New approaches to determining mill efficiencies

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New approaches to
determining mill efficiencies
Yvon Corneau,
Group leader – Lumber Manufacturing
Sawmill performance
Tree Size
Period
(dm3)
Consumption
Factor
(m3/Mbf)
Lumber
Recovery
(bf/m³)
1970 – 1980
170
5.6
180
1980 – 1990
120 – 160
4.5
220
1990 – 2000
100 – 140
4.0
250
–
3.5
Actual Leaders
280-300
Key elements of an analysis
Resource characteristics
-Size distribution
- Species
- Taper
- Sweep
Technologies
Markets
Tools – Sawing simulation software
Tools- Mobile scanner
Mobile scanner with 3D technology
Configuration of a sawmill with Optitek
Sawing patterns for a 4-sided canter
1x4
1x3
1x4
2x3
2x4
2x4
2x4
2x3
2x4
2x4
1x4
2x4
2x6
2x6
2x4
2x6
2x6
2x4
2x6
2x6
2x8
2x6
2x8
2x6
2x8
2x6
2x8
2x6
2x8
2x8
2x8
2x8
2x8
Secondary breakdown (curve sawing)
Straight
sawing
Natural curve Curve Sawing
Sawing
Calculated
Polymonial
Hybrid
Sawing
Equipment
Équipements
1. Primary breakdown (e.g.
1. Débitage primaire (e.g.
canter-twin, SLI, DLI…)
canter-twin, SLI, DLI…)
2. Secondary breakdown
(linear and transverse tables)
2. Débitage secondaire
(tables linéaire et transversale)
3. Edger optimizer
3. Délignage optimisé
4. Trimmer optimizer
4. Éboutage optimisé
5. Trimmer optimizer at the
planer mill (automated linear
5. Éboutage optimisé au
rabotage (classeurs linéaires)
graders)
Scanner Verification
Vérification d'un scanneur
Quick Scanner Check-up
Vérification rapide du scanneur
1 st
pass.
2 nd
pass.
3 rd
pass.
Average
Moyenne
Ave. Dev.
Écart moy.
Max.
Variation
4 in. Pipe
Tuyau de 4 po.
4,2
4,0
4,1
4,1
+ 0,1
+ 0,2
8 in. Pipe
Tuyau de 8 po.
8,1
8,3
7,8
8,1
+ 0,1
+ 0,3
• An average deviation of 0.1 in
is acceptable
• A maximum variation of 0.3 in
is excessive
• Un écart moyen de 0,1 po est
acceptable
• Un écart maximum de 0,3 po
n’est pas normal
Log Positioning
Positionnement des billes
Emploi du scanneur mobile :
¾Déterminer le centrage, la rotation
et les caractéristiques géométriques
avec une grande précision
Use of the mobile scanner:
¾To check log centering, rotation
and to measure accurately real
log characteristics
Evaluation of a Log Turner
Évaluation d'un tourne-billes
5°
17
mm
19
mm
Log Positioning
Positionnement des billes
Erreurs de rotation pour 8
tourne-billes industriels
Rotation Errors for 8
Industrial Log Turner
45
40
41
Rotation error STD (°)
35
37
33
30
25
25
25
26
2
3
4
27
20
15
17
10
5
0
1
5
6
7
8
Log Positioning
Positionnement des billes
Log Turning is Not Better With Straight Logs
70%
60%
Crooked Logs (> 1 in)
50%
Straigth Logs
40%
30%
20%
10%
0%
-80
-60
-40
-20
0
Rotation Error (° )
20
40
60
80
Economic impact of log rotation errors
Belt Infeed
Optimised Offset
Centering Rolls
Optimised Offset + Skew
Standard Deviation of Rotation Errors
Global Canter Efficiency
Efficacité globale des équarrisseuses
130
125
Performance
théorique
Simulated Performance
Performance
réelle
Mill Performance
$/m 3
120
93 %
115
110
91 %
92 %
93 %
105
100
Belt Infeed
Centering
Rolls
Optimised
Offset
Optimised
Offset + Skew
Reasons for losses
• Scanning errors
• Log turner errors
• Movement in transport system
• Fiber tear out
Positioning test at Optimized Gang Edger
Test de positionnement à une débiteuse
Position
Position
de Zero
la scieSaw
zéro
Position de la scie zéro
Positioning Errors (infeed table)
Erreurs de positionnement (table d'alimentation linéaire)
35%
Rear offset / Décalage arrière
30%
Front offset / Décalage avant
25%
20%
15%
10%
5%
0%
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
Positioning errors (in)
Erreurs de positionnem ent (po)
0.2
0.3
0.4
Optimized Thickness
Largeur optimisée
Sawn Thickness
Largeur sciée
Optimizers Parameters
Paramètres des optimiseurs
Concept
« piece within the piece »
« pièce dans la pièce »
Optimized Width / Largeur optimisée
Sawn Width / Largeur sciée
Measuring Wane Tolerance
Mesure de la flache permise
Dimension
Grade
Min.
Thickness
Épaisseur
min.
Edge
Wane
Flache
épais.
Min.
Edge
Bon bois
épais.
