannassa mitatut nivelajat ja kokonaisajat luokitellaan harvesteri käytössä rungon jäljellä olevan tilavuuden ja käytetyn ohjaussignaalin suuruuden mukaan sekä lisäksi hydrauliikan painemittauksen mukaan, mikäli tämä mittaus on käytössä. Kuormakoneen ollessa kyseessä luokittelu tehdään työvaiheen (esimerkiksi kuorman nosto maasta kuormaan ja kuor-matilaan tai purku kuormasta pinoon) mukaan, käytetyn ohjaussignaalin suuruuden mukaan ja lisäksi vaakatiedon tai painetiedon mukaan, mikäli nämä mittaukset ovat käytössä.

Vaihe: indeksiarvon skaalaus

Indeksimittaukset havainnollistavat ensisijaisesti tietyn metsäkoneen konekohtaista suorituskyvyn muutosta. Harvesteri kouran indeksimittauksiin on valittu esimerkiksi 0-100 asteikko, jolloin suuret arvot kuvaavat tehokasta metsäkoneen toimintoa. Kullekin osatoiminnon perustason mittaussuureelle on laskettava huonon ja hyvän suorituskykytason rajat, jotka kuvautuvat varsinaisen indeksimittauksen minimi- ja maksimirajoiksi. Metsäkoneen suorituskyvyn normaalitaso asetetaan em. esimerkissä noin indeksiarvon 90 kohdalle, jolloin myös mahdollinen parempi suorituskykytaso voidaan esittää.

Vaihtoehtoisesti normalisoitu suorituskykyindeksiarvo voi mitata vain suhteellista muutosta mittauksen aloitushetkeä vastaavaan koneen suorituskyky-tasoon. Tällöin mittauksen alkuhetkeä vastaavien osatoimintojen mittaussuu-reiden ala- ja ylärajat valitaan siten, että indeksiarvot skaalautuvat esimerkiksi indeksilukuun 100. Käytettäessä näitä kiinteästi valittuja indeksiarvojen parametrirajoja indeksimittaus voi vaihdella molemmin puolin indeksiarvoa 100. Tärkeintä mittaussuureiden parametrirajoja määritettäessä on käyttää koneen normaalia suorituskykyä edustavaa mittausdataa ja myös mittauksia on oltava kullekin indeksityypille riittävästi.

Vaihe: indeksiarvojen maksimi- ia minimiparametriarvot

Indeksiarvot (I, Index) määräytyvät eri osatoimintojen mittauksista. Näiden mittaussuureiden fysikaalisten ala- ja ylärajojen ja indeksiarvojen välin 0-100 vastaavuuden määrittämiseen on useitakin mahdollisuuksia. Eri osatoimintojen indeksiarvojen minimi- ja maksimiparametriarvoina voidaan käyttää kiinteästi valittuja tietyn perustana olevan metsäkone- ja harvesterikouramal-lin tunnusomaisia suorituskykyarvoja tai metsäkonekohtaisia ja tietyn metsä-koneyksilön mittausdatalla identifioituja parametrien raja-arvoja. Jos suorituskyvyn tason määrittävät parametri ovat kiinteästi valittuja, niin tietyn metsä-konetyypin yksilöiden suora vertailu on mahdollista.

Osatoimintojen indeksiarvojen normaalia ja heikentynyttä suorituskykyä vastaavat minimi- ja maksimiparametriarvot lasketaan erikseen kullekin kompen-sointiluokalle.

Osa indeksilaskennan lähtöarvoina käytetyistä mittaussuureista riippuu merkittävästi perustana olevan metsäkoneen ja harvesteripään mekaanis-hyd-raulisista ominaisuuksista ja tehosta. Toisaalta osa mittaussuureista on sellaisia, että ominaisuuksiltaan eri tyyppisten metsäkoneiden ja harvesteri-kourien mittauksille voidaan käyttää yhteisiä vakioituja hyvän ja huonon suorituskyvyn raja-arvoja, esimerkiksi metsäkoneen absoluuttinen kokonaisteho ei vaikuta harvesteripään syöttötoiminnon jarrutuksen ja paikoitustarkkuuden mittauksiin. Sekä metsäkonetyyppikohtaiset parametrit että vakioidut parametrit voidaan määrittää esimerkiksi tilastollisesti useamman hyvin viritetyn metsäkoneen mittausdatan perusteella.

