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Analyse comparative des différents types de scanneurs d'équarris

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub5403
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
February 2005
Edition
42282
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
February 2005
Edition
42282
Material Type
Research report
Physical Description
18 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Trimming
Scanners
Optimization
Series Number
General Revenue 4497
Location
Sainte-Foy, Québec
Language
French
Abstract
On retrouve actuellement en milieu industriel diverses technologies de scanneurs d’équarris utilisant des configurations soit linéaires ou transversales pour l’optimiser le débitage secondaire. Puisque aucune donnée n’est disponible quant à la performance ou les avantages d’un système par rapport à un autre, Forintek a entrepris de réaliser une étude comparative. Un échantillon d’équarris a été mesuré dans des conditions industrielles avec trois scanneurs différents, un transversal et deux linéaires, ainsi qu’en laboratoire à l’aide de la technologie de rayon x, servant de référence. La comparaison des rendements obtenus avec chaque scanneur étudié a été réalisée par le biais de simulations à l’aide du logiciel Optitek. Comme la plupart des systèmes de positionnement d’équarris présentent un niveau de précision limité, des erreurs de positionnement ont été appliquées par simulation pour obtenir des résultats réalistes. Les résultats ont démontré que les erreurs de positionnement ont un impact majeur sur l’optimisation du débitage secondaire. Avec le niveau d’erreur moyen observé en industrie, aucune technologie de scanneur ne se démarque nettement des autres. Toutefois, en améliorant considérablement la précision des systèmes de positionnement, on pourrait observer la tendance suivante : le scanneur transversal s’avèrerait le plus précis avec un niveau d’efficacité de 2 % supérieur au système linéaire à 4 caméras, et ce dernier serait de 2 % supérieur au système linéaire à 2 caméras. La technologie du rayon x offrirait un excellent potentiel d’amélioration par rapport aux technologies actuelles puisqu’elle permettrait d’accroître l’efficacité du débitage de 6 % en ne considérant aucune erreur de positionnement.
Scanners
Breakdown, secondary
Trimming
Edging
Optimization
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Comparaison des différentes entrées d'équarrisseuses : débitage primaire

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub38973
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
March 2007
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
March 2007
Material Type
Research report
Physical Description
23 p
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Sawing
Series Number
E-4126
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
Les technologies d’entrée d’équarrisseuse ont grandement évolué au cours des dernières années. Les systèmes autocentreurs mécaniques installés dans les années 70 à 90 sont maintenant remplacés par des systèmes sophistiqués permettant de contrôler l’alignement et la translation des billes. Bien que les systèmes optimisés permettent d’accroître le rendement, ils sont aussi également plus complexes et nécessitent un suivi et un entretien plus rigoureux que les systèmes simples autocentreurs. Cette étude vise à comparer quatre technologies d’entrée d’équarrisseuse de différentes époques, pour des billes de faible diamètre où le niveau d’optimisation est critique et où les erreurs de positionnement ont beaucoup d’impact. Les simulations théoriques des quatre technologies étudiées ont démontré qu’un système optimisé en translation et en alignement permettrait d’obtenir des revenus supplémentaires de 9 % par rapport à un système autocentreur à courroies. Le système optimisé en translation seulement permet quant à lui des revenus de 8 % plus élevés qu’un système autocentreur à courroies, et finalement un système autocentreur à rouleaux permettrait d’atteindre des revenus de 5 % plus élevés que le système autocentreur à courroies. Les résultats des évaluations de ces technologies en scierie ont démontré un écart de 8 % entre le système optimisé en translation et en alignement et le système autocentreur à courroies. L’écart entre le système autocentreur à rouleaux et le système autocentreur à courroie est demeuré à 5 %, alors que l’écart entre le système optimisé en translation et le système autocentreur à courroies s’est établi à 6 %. L’efficacité réelle des entrées d’équarrisseuse a varié de 91 % à 93 %, quel que soit le niveau technologique. L’efficacité a été influencée par les bris mécaniques, la variation sciage et les erreurs de rotation. L’évaluation des bris mécaniques causés par les équarrisseuses a permis d’estimer la perte à 11 $/Mpmp en moyenne. Les résultats sont cependant très variables, allant de 3 à 16 $/Mpmp. Ces défauts sont principalement attribuables aux paramètres de coupe et à l’entretien des couteaux plutôt qu’au niveau technologique des équipements. Trois des quatre machines auraient bénéficié de l’emploi de scies de pré-coupe pour minimiser les bris mécaniques, puisque la perte de copeaux attribuable aux traits de scies s’élève à 6 $/Mpmp. Les erreurs de rotation ont eu moins d’impact sur les entrées optimisées que les entrées autocentreuses mécaniques puisque celles-ci bénéficient d’une seconde optimisation, après rotation. Les simulations ont permis d’établir que l’efficacité pouvait être réduite de 7 % à cause des erreurs de rotation pour l’entrée autocentreuse à courroies, de 4 % pour l’entrée autocentreuse à rouleaux, et de 1 % seulement pour les deux types d’entrées optimisées.
Canter infeeds
Sawing - Breakdown
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Comparaison des différentes entrées d'équarrisseuses : tourne-billes

