Oxf.: 0""01 O Perspektiva razvoja računalniške programske opreme za potrebe pridobivanja lesa Chris 8. LEDOUX*, Boštjan KOŠIR** Izvleček Ledoux, C. B., Košir, B.: Perspektiva razvoja računalniške programske opreme za potrebe pri- dobivanja lesa. Gozdarski vestnik, št. 3/1989. V slovenščini s povzetkom v angleščini, cit. lit. 16. V članku pisca na kratko opisujeta nekatere programske pakete, ki jih uporabljajo v procesu pridobivanja lesa v ZDA. Sledi nekaj izkušenJ pri razvoju uporabnega programa za ocenjevanje stroškov spravila lesa z žičnimi žerjavi. 1. UVOD Računalniki so v gozdarstvu že dlje časa nepogrešljiv pripomoček, posebej še v raz" vitih državah, kot so ZDA. Njihova uporaba pa je popolnoma odvisna od razvoja pro- gramske opreme, ki mora biti prilagojena uporabnikovim zahtevam in znanju. Novo obdobje pri uporabi računalnikov se je za- čelo, ko so ti postali razmeroma majhni, poceni in zato množični. V zadnjem času smo tako priče razvoju računalniške opre- me, ki je napravila več revolucionarnih korakov, ter razvoju kakovostne in specia- lizirane gozdarske programske opreme. V tem sestavku se bomo omejili na nekatere primere programske opreme za potrebe procesa pridobivanja lesa, hkrati pa bomo opisali nekaj izkušenj pri razvijanju uporab- nih programov. Ti so največkrat združeni v programske pakete, ki so dostopni uporab- nikom ZDA. Pri oblikovanju uporabnih pro- gramov ustvarjalci niso uporabljali enot- nega informacijskega sistema, ki bi omogo- čal enotno zajemanje podatkov o sestojih. * Dr. L. C. B., inž. gozd., U. S. Department of Agriculture, Forest Service, Northeastern Forest Exp. Station; 180 Canfield Street, Morgantown, West Virginia 26505, USA "* Mag. B. K., dipl. inž. gozd., Inštitut za gozdno in lesno gospodarstvo, 61000 Ljubljana, Večna pot 2, YU 11 6 G. V. 3/89 Synopsis Ledoux, C. B., Košir, B.: Perspective of the software development in timber harvesting pro- cess. Gozdarski vestnik, No. 3/1989. ln Slovene with a summary in English, lit. quot. 16. The article offers a brief description of some software packages which have been in use in timber harvesting process in the USA. They are followed by some experiences gained in the development of an application programme for wood skidding cost evaluation by means of mobile tower yarders. S programi so hoteli pripomoči pri določanju obsega proizvodnje, zalog in obremenitev delovnih sredstev ter nadziranja količine, rokov in stroškov gozdne proizvodnje. Upo- raba teh programskih paketov v sloven- skem prostoru bi bila zato omejena. Pov- sem umestna pa bi bila uporaba tistih delov že razvitih programov, ki bi se ujemali z našimi cilji. Na sliki 1 prikazujemo deleže programske opreme za gozdarstvo ZDA leta 1985 (COONEY in dr. 1985). 2. NEKATERI PRIMERI PROGRAMSKIH PAKETOV ZA POTREBE PRIDOBIVANJA LESA V ZDA Opise programskih paketov smo povzeli deloma po obsežni literaturi s tega področ­ ja, deloma pa navajamo tudi lastne izkuš- nje. Programi so napisani za različne raču­ nalnike in trenutno niso vsi prilagojeni za rabo na računalnikih tipa IBM PC-XT/AT. SURVEY PACKAGE- omogoča projek- tiranje gozdnih cest z razčlembo terenskih podatkov (prečni in vzdolžni profil). Pro- gram prikaže položaj ceste z vsemi potreb- nimi prvinami ter diagrami zemeljskih del. FOREST PLANNING - ustvari podat- kovno bazo sečišč z vsemi podatki, ki so nujni za operativno načrtovanje proizvod- 40 35 - 30 ~ .e.... > o E 25 ~ O) e Q. 20 1 >N Q) "ij) '"O 15 1 1 10 1 ~ 1 11 1 5 - 1 1 1.1 ~ o ~ ~ ~'~ ~" . a:l Q) ff) 'E' ~ «1 Cl) tl ·~ Q) .E € > ::s ~ ~ '2 Q) oS .o :::1 Q) Ci O) >(.) E '2' Q) e e a:l c:: Q. 1 ci > > .o :0 ili .g o '2 o > ~ o o "ij) >(.) 