Taulukossa 1 on lueteltu eräitä esimerkkejä edellä mainituista harvesteri-kouran tunnusluvuista tai indekseistä, joille raja-arvot määritetään joko tyyp-pikohtaisesti tai käytetään yleistä vakioitua arvoa. Parametrit selitetään tarkemmin alempana. TAULUKKO 1

Tarkastellaan minimi- ja maksimiparametriarvojen soveltamista keksinnön eri suoritusmuotojen osalta.

Sahaustoiminnon osalta kunkin läpimittaluokan yksittäiset mittaukset ja syöttötoiminnon osalta kunkin tilavuusluokan yksittäiset mittaukset skaalataan välille 0-100 luokkakohtaisten sallittujen ala-ja ylärajojen mukaan. Kullekin luokalle lasketaan yhden tunnusluvun laskentajaksolta (esim. 100 runkoa) keskiarvo. Eri luokkien keskiarvoista lasketaan lopullinen tunnusluku painotettuna keskiarvona. Painotekijänä on luokkaan kertyneiden mittausten määrä.

Rungonpidon osalta kunkin pölkyn pituus- ja läpimitta-arvoista muodostetaan pölkyn läpimittaprofiili. Tästä profiilista identifioidaan poikkeuksellisen suuret läpimittamuutokset. Kahden peräkkäisen läpimittapisteen erotukselle on määritetty tilastollisesti maksimiarvo, jonka ylittyminen tarkoittaa merkittävää äkkinäistä karsimaterien liikettä. Näiden äkkinäisten muutosten kokonaismäärä muodostaa pölkkykohtaisen rungonpitotunnusluvun. Jos karsimaterät ovat löysät, ongelma ilmenee korkeina tunnuslukuarvoina. Liian kireät terät puolestaan pienentävät tunnusluvun tavoitearvoa pienemmäksi.

Kuvassa 13 on esitetty tunnusluku runkokohtaisesti 200 rungon (Logs) osalta. Ongelmat ilmenevät korkeina tunnuslukuarvoina ja toisaalta ennalta asetettua tavoitearvoa pienemmät tunnusluvut kuvaavat liian voimakasta tilanteen korjausta. Yleisesti tunnusluvuille voidaan märittää jokin tavoitearvo, tai vaihteluväli, joka näkyy myös graafisessa esityksessä.

Tuottavuuden, puomijärjestelmän tai polttoainetalouden seurannan osalta kunkin runkokokoluokan yksittäiset mittaukset skaalataan välille 0-100 luokkakohtaisten sallittujen ala-ja ylärajojen mukaan. Kullekin luokalle lasketaan yhden tunnusluvun laskentajaksolta (esim. 100 runkoa) keskiarvo. Eri luokkien keskiarvoista lasketaan lopullinen tunnusluku painotettuna keskiarvona. Painotekijänä on luokkaan kertyneiden mittausten määrä.

Ajovoimansiirron osalta metsäkoneyksilön esimerkiksi ensimmäiset käyttö-kuukaudet määrittelevät tietyn referenssitason, johon tulevia arvoja voidaan seurata esimerkiksi kuukausittain.