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39051
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
October 2007
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
October 2007
Material Type
Research report
Physical Description
13 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Lumber
Manufacturing
Equipment
Series Number
E-4266
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
Cette étude a été réalisée pour déterminer le niveau de performance optimal des systèmes de tourne-billes automatiques qui équipent la plupart des entrées d’équarrisseuse dans les scieries de bois résineux. L’étude a été réalisée avec un système de tourne-billes à rouleaux quadruple installé devant une entrée d’équarrisseuse de type SLI. Un premier test a permis d’établir la performance initiale du tourne-billes et d’identifier les principales sources d’erreurs de rotation. Une première série de correctifs mécaniques ont été apportés en collaboration avec le manufacturier d’équipement, puis un second test de performance a été réalisé. Une certaine amélioration a été notée, surtout au niveau du maintien des billes, après rotation. Une deuxième série de correctifs ont été apportés pour améliorer la précision de rotation dans le tourne-billes avant d’effectuer un dernier test de performance. Initialement, le système étudié affichait un taux d’erreur de rotation de 36 degrés d’écart-type. Après deux interventions techniques, le tourne-billes a atteint une précision de rotation de 24 degrés d’écart-type. Pour y arriver, certaines composantes mécaniques ont été modifiées et d’autres remplacées dû à l’usure. La programmation des PLC a aussi été revue pour mieux synchroniser les séquences de presses et mieux pré-positionner les rouleaux tourneurs. Une amélioration de rotation simulée de 36 à 24° d’écart-type signifie un gain économique de 2 %, soit 2 $/m³ pour la scierie étudiée. Toutefois le potentiel d’amélioration aurait été deux fois plus important si les erreurs de rotation avaient pu être réduites au niveau de 10 degrés d’écart-type. La précision de rotation aurait probablement pu être améliorée davantage, cependant ce niveau il est assez difficile à atteindre et surtout à maintenir avec la technologie actuelle. Dans le futur, de nouveaux types d’équipements devraient être développés par les manufacturiers pour obtenir de meilleurs résultats, plus spécifiquement pour le débitage des petites billes à haute vitesse. De plus, les tourne-billes pourraient bénéficier de l’ajout de systèmes de suivi et de contrôle en continu pour en assurer un fonctionnement optimal en tout temps. Des systèmes auto-correcteurs en boucle fermée devraient aussi améliorer la performance des tourne-billes à rouleaux.
tourne-billes
équarriseuse
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Comparison between canter infeeds : primary breakdown