'til .o n:f '"O i:5 m '"O e g N t '"O c:: o o a:l ·e .~ o O) ~ m o Cl) a.. o. m o. -~ ~ ~ ~ ::s > Q) (\'! .E f! -~ '2 m 'E' ta 'E a:l O(J.) ~ ~ a:l '"O ·c o -c:: ff) Q) !2 .!!? "ij) c:: ff),_ ·~ •N ~ ·~ N >U o e·ro ~ ~ '"O o Cl) ~ :::> ..!:::! (!] (/) w o..~ 0: :E 0: 0: Slika 1 : Področja uporabe programske opreme v gozdarstvu 1 Fields of application of forestry software nje, kot so količine lesa, produktivnost in stroški. LOG PRODUCTION ACCOUNTING- je sistem programov za shranjevanje podat- kov in poročanje o proizvodnji lesa po proizvodnih stopnjah in izvajalcih (koope- rantih). Poročila so lahko dnevna, mesečna ali pa se nanašajo na poljubno izbran časovni razmik. ENGINEERING UTILITIES zajema več uporabnih programov za obdelavo teren- skih meritev, izračunavanje površin in dol- žin. SKYLINE ANALYSIS -je namenjen pro- jektiranju linij žičnih žerjavov. Podolžne pro- file lahko vnesemo na podlagi terenskih podatkov ali naravnost iz karte. Pot bre- mena lahko vizualno razčlenimo na ekranu. DIGITAL TERRAIN MODEL - omogoča predhodno razčlembo naših posegov v gozdni prostor, npr. zaradi ugotavljanja estetskih sprememb. APHTI N - je programski paket, s katerim razčlenjujemo in izboljšujemo naše posege v gozd tako z gospodarskega kot biološko- tehničnega vidika. · PERSPECTIVE PLOT - omogoča vi- zualno oblikovanje videza delov gozdne površine z vidika naših ukrepov v gozdu. Program lahko uporabljamo pri odločanju G. V. 3/89 117 o legi gozdnih cest, tras, žičnih žerjavov, končnih posekov, smučišč, hudourniških pregrad in drugih ukrepov, ki spreminjajo podobo krajine. MANAGE - spremlja naše posege v gozd po tehnološki in gozdnogojitveni plati. Z njim se odločamo za čas in intenzivnost naših posegov, seveda kar najbolj gospo- darno. PLANS - skupina programov omogoča projektiranje žičnega spravila lesa (različni sistemi), gozdnih cest in vlak, razčlembo digitalnega modela terena, prostorske raz~ poreditve sečišč ter razčlembo stroškov proizvodnje. THIN - krajši program, s katerim lahko razčlenjujemo dogajanja pri redčenjih se- slojev. Spremljamo lahko učinke naših ukrepov z vidika razvoja sestojev in skupne gospodarnosti gozdne proizvodnje. Razčle­ nimo lahko tudi stroške in vpliv vseh dejav- nikov, ki omogočajo boljšo produktivnost dela pri spravilu lesa z žičnicami. OP-PLAN -je programski paket, ki omo- goča načrtovanje gozdne proizvodnje po proizvodnih fazah z vidika stroškov in po- maga pri izbiri najustreznejših možnosti. Programski paketi, ki tako ali drugače vključujejo zgoraj naštete možnosti, so še: SAWCOST, TRKCOST, YCOST, LO- GREPS, LOGREPV, MACHINER, MACHM-82 in mnogi drugi. Nekateri izmed naštetih programov s si- mulacijami (slučajna števila) poiščejo naj- boljšo rešitev problema, seveda pa je od uporabnika odvisno, katere vhodne prvine bo izbral, to pa je odločilno za izhod simu- lacije. Programski paketi so nastali na go- zdarskih znanstvenih in raziskovalnih usta- novah. vendar so našli pot tudi do uporab- nikov v deželi, kjer je smotrnost ukrepanja na prvem mestu. Zahteve uporabnikov po razumljivih in enostavnih programih so zato odločilne pri razvoju novih programskih pa- ketov. 