Osatoimintojen suorituskyvyn minimi- ja maksimitason raja-arvojen identifiointi mittausdatasta voidaan laskea ajoittain tietyn valitun referenssidatan perusteella tai parametrit voidaan laskea myös dynaamisesti siten, että laskentajärjestelmä automaattisesti havaitsee pysyvän suorituskykytason muutoksen ja indeksiarvot skaalataan automaattisesti vastaamaan tätä muuttunutta metsäkoneen toimintakuntoa. Tällainen metsäkoneen tietyn osatoiminnon suorituskykymittauksen bias-virhe voi aiheutua esimerkiksi siitä, että parametrien laskennassa käytetty mittausdata ei edusta metsäkoneen normaalia toimintaa tai tietyn metsäkoneen jonkin komponentin suorituskykyä on säädetty tai koko komponentti on vaihdettu ominaisuuksiltaan erilaiseen (esimerkiksi harvesterikouran syöttömoottorit).

Vaihe: kokonaisindeksiarvon laskeminen

Kuvan 7 vaiheessa 710 on kuvattu metsäkoneen erään kokonaissuoritusky-kyindeksin laskentaa. Kyseinen indeksi tai tunnusluku tallennetaan 713 historiatietojen esittämistä varten. Kokonaissuorituskykyä kuvaava indeksi voidaan haluttaessa laskea useammista osatoimintojen indeksiluvuista, mutta jotkin osatoimintojen indeksit antavat jo sellaisenaan kokonaisvaltaisen kuvan toiminnasta, esimerkkinä mainittakoon tuottavuutta ja polttoaineenkulutusta kuvaavat indeksit.

Esimerkiksi harvesterikouran kokonaissuorituskykyä kuvaava indeksi voidaan laskea useammista harvesterikouran osatoimintojen indeksiluvuista. Harvesterikouran kokonaissuorituskykyindeksi (HARVESTER HEAD INDEX total performance index) lasketaan esimerkiksi painotettuina keskiarvoina harvesterikouran osatoimintojen indeksiarvoista: kiihtyvyysindeksi (ACCELERATION INDEX), syöttöindeksi (FEEDING INDEX), syötön pysähdyksien ja suunnanvaihdoksien vaikutusta mittaava indeksi (BUCKING INDEX), katkaisukohdan paikoitustarkkuusindeksi (AUTOMATIC POSITIONING INDEX) ja katkaisusahausindeksi (SAWING INDEX).

Muitakin osatoimintoja voidaan koostaa erilaisiksi kokonaissuorituskykyin-dekseiksi.

Edellä mainitussa keskiarvon laskennassa käytetyt painokertoimet määräytyvät eri osatoimintojen merkitsevyyssuhteiden perusteella. Yksittäisten osa-toimintojen keskimääräinen osuus harvesterikouran prosessoinnin kokonaisajasta voidaan määrittää tilastollisesti mitatuista prosessoinnin eri vai-heajoista. Eräs esimerkki historiatiedoista koskien harvesteripään kokonais-suorituskykyindeksin (HARVESTER HEAD INDEX) käyttäytymisen osalta eräässä harvesterissa on esitetty kuvassa 9, jossa aikajaksona on yksi kuukausi ja kukin piste vastaa 100 runkoa.

Tarkastellaan seuraavaksi mitä osatoimintojen suorituskykyä mittaavia tunnuslukuja ja niiden perusteella määriteltäviä indeksejä, kuten edellä olevissa suoritusmuodoissa on tuotu esille. Tunnusluvut ja indeksit perustuvat metsäkoneen ohjausjärjestelmän ohjaus- ja mittausautomatiikan välittämiin tietoihin.

Toteutusesimerkki: metsäkoneen svöttötoiminto (FEEDING INDEX)

Tarkastellaan ensiksi harvesteripäähän liittyviä tunnuslukuja ja indeksejä, joita voidaan esimerkkeinä ottaa käyttöön suorituskyvyn arviointia varten. Indeksit ovat eri tasoisia, ja ylemmän tason indeksiin hyödynnetään kaksi tai useampia alemman tason indeksejä.