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39003
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
March 2007
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Bédard, P.
Fournier, Francis
Date
March 2007
Material Type
Research report
Physical Description
22 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Sawing
Series Number
General Revenue Project No. 4910
4910
Location
Québec, Québec
Language
English
Abstract
Chipper-canter infeed technology has changed greatly over recent years. The self-centering mechanical devices installed in the 1970-1990 period have been replaced with more sophisticated systems that also control log alignment and translation. These optimized systems allow for improved yield, but they are also more complex and require more attention and maintenance. The purpose of this study was to compare four different infeed systems illustrating infeed technology evolution over time, as applied to small logs, where optimization and positioning errors are more critical. Theoretical simulations of the four infeed types studied showed that a system optimized for both alignment and translation can produce 9% greater revenue than self-centering straps, as compared with 8% for a translation-only optimized system, and 5% for self-centering rollers. In mill tests, a system optimized for alignment and translation yielded 8% greater revenue than the basic self-centering straps, as compared to 6% for the translation-optimized system, and 5% for the self-centering roller device. Actual efficiency ranged from 91 to 93% independently of technology level, as it was determined by mechanical damage, sawing variation and rotation errors. According to our evaluation of mechanical damage to lumber in the canters, losses averaged $11/Mbf, but the results varied significantly, ranging from $3 to $16/Mbf. Defects were mostly related to cutting parameters and knife maintenance, rather than the technology level of the equipment. Of the four types of equipment in the study, three would have benefited from a pre-cutting saw to minimize damage, as the loss of chips associated with sawkerfs amounted to $6/Mbf. Rotation errors had less impact on optimized infeeds than on mechanical self-centering devices thanks to a second – post-rotation – optimization. Our simulations showed that rotation errors could reduce efficiency by 7% in the case of self-centering straps, 4% with self-centering rollers, but only 1% with optimized systems of both types.
Canter infeeds
Sawing - Breakdown
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Continuous monitoring of the primary breakdown process

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39074
Author
Fournier, Francis
Date
October 2007
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Fournier, Francis
Date
October 2007
Material Type
Research report
Physical Description
34 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Digitalization
Subject
Lumber
Optimization
Computer
Series Number
General Revenue Project No. 5337
5337
Location
Québec, Québec
Language
English
Abstract
Sawmilling technology is becoming increasingly complex and, for the past 15 years, optimized systems have replaced human decision-making on the log and lumber processing line. Optimized systems, however, require close monitoring and adequate parameters. Given the increasing shortage of qualified personnel, the use of effective monitoring and control tools is more critical than ever. Monitoring systems are now required to shorten the periods of time during which the primary breakdown process is not controlled. This research report presents algorithms developed for monitoring the primary breakdown process. The method used to this end is based on available variables for the relevant machine centres. As this method does not require the installation of new sensors, it does not add to the maintenance burden. It should be noted, on the other hand, that certain components of the primary breakdown process cannot be monitored because of a lack of available variables. Such is the case for several mechanical components the monitoring of which requires the installation of specialized sensors. The algorithms generated by this project use simple mathematical models that can easily be adapted to the majority of softwood lumber sawmills. These models can be integrated into programmable controllers, data acquisition systems, in-house production monitoring software or specialized systems, such as the Smart Mill Assistant system. The economic potential of the monitoring models can be determined by using optimization system variables and offline monitoring models. The graphical representation of results generated by the models reveals the number of times the primary breakdown process deviated from process parameters, as well as the duration of such deviations. Their economic impact can be calculated on the basis of this information. The economic benefits of real-time monitoring and control systems depend on initial sawmill performance, the skill of sawmill personnel in quickly detecting and identifying process deviations and the time required to solve related problems.
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Contrôle en continu du débitage primaire

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub39073
Author
Fournier, Francis
Date
October 2007
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Fournier, Francis
Date
October 2007
Material Type
Research report
Physical Description
34 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Digitalization
Subject
Lumber
Optimization
Computer
Series Number
General Revenue Project No. 5337
5337
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
Les technologies utilisées dans l’industrie du sciage sont de plus en plus complexes et les systèmes optimisés ont remplacé les décisions humaines depuis les 15 dernières années. Les systèmes optimisés requièrent un suivi rigoureux et une paramétrisation adéquate. Le personnel qualifié devient rare, ce qui nécessite des outils de monitorage et de contrôle efficaces. Les systèmes de monitorage sont devenus essentiels pour réduire les périodes où le procédé est hors contrôle. Ce rapport de recherche présente les algorithmes développés pour la surveillance monitorage du débitage primaire. La méthodologie utilisée est basée sur l’utilisation des variables disponibles aux centres de transformation concernés. Cette méthodologie ne nécessite pas l’ajout de nouveaux capteurs, ce qui réduit l’entretien. Par contre, certaines composantes ou parties du procédé ne peuvent être monitorées puisque aucune variable n’est actuellement disponible. C’est en autre le cas pour plusieurs composantes mécaniques qui nécessitent l’ajout de capteurs spécialisés. Les algorithmes développés utilisent des modèles mathématiques simples et facilement applicables à la majorité des scieries résineuses. L’implantation de ces modèles pourra être faite à l’intérieur d’automates programmables, de systèmes d’acquisition de données, de logiciels maison de suivi de production ou de systèmes spécialisés comme le « Smart Mill Assistant ». Le potentiel économique des modèles de monitorage peut être évalué en utilisant les variables disponibles dans les systèmes d’optimisation et en utilisant les modèles de monitorage hors ligne (offline). En traçant graphiquement les résultats des modèles, il sera possible d’évaluer le nombre de fois et le temps total pendant lequel le procédé a été en déviation et de calculer le potentiel économique. Ce potentiel économique des systèmes de monitorage et de contrôle en temps réel dépend de la performance de départ de la scierie, de la capacité du personnel en place pour détecter et identifier rapidement les déviations du procédé et du temps requis pour la correction des problèmes.
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Efficacité du tronçonnage en forêt à l'aide de multifonctionnelles