3. RAZVOJ PROGRAMOV ZA RAZČLEMBO SPRAVILA LESA Z ŽIČNICAMI Na primeru razvoja programa. s katerim lahko razčlenimo stroške pri spravilu lesa 118 G. V. 3189 z žičnimi žerjavi, bomo pojasnili nekatere naše izkušnje, za katere menimo, da so pomembne za ugoden odziv uporabnikov programa. 3.1. Zbiranje podatkov Zbiranje podatkov za sečno-spravilno načrtovanje je drago in zamudno. Za znan- stvenika je izziv zadovoljiti tako znanstveno javnost kot tudi uporabnika iz prakse. Zelo pomembno je uglašeno statistično načrto­ vanje poskusov. Pri proučevanju časov in učinkov moramo pritegniti le dovolj izku- šene in motivirane delavske skupine. Upo- rabiti moramo dejanske gojitvene ukrepe ter gozdnogojitvenim ukrepom prilagojene ter sprejemljive sečno-spravilne metode. že ob začetku načrtovanja poskusa pa se mora zbiralec podatkov posvetovati tudi s končnim uporabnikom. Izsledki morajo biti primerni za uporabnika iz prakse. 3.2. Izbor spremenljivk Cilj moramo doseči čim uspešneje in učin­ koviteje, zato naj pri meritvah sodeluje tudi čim manj ljudi. Praktičnemu uporabniku zadostuje, če spozna skupen čas ciklusa. Čase posame- znih operacij moramo poznati le, če prouču­ j emo delovanje posameznega stroja in učinkovitost posameznih sestavin (npr. vi- tel-voziček). Zato izberemo le nekaj najpo- membnejših spremenljivk, jim določimo raz~ pon vrednosti in vztrajamo pri natančnih meritvah. Pri žičnih žerjavih je dovolj, če izberemo poševno spravilno razdaljo, raz- daljo zbiranja, število kosov v bremenu, velikost bremena, naklon in število delav- cev s tem lahko statistično pojasnimo spremenljivost časov in učinkov. Vpliv na- štetih spremenljivk na skupni čas ciklusa zagotavlja dovolj dobro oceno za prakso. Razpon in srednje vrednosti vplivnih spre- menljivk zlahka dobimo od uporabnika iz prakse, ki jih poišče v sečno-spravilnih in gozdno-ureditvenih načrtih. Držimo se na- čela, da pri vsakem stroju iz iste vrste spravila obdržimo iste spremenljivke. Dobro je, če imamo tudi podobna rastišča in primerljive sestojne razmere. Enake spre- menljivke in primerljivi sestoji omogočajo lažje in natančnejše primerjave. 3.3. Razvoj programske opreme za sečno-spravilno načrtovanje Z uporabniki se moramo posvetovati o obliki in vsebini izsledkov in obliki prikaza. Dobro je, če upoštevamo individualnega uporabnika in ne uporabljamo računalnika le za shranjevanje podatkov, razčlembe in obdelave, ampak tudi kot pripomoček pri nadzoru in odločanju. Vnos podatkov in prikaz izsledkov naj bosta enostavna, izogi- bati se moramo pretirani zapletenosti. Pre- nos tehnologij in delovnih metod, posebej če so dobre, moramo opraviti med ljudmi iz prakse. Vsako dobro zamisel čimprej posredujmo uporabnikom. Razvijajmo po- polne sečno-transportne pakete, ki omogo- čajo spremljanje in predvidevanje dogajanj Slika 2: Ocenjevanje sečno-spravilnih stroškov 1 Harvesting cost estimator Terenske meritve časov in učinkov za stroje in sestojne razmere Field time and motion studies for machine and stand conditions Povratne zanke iz prakse izvirajočih odzivov in predlogov izboljšav Field implementation and feedback loops Prenos tehnologije za masovno uporabo Technology transfer efforts for mass use Povezava programov za ocenjevanje stroškov z modeli rasti in donosov Linkage of cost estimating methods with growth and yield studies Osnovna statistična analiza podatkov: deskriptivne metode in regresijska analiza lnitial statistical data analysis descriptive and regression methods Metode simulacije za sestoje in gozdne razmere, ki nas zanimajo Simulation methods