StartStuckPercentage-indeksi kuvaa puunrungon syötön jumiutumistiheyttä liikkeellelähdössä. Edellä kuvatussa kompensointilaskennassa otetaan huo mioon rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft) ja pölkyn tyyppi (Log-Type). StartStuckPercentage -indeksi lasketaan StartStuck-tunnusluvusta, joka antaa jumiutumisien määrän. Mitä pienempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

AccelerationStuckPercentage-indeksi kuvaa puunrungon syötön jumiutumis-tiheyttä kiihdytyksen aikana. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft). AccelerationStuckPercentage-indeksi lasketaan AccelerationStuck-tunnusluvusta, joka antaa jumiutumisien määrän. Mitä pienempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

AccelerationDelay-indeksi kuvaa syötön Iiikkeellelähtöviivettä (0-0.1 m). Ac-celerationDelay-indeksi lasketaan AccelerationDelay-tunnusluvusta, joka antaa viiveen. Mitä pienempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

AccelerationTime-indeksi kuvaa syötön kiihdytysaikaa (0.1 - 1 m). Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft) ja pölkyn tyyppi (LogType). AccelerationTime-indeksi lasketaan AccelerationTime-tunnuslu-vusta, joka antaa kiihdytysajan. Mitä pienempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

Yhdistetty kiihtyvyysindeksi (ACCELERATION INDEX) saadaan yhdistämällä osatoimintojen indeksit StartStuck, AccelerationStuck, AccelerationDelay ja AccelerationTime.

AverageAutomaticFeedingSpeed-indeksi kuvaa syötön automaattimoodissa mitattua syöttönopeutta. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft) ja pölkyn tyyppi (LogType). AverageAutomaticFeeding-Speed-indeksi lasketaan syötön automaattitilassa mitatuista nollaa suuremmista AvgSpeed-tunnusluvun (syötön keskimääräinen nopeus) arvoista. Mitä suurempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

AverageManualFeedingSpeed-indeksi kuvaa syötän manuaalimoodissa mitattua syöttönopeutta. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft) ja pölkyn tyyppi (LogType). AverageManualFeeding-Speed-indeksi lasketaan syötön manuaalitilassa mitatuista nollaa suurem- mista AvgSpeed-tunnusluvun (syötön keskimääräinen nopeus) arvoista. Mitä suurempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

AutomaticFeedStuckPercentage-indeksi kuvaa syötön jumiutumistiheyttä maksiminopeudella. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (Stem-VolumeLeft) ja pölkyn tyyppi (LogType). AutomaticFeedStuckPercentage-indeksi lasketaan FeedStuck-tunnusluvusta, joka antaa jumiutumisien määrän. Mitä pienempi on tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi on indeksin arvo.

Kuvassa 8 on esitetty eräs luokittelu, jossa on tarkastelu syöttötoiminnon kiihtyvyyttä (Acceleration) ja otetaan huomioon rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft) ja puulaji, siis toisin sanoen koivu (Birch), mänty (Pine) tai kuusi (Spruce). Kuvassa luokittelu on esitetty koivun osalta ja kutakin tilavuutta vastaava syöttöjen kokonaismäärä on esitetty taulukon oikeassa sarakkeessa. Kuvan 8 taulukko on osa esimerkiksi osa harvesterin syöttötoi-minnon indeksiseurantaa ja siten myös osa harvesterikouran kokonaissuori-tuskyvyn indeksiseurantaa. Minimi- ja maksimiarvoihin verraten voidaan muodostaa tällekin tarkastelulle oma indeksi, joka on osa korkeamman tason indeksiä. Kuvan 8 mukainen taulukko esitetään käyttäjälle näyttölaitteen käyttöliittymässä (UI, User Interface), kuten myös kuvan 10 mukainen kuvio, joka antaa havainnollisen kuvan suorituskykyindeksin trendistä.

Yhdistetty syöttöindeksi (FEEDING INDEX) saadaan tässä esimerkissä yhdistämällä indeksit ACCELERATION INDEX, AverageAutomaticFeeding-Speed, AverageManualFeedingSpeed ja AutomaticFeedStuckPercentage. Historiatietoja yhdistetyn syöttöindeksin käyttäytymisen osalta eräässä harvesterissa on esitetty kuvassa 10, jossa aikajaksona on yksi kuukausi ja kukin piste vastaa 100 runkoa.