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub42289
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Date
March 2005
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Date
March 2005
Material Type
Research report
Physical Description
21 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Digitalization
Subject
Logs
Series Number
General Revenue 4496
Location
Sainte-Foy, Québec
Language
French
Abstract
L’objectif visé était de comparer le rendement en valeur obtenu d’un système de tronçonnage optimisé installé à la scierie avec celui d’une multifonctionnelle munie d’un logiciel d’optimisation du tronçonnage qui opère en forêt. Pour atteindre cet objectif, un test de tronçonnage pratique a été réalisé à l’aide d’une multifonctionnelle et plusieurs simulations de tronçonnage ont été effectuées avec le logiciel d’optimisation Optitek et deux logiciels d’optimisation du tronçonnage que l’on retrouve sur des multifonctionnelles Les caractéristiques de la ressource obtenues du mesurage des tiges à la scierie avec des systèmes munis de lecteurs et de caméras sont beaucoup plus précises que celles obtenues du système de mesurage mécanique des multifonctionnelles. La perte de précision au niveau des diamètres et l’absence de la notion de forme (courbure et coude) limitent le potentiel d’efficacité que peut atteindre l’optimisation sur les multifonctionnelles. Le tronçonnage optimisé sans aucune contrainte offre un potentiel de revenus très intéressant. Malheureusement, cet optimum demeure inaccessible autant pour le tronçonnage optimisé à la scierie que pour la multifonctionnelle. À la scierie, il faut intégrer des contraintes de tronçonnage pour forcer le façonnage de billes qui auront les caractéristiques (diamètres et longueurs) requises pour assurer l’efficacité de production de la scierie. La multifonctionnelle doit aussi tronçonner les billes en tenant compte des besoins de la scierie ce qui s’avère légèrement plus difficile vu les données de mesurage moins précises. Ces contraintes de tronçonnage réduisent de façon très significative les bénéfices que pourraient offrir le tronçonnage optimisé (8$/m³ tiges ou 3,2 MM $/an pour un tronçonnage sans contrainte en scierie). Les résultats des simulations montrent que le tronçonnage optimisé (avec contraintes) à la scierie génère des revenus de 136,14$/m³ tiges comparé à 134,83 $/m³ pour une multifonctionnelle qui opère selon les mêmes contraintes. Cet écart de 1,31$/m³ tiges représente des revenus additionnels de 525 000$/an à l’avantage du tronçonnage optimisé à la scierie. Il demeure que sur la seule base de ces revenus supplémentaires, ils sont nettement insuffisants pour rentabiliser l’implantation d’un système de tronçonnage optimisé à la scierie ce qui exigerait des investissements de l’ordre de 6 MM $. Le test de tronçonnage pratique effectué à la scierie montre que l’opérateur de la multifonctionnelle a généré une valeur des produits de 133,43$/m³ tiges ce qui est 1,40$/m³ tiges de moins que la valeur obtenue avec un logiciel d’optimisation pour multifonctionnelle. Cet écart représente une perte de revenus de 560 000$/an. Il est donc fortement recommandé que les décisions de tronçonnage et leurs mises en application soient entièrement réalisées par le logiciel d’optimisation. Il faut restreindre au maximum l’intervention des opérateurs si on veut améliorer le rendement en valeur tiré du tronçonnage en forêt.
Harverters
Logging - Bucking
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Efficacité du tronçonnage en forêt à l'aide de multifonctionnelles