for stand and forest conditions of interest Statistični prenos s strojnih na sestojne parametre Statistical transition from machine parameters to stand param ete rs Izdelava programov za oceno stroškov in učinkov na primernih računalnikih Computerisation of cost and production methods on suitable computers G. V. 3189 119 od sestaja do porabnika lesne surovine. . Uporabnik želi imeti oceno stroškov od panja do tovarne in ne le ločenih poročil o sečnji in spravilu. Večina končnih porabni- kov nima virov in znanja, da bi povezali vse prvine, ki so pomembne pri racionalizaciji celotnega proizvodnega procesa. Uporabnikovo sprejemanje temelji na enostavnosti, zato je pomemben miselni obrat, če si za izhodišče izberemo parame- tre sestaja in ne trenutno uporabljeni stroj. Načrtujemo v glavnem že v gozdu, in sicer z naslednjimi sestoj nimi parametri: sestoj ni prsni premer, etat in poševna spravilna razdalja. Končni rezultat je uporabnejši, primerljivejši in sprejemljivejši, če se stroški nanašajo na sestojne parametre. Rezultat mora biti preverljiv in ponovljiv. Slika 2 povzema zbiranje in računalniško obrav- navo podatkov, prenos rezultatov in po- vratne zanke pri odnosih, o katerih smo razpravljali. 3.4. Nadaljnji razvoj Zaželeno je, da so vsi osnovni podatki meritev dobro dokumentirani in shranjeni. Koristno je, če za vsako vrsto strojev upo- rabljamo iste spremenljivke, pa tudi, če v pokrajini uporabljamo podobne ali enake sestojne parametre. Tako olajšamo razi- skave vpliva tehnologij pridobivanja lesa in gozdnogojitvenih ukrepov na razvoj sesto- jev. Primerjava strojev za alternativne teh- nologije in različne sestojne razmere je tako lažja, smiselnejša in natančnejša. Naša vizija je, da bi imeli mrežo (računalni­ ških) ocenjevalcev za proizvodne stroške za več pokrajin, povezanih z modeli rasti in donosov teh pokrajin. Tako bi lahko na PC hitro natančno in poceni opravljali po- krajinske, državne in meddržavne analize. Napočil je čas, ko računalnika ne bi smeli več izko~iščati le za shranjevanje podatkov, obdelavo in analize, ampak tudi za pomoč pri izbiri optimalne poti za doseganje zada- nih ciljev. 4. SKLEP Večanje števila uporabnikov računalnika v gozdni proizvodnji pomeni tudi povečeva­ nje njihovih zahtev po uporabni programski 120 G. V. 3189 opremi, ki mora podpirati predvsem prak- tično uporabo. Večkrat so zelo natančne, vendar zamotane in nepregledne metode manj primerne kot hitre in nekoliko manj natančne ocene, ki temeljijo na manjšem številu vhodnih elementov, vendar omogo- čajo boljšo preglednost in boljše primerjave med različnimi ukrepi in tehnologijami. V razumnih mejah je računalniku vseeno, s kakšnimi enačbami in koliko spremenljiv- kami ima opravka, za človeka, ki vhodne elemente pripravlja, uporablja in nadzoruje, pa pomeni vsaka racionalizacija veliko olaj- šanje. 5. POVZETEK Paketi računalniških programov, kisa jih razvili v ZDA, omogočajo uporabnikom smotrnejše gospodarjenje z gozdom iz eko- loškega in tehnološko-ekonomskega vidi- ka. Na modelih ali s simulacijami lahko preizkušamo učinke naših ukrepov in izbe- remo tiste, ki so z vseh vidikov najprimer- nejši. Pri razvijanju programskih paketov se moramo držati načela enostavnosti upo- rabe, celovitosti zajemanja problemov in primerljivosti v okviru podobne tehnologije in podobnih sestojnih razmer. To storimo lahko s smotrnim izborom vplivnih spre- menljivk pri proučevanju časov in učinkov strojev, vse primerjave pa