Toteutusesimerkki: syötön pysähdyksien ia suunnanvaihdoksien vaikutus (BUCKING INDEX)

AutomaticFeedApproachTime-indeksi kuvaa lähestymisaika syötön jarrutuksen aloitushetkestä pysähtymishetkeen katkaisuikkunassa. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft). AutomaticFeed-ApproachTime-indeksi lasketaan syötön automaattitilassa lasketuista

ApproachTime-tunnusluvun arvoista. Mitä pienempi tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo.

AutomaticFeedApproachLength-indeksi kuvaa lähestymismatkaa syötön jarrutuksen aloituskohdasta katkaisuikkunan pysähtymiskohtaan. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft). AutomaticFeed-ApproachLength-indeksi lasketaan syötön automaattitilassa lasketuista ApproachLength-tunnusluvun arvoista. Mitä pienempi tunnusluvun itseisarvojen keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo.

BuckingSuccess-indeksi kuvaa syötön pituusvalinnan muutoksesta aiheutuvia syötön suunnanvaihdoksia ja pysähdyksiä. BuckingSuccess-indeksi lasketaan syötön automaattitilassa lasketuista BuckingChangeCount-tunnuslu-vun arvoista. Mitä pienempi tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo.

Yhdistetty syötön pysähdyksien ja suunnanvaihdoksien vaikutusta mittaava indeksi (BUCKING INDEX) saadaan yhdistämällä AutomaticFeedApproach-Time-, AutomaticFeedApproachLength-ja BuckingSuccess-indeksit.

Toteutusesimerkki: katkaisukohdan paikoitustarkkuusindeksi (AUTOMATIC POSITIONING INDEX^

SearchTime-indeksi kuvaa syötön katkaisukohdan hakuaikaa. Kompensointina on rungon jäljellä oleva tilavuus (StemVolumeLeft) ja pölkyn tyyppi (Log-Type). SearchTime-indeksi lasketaan syötön automaattitilassa lasketuista SearchTime-tunnusluvun arvoista. Mitä pienempi tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo.

PositivePositioningError-indeksi kuvaa paikoitusvirhettä liian pitkän syötön seurauksena. PositivePositioningError-indeksi lasketaan syötön automaatti-tilassa lasketuista 0 - 0.25 m välillä olevista PositioningError-tunnusluvun arvoista. Mitä pienempi tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo.

NegativePositioningError-indeksi kuvaa paikoitusvirhettä liian lyhyen syötön seurauksena. NegativePositioningError-indeksi lasketaan syötön automaatti-tilassa lasketuista PositioningError-tunnusluvun arvoista, jotka ovat välillä -0.25 - 0 m. Mitä pienempi tunnusluvun itseisarvojen keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo.

Yhdistetty katkaisukohdan paikoitustarkkuusindeksi (AUTOMATIC POSITIONING INDEX) saadaan yhdistämällä indeksit SearchTime, Positive-PositioningError ja NegativePositioningError.

Toteutusesimerkki: harvesteripään sahaustoiminto (SAWING INDEX)

Cross-CutTime-indeksi kuvaa katkaisusahausta. CuttingTime-indeksi lasketaan katkaisuhalkaisijan (CuttingDiam) perusteella lasketun teoreettisen kat-kaisuajan ja mitatun katkaisuajan (CuttingTime) erotuksesta. Sahan teoreettinen katkaisuaika voidaan määrittää esimerkiksi katkaisuläpimitan funktiona. Tarvittavat parametrit voidaan identifioida mittausdatan perusteella. Mitä lyhyempi mitattu katkaisuaika, sitä suurempi indeksin arvo.