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub38985
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Date
May 2006
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Date
May 2006
Material Type
Research report
Physical Description
4 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Digitalization
Subject
Optimization
Logs
Series Number
E-4164
Location
Québec, Québec
Language
French
Abstract
Harverters
Logging - Bucking
Optimization
Breakdown
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Efficacité du tronçonnage à la scierie et en forêt à l'aide de multifonctionnelles

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub42835
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Favreau, Jean
Makkonen, Ismo
Date
June 2005
Material Type
research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Favreau, Jean
Makkonen, Ismo
Date
June 2005
Material Type
research report
Physical Description
2 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Advanced Wood Manufacturing
Subject
Saw mills
Series Number
Technote ; 05-02E
TN560
Location
Sainte-Foy, Québec
Language
French
Abstract
L'objectif de ce projet réalisé conjointement par Forintek et FERIC visait à comparer le rendement en valeur obtenu d'un système de tronçonnage optimisé installé à la scierie avec celui d'une multifonctionnelle munie d'un logiciel d'optimisation du tronçonnage. Pour atteindre cet objectif, un essai de tronçonnage pratique a été réalisé à l'aide d'une multifonctionnelle. En outre, plusieurs simulations de tronçonnage ont été effectuées avec le logiciel d'optimisation Optitek de Forintek et deux logiciels d'optimisation du tronçonnage que l'on retrouve sur des multifonctionnelles.
Sawmilling - Bucking
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Efficiency of bucking with cut-to-length harvester in the forest

https://library.fpinnovations.ca/en/permalink/fpipub42297
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Date
May 2005
Material Type
Research report
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Author
Corneau, Yvon C.
Fournier, Francis
Date
May 2005
Material Type
Research report
Physical Description
13 p.
Sector
Wood Products
Field
Wood Manufacturing & Digitalization
Research Area
Digitalization
Subject
Logs
Series Number
General Revenue 4496
Location
Sainte-Foy, Québec
Language
English
Abstract
The objective of this study was to compare the value recovery achieved by a sawmill optimized bucking system and the value recovery obtained with a harvester equipped with an optimized bucking software package. To achieve this objective, a practical bucking test was conducted with a harvester. Several bucking simulations were also performed with the Optitek optimization software and two bucking optimization software packages commonly installed on commercial harvesters. Stem measurements using systems equipped with scanning heads and cameras are significantly more accurate than those obtained by the mechanical measuring systems installed on harvesters. The poor accuracy of diameter measurements and the absence of form parameters (sweep and crook) limit the bucking efficiency that can be achieved with a harvester bucking optimization software package. Optimized bucking without any constraints holds the promise of a very attractive revenue potential. Unfortunately, the optimal potential is unachievable in the case of sawmill optimized bucking and harvester bucking optimization. At the sawmill, bucking constraints must be taken into account in order to produce logs with the requisite characteristics (diameter and length) to ensure sawmill production efficiency. The harvester operator must also take sawmill requirements into account in making bucking decisions. These decisions are slightly more difficult to arrive at given the lower accuracy of measuring data. Such bucking constraints significantly reduce the benefits that could be achieved through optimized bucking ($8/m³ of stems or $3.2 MM /yr from bucking without constraints at the sawmill). In other respects, simulation results indicate that optimized bucking (with constraints) at the sawmill generates an income of $136.14/m³ of stems by comparison with $134.83 $/m³ for a harvester subject to the same constraints. The difference of $1.31$/m³ represents additional income of $525,000/yr from optimized bucking at the sawmill. However, this additional income would definitely not justify the installation of a sawmill optimized bucking system; such a system would require an investment of some $6 MM. The practical sawmill bucking test indicated that the value recovery achieved by the harvester operator amounted to $133.43/m³ of stems. This represents $1.40/m³ less than the value recovery achieved using a bucking optimization software package installed on a harvester. This difference represents a loss of income of $560,000$/yr. It is therefore highly recommended that bucking decisions and their implementation be arrived at using optimization software. Operator decisions must be limited to the greatest extent in order to improve value recovery associated with bucking in the forest.
Harverters
Logging - Bucking
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19 records – page 1 of 2.