se morajo nana- šati na sestojne razmere, ki so temeljni okvir poteka gozdne proizvodnje. Uporaba računalnikov bo prav zaživela takrat, ko bomo sposobni opravljati analize, primer- jave in racionalizacije tudi na pokrajinskih in meddržavnih ravneh. PERSPECTIVE OF THE SOFTWARE DEVELOPMENT IN TIMBER HARVESTING PROCESS Summary Software packages which have been develop- ed in the USA enable better management of the forest in the ecologic as well as in the technologic- economic sense. The effects of the measures performed can be tested by means of models and simulations. Consequently, those giving the opti- ma! results can be selected. The principles of application simplicity, the wholeness, as regards data embracing and the comparability in the scope of similar technologies and simifar forest stand conditions should be observed in software package developing. This could be performed by a rational selection of variables of influence in the studying of times and machine effects. Further- more, all comparisons should be related to forest stand conditions, which rep rese nt a basic physical framework for the forest production. Only then, when the carrying out of analyses, comparisons and rationalisation is possible also on regional and international levels, the use ot computers is going to be made real use of. LITERATURA IN VIRI 1. Anan. (1987): Software overview; Digital Resource Systems Limited; Nanaimo, British Co- lumbia 2. Baumgas J. E. (1986): APHTIN: A micro- computer Program to Evaluate Multiproduct Utili- sation Alternatives for Thinnings in Appalachian Hardwood Stands; USDA Forest Service, NE WV; Morgantown 3. Cooney T. M., Massey J. G. (1985): How to get Forestry Software, Journal of Forestry, 6 4. Cooney T. M. (1986): Dessisions Support Systems, Journal of Forestry, 1 5. Fight E. D., Ledoux C. 8., Ortman T. L. (1984): Logging Costs for Management Planning for Young-growth Coast Douglas-fir; USDA, Fo- rest Service, PN Forest Exp. Stat., PNW-176 6. Košir B. (1985): Učinki spravila lesa z več­ bobenskimi žičnimi žerjavi s stolpi; Strok. in znan. dela 78, IGLG 7. Košir B. (1988): Učinkovitost večboben- Spravilo skega žičnega žerjava Moxy na kratkih razdaljah - primer Selbu; Zbornik gozdarstva in lesarstva 32 8. Ledoux C. B., Butler D. S. (1981): Simulating Gable Thinning in Young-Growth Stands; Forest Sci. 27 (4) 9. Ledoux C. 8., Brodie J. D. (1982): Maximiz- ing Financial Yields by lntegrating Logging and Silvicultural Techniques; J. of For., nov. 1982 10. Ledoux C. B. (1984): Gable Yarding Resi- due after Thinning Young Stands; For. Prod. J. 34 (9) 11. Ledoux C. 8. (1984): 8reak-Even Zones for Gable Yarding by Log Size; Symposium on Mountain Logging, WV 12. Ledoux C. 8. (1985): Stump-to-Mill Timber Production Cost Equations for Gable Logging Eastern Hardwoods; USDA, Forest Service, NE- 566 13. LedoiJX C. 8. (1986): MANAGE: A Compu- ter program to Esti mate Costs and 8enefits Asso- ciated with Eastern Hardwood Management; USDA Forest Service NE-GTR-112, Morgantown 14. Ledoux C. 8., Fight R., D., Ortman T. L. (1986): Stump-to-Truck Gable Logging Cost Equations for Young-Growth Douglas-tir; WJAF 1 (1) 15. Ledoux C. 8., Starnes L. W. (1986): Gable Logging Production Rate Equations for Thinning Young-Growth Douglas-Fir; For. Prod. J. 36 (5) 16. Twito R. H., McGaughey R. J. (1984): Computer Aided Timber Harvest Planning, An Example; Mountain Logging Symposium Proc., WW Univeristy G. V. 3/89 121