Kuvassa 11 on esitetty eräs luokittelu, jossa on tarkasteltu sahaustoiminnon nopeutta (Speed) ja otetaan huomioon rungon paksuus (Stem Diameter) ja puulaji, siis toisin sanoen koivu (Birch), mänty (Pine) tai kuusi (Spruce). Kuvassa luokittelu on esitetty kuusen osalta ja kutakin halkaisija-aluetta vastaava sahauksien kokonaismäärä on esitetty taulukon oikeassa sarakkeessa.

Sahausindeksi (SAWING INDEX) saadaan Cross-CutTime -indeksistä. Historiatietoja sahausindeksin käyttäytymisen osalta eräässä harvesterissa on esitetty kuvassa 12, jossa aikajaksona on yksi kuukausi ja kukin piste vastaa 100 runkoa.

Toteutusesimerkki: harvesteripään tuottavuus (MACHINE PRODUCTIVITY INDEX)

Tarkastellaan seuraavaksi harvesteripäähän tuottavuuteen liittyviä tunnuslukuja ja indeksejä, joita voidaan esimerkkeinä ottaa käyttöön

Harvesteripään tuottavuusindeksi (MACHINE PRODUCTIVITY INDEX) kuvaa harvesteripään tehollista prosessointiaikaa vastaavaa tuottavuutta. Tehollinen prosessointiaika on rungon kaikkien pölkkyjen yhteenlaskettu syöttöjä sahaustoimintojen aktiivinen käyttöaika. Harvesteripään tekninen teho- tuottavuus lasketaan runkokohtaisesti rungon tilavuudesta ja tehollisesta pro-sessointiajasta. Kompensointina on rungon tilavuus (StemVolume). Machine-Productivity-indeksi lasketaan EffectiveProductivity-tunnusluvusta. Mitä suurempi tunnusluvun keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo. Historiatietoja har-vesteripään tuottavuusindeksin käyttäytymisen osalta eräässä harvesterissa on esitetty kuvassa 14, jossa tarkastelujako on 1 kuukausi ja kukin piste vastaa 100 runkoa.

Toteutusesimerkki: harvesterioään polttoaineen kulutusindeksi (FUEL COMSUMPTION INDEX)

Tarkastellaan seuraavaksi harvesteripäähän aiheuttamaan polttoaineen kulutukseen liittyviä tunnuslukuja ja indeksejä, joita voidaan esimerkkeinä ottaa käyttöön.

Harvesteripään polttoaineen kulutusindeksi (FUEL COMSUMPTION INDEX) kuvaa koko rungon prosessointiin käytetty polttoainemäärää. Kompensointina on rungon tilavuus (StemVolume). FuelConsumption-indeksi lasketaan rungon ProcessingTime- ja FuelConsumption-tunnusluvuista. Mitä pienempi polttoaineen kulutuksen keskiarvo, sitä suurempi indeksin arvo. Historiatietoja harvesteripään polttoaineen kulutusindeksin käyttäytymisen osalta eräässä harvesterissa on esitetty kuvassa 15, jossa tarkastelujako on 1 kuukausi ja kukin piste vastaa 100 runkoa.

Keksintöä voidaan soveltaa hyvin monipuolisesti metsäkoneen eri toimintojen monitorointiin, jolloin aikaansaadaan informaatiota riittävän pitkältä ajalta päätöksien tueksi. Esitetty järjestelmä ja menetelmä ei sovellu pelkästään harvesterille, vaan se voidaan ottaa käyttöön myös kuormakoneissa, erityisesti ajovoimansiirron monitoroinnin osalta. Kuormakoneissa voidaan seurata myös esimerkiksi puomijärjestelmän osalta komponenttien kuntoa ja toimintaa, samoin polttoainetaloutta. Esimerkiksi indeksit voidaan esittää havainnollisesti käyttäjälle, ja käyttää niitä päätöksien tueksi.

Keksintöä ei ole rajoitettu vain edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan se voi vaihdella oheisten patenttivaatimuksien mukaisesti.