Min.
Width
Largeur
min.
Face
Wane
Flache
larg.
Min.
Face
Bon bois
larg.
2x6
No 2
1.6
33%
1.072
5.65
33%
3.786
2x6
No 2 equiv.
1.6
66%
0.544
5.65
50%
2.825
Edge Wane
Face Wane
Flache en épaisseur
Flache en largeur
Edger efficiency
Type of operation
Manual edging 1
10 à 15 pcs/min
Optimised edging 2
30 à 35 pcs/min
Type of errors
Over-edged (%)
Under-edged (%)
Mis-edged (%)
Total number errors (%)
Volume efficiency (%)
Volume loss (%)
Value efficiency (%)
Value loss (%)
1
2
28.0
2.0
2.8
–
16.1
18.0
46.9
20.0
86.9
96.3
3.2
0.8
85.9
97.4
3.3
1.2
Evaluation of 9 manual edgers(Mills 60 MMbf +)
Evaluation of one optimised edger.
Edger errors-What they represent for a 60 MMbf
sawmill
Manual edging
Total errors
Optimised edging
Benefits
46,9 %
20,0 %
–26,9 %
Volume loss/yr
1,9 MMbf
(–3,2 %)
500 Mbf
(–0,8 %)
+1,4 MMbf
(+2,4 %)
Value loss/yr
665 000 $
(–3,3%)
175 000 $
(–1,2%)
490 000 $
(+2,1%)
Average lumber value : 350 $/Mbf
Trimmer efficiency
Type of operation
Type of errors
Over- trimming (%)
Under-trimming (%)
Mis-trimmed (%)
Manual
trimmer1
50 à 60 pcs/min
Optimised trimmer2
laser spacings
(2 à 6 inches)
90 à 100 pcs/min
Optimised trimmer3
laser spacing
(1 inch)
90 à 100 pcs/min
26,0
6,0
2,2
7,8
5,7
8,7
7,8
3,5
1,8
Total errors (%)
34,2
22,2
13,1
Volume efficiency(%)
93,8
98,7 (96,3)
99,4 (98,6)
Value efficiency (%)
91,8
94,5 (98,7)
97,6 (98,8)
Résults from evaluation of 11 manual trimmers ( 60 MMbf +).
Résults from evaluation of 4 optimised trimmers.
3 Résults from evaluation of 3 optimised trimmers.
( ) Potential efficiency after planing.
1
2
What does this mean for a 60 MMbf sawmill
Manual
Total errors
Optimised
Benefits
34,2 %
13,1 %
–21,1 %
Volume loss/yr
4.1 MMpmp
(–6,9 %)
800 Mpmp
(–1,4 %)
+3,3 MMpmp
(+5,5 %)
Value loss/yr
1 435 000 $
(–6,8 %)
280 000 $
(–1,3 %)
1 155 000 $
(+5,5 %)
Average lumber value : 350 $/Mbf
Examples of Results
Performance Indicators
Sawmill
Production
(million bf)
Lumber
Recovery
(fbm/m³)
Economic
Improvement
(%)
Additional
Revenue
(million $)
Actual Sawmill
55.8
254
-
-
Adding an optimized board edger to
actual sawmill
58.8
267
4.6
1.43
Optimized canter-twin with straight
gang edger
63.8
290
8.1
2.49
Optimized canter-twin with “S” curve
gang edger
64.0
291
8.6
2.66
Optimized canter-twin with “S” curve
gang edger plus an optimized 3-saw
board edger
64.3
292
8.9
2.75
Optimized canter-twin with natural
curve canter-gang edger
65.2
297
10.1
3.11
Optimized canter-twin with natural
curve canter-gang edger plus an
optimized 3-saw board edger
65.6
298
10.5
3.22
Optitek Applications
1. Mill Modernisation & Improvements
• New technologies (optimisation, curve sawing)
• Reduced saw kerfs, target sizes, sawing patterns, new products
2. Fibre Audit
• Performance validation, lumber recovery, chips, sawdust, shavings
3. Market Analysis
• Export markets, value-added products
4. Resource Evaluation
• Potential volume and value recovery, bucking scenarios
• Comparison of different sources
5. Performance Evaluation
• Percent efficiency, scanner precision, positionning
6. Productivity Analysis
• Pieces/minute at machine centers
Recommendations
• Check scanner
calibration regularly
(once a week)
• Ensure control of all
optimization parameters
• Carry out complete
diagnostic (1 or 2 times
a year)
• Calibrer ou vérifier
régulièrement les
scanneurs (1 fois par
semaine)
• S’assurer de maîtriser les
paramètres d’optimisation
• Effectuer un diagnostique
complet à l’occasion
(1 ou 2 x par an)
Recommendations
• Perform periodic
controls on small
samples (5), and
cumulate results over
one week or one month
periods
• Use the experience
acquired to implement a
quality control program
• Effectuer des contrôles
périodiques sur de petits
échantillons (5), et cumuler les
résultats sur des périodes d’une
semaine ou d’un mois
• Utiliser l’expérience acquise
pour mettre en oeuvre le
programme de contrôle de
qualité
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