Claims (14)

1. Menetelmä metsäkoneen ohjausjärjestelmässä metsäkoneen osajärjestelmän suorituskyvyn monitoroimiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä: - kerätään metsäkoneen osajärjestelmän toimintaan liittyvää mittausdataa, kun kuljettaja työskentelee metsäkoneen avulla, - määritetään toistuvasti kyseisen mittausdatan perusteella kyseisen osajärjestelmän suorituskykyä kuvaava yksi tai useampi laskennallinen tunnusluku, - seurataan kyseisen yhden tai useamman tunnusluvun ajallista vaihtelua tallentamalla kyseinen yksi tai useampi tunnusluku, ja - käytetään kyseistä tunnuslukua tuottavuuden adaptiivisen säädön perustana ja valitaan automaattisesti optimaaliset ohjausjärjestelmän säätöparametrit eri käyttötilanteisiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seurataan metsäkoneen puomijärjestelmän toimintaa, jossa seurataan ainakin puomijärjestelmän nivelten käyttöaikoja työvaiheittain.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seurataan jatkuvasti metsäkoneen polttoaineen kulutusta.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esitetään kyseisen yhden tai useamman tunnusluvun ajallinen vaihtelu käyttäjälle havainnollisena graafisena esityksenä.

5. Tietokoneohjelma, joka käsittää ohjelmakoodivälineet, tunnettu siitä, että se on järjestetty suorittamaan jonkin patenttivaatimuksien 1 - 4 mukaisen menetelmän vaiheet, kun kyseinen tietokoneohjelma ajetaan ohjaustietokoneessa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen tietokoneohjelma, tunnettu siitä, että kyseinen ohjaustietokone on metsäkoneen ohjausjärjestelmän keskusyksikkö.

7. Tietokoneohjelmatuote, joka käsittää ohjelmakoodivälineet, jotka on tallennettu tietokoneella luettavaan mediaan, tunnettu siitä, että se on järjestetty suorittamaan jonkin patenttivaatimuksien 1 - 4 mukaisen menetelmän vaiheet, kun kyseinen tietokoneohjelma ajetaan ohjaustietokoneessa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tietokoneohjelmatuote, tunnettu siitä, että kyseinen ohjaustietokone on metsäkoneen ohjausjärjestelmän keskusyksikkö.

9. Järjestelmä metsäkoneen osajärjestelmän tai toiminnon suorituskyvyn monitoroimiseksi, joka käsittää : - ohjausjärjestelmän, joka on järjestetty ohjaamaan metsäkoneen osajärjestelmää, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on sovitettu: - keräämään kyseisen osajärjestelmän toimintaan liittyvää mittausdataa, kun kuljettaja työskentelee metsäkoneen avulla, - määrittämään toistuvasti kyseisen mittausdatan perusteella kyseisen osajärjestelmän suorituskykyä kuvaava yksi tai useampi laskennallinen tunnusluku, ja - tallentamaan kyseisen yhden tai useamman tunnusluvun sen ajallisen vaihtelun seuraamiseksi, ja - käyttämään kyseistä tunnuslukua tuottavuuden adaptiivisen säädön perustana valitsemalla automaattisesti optimaaliset ohjausjärjestelmän säätöparametrit eri käyttötilanteisiin.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on järjestetty seuraamaan metsäkoneen puomijärjestelmän toimintaa, jossa seurataan ainakin puomijärjestelmän nivelten käyttöaikoja työvaiheittain.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on järjestetty seuraamaan metsäkoneen polttoaineen kulutusta.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä on järjestetty esittämään kyseisen yhden tai useamman tunnusluvun ajallinen vaihtelu käyttäjälle havainnollisena graafisena esityksenä.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää lisäksi ohjausväylän, joka on järjestetty toimimaan ohjausjärjestelmän alaisuudessa ja välittämään kyseistä suorittamiseen liittyvää mittausdataa.

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää ohjausjärjestelmään liitetyn näyttömoduulin, joka on tarkoitettu kyseinen esityksen esittämiseen.