국산재수확ᆞ원목운송에대한경제성평가및공급계획을위한모델개발(2 차) 리기다소나무림에서의수확, 운송분석및국산재 시장분석을위한데이터수집및경제성평가 2007. 11. 산림청
제출문 산림청장귀하 본보고서를 국산재수확ㆍ원목운송에대한경제성평가및공급 계획을위한모델개발(2 차) 의최종보고서로제출합니다. 2007. 11. 연구수행기관 : 국민대학교 연구책임자 : 김영숙 ( 국민대학교) 연 구 원 : 한한섭신만용이옥연 연구보조원 : 한원성 최두열 이영민 ( 캘리포니아 주립대학교 ) ( 국민대학교) ( 국민대학교) ( 국민대학교) ( 국민대학교) ( 국민대학교)
목 차 제 1 장서론 1 제1 절연구배경및필요성 1 제2 절연구목적및내용 3 제 2 장목재생산/ 운송과정분석 5 제 제 제 1 절연구대상지개요 5 1. 연구대상지현황 5 2. 연구대상지작업개요 6 2 절작업공정별자료수집방법 9 1. 벌채작업에서의자료수집방법 9 2. 집재작업에서의자료수집방법 12 3. 조재작업에서의자료수집방법 16 4. 운송작업에서의자료수집방법 18 3 절작업공정별자료의분석 23 1. 벌채작업 23 2. 집재작업 33 3. 조재작업 41 4. 운송작업 43 제 3 장목재생산/ 운송비용산출 48 제 제 1 절목재생산/ 운송비용산출인자 48 1. 생산비용산출인자 48 2. 기타비용의산출인자 55 2 절목재생산/ 운송비용의산출 57 1. 간벌작업지에서의목재생산/ 운송비용의산출 57 2. 개벌작업지에서의목재생산/ 운송비용의산출 61 - i -
제 4 장목재생산/ 운송비용예측모델의개발 66 제 제 1 절목재생산/ 운송비용예측모델 66 1. 목재생산/ 운송비용예측모델의개요 66 2. 목재생산/ 운송비용예측모델의개발 67 2 절목재생산/ 운송비용예측프로그램개발 81 1. 목재생산/ 운송비용예측프로그램 81 2. 예측프로그램을이용한생산비용의계산 87 제 5 장목재산업체의용도별원자재의품질요건및수요조사 94 제 제 1 절조사방법 94 1. 조사대상업체 94 2. 조사항목 94 2 절산업체의용도별원자재조건 95 제 6 장목재산업체의용도별원자재의품질요건및수요조사 97 제 1 절연구방법 97 1. 조사대상 97 2. 벌채목형질및결점조사 97 3. 벌채목의최적조재를위한수학모델및실행프로그램구축 97 제 2 절벌채원목( 낙엽송 40~50 년생간벌재) 의형질및품질 98 제 1. 기초형질 98 2. 벌채목의결점 102 3절벌채목의용도예측및효율적공급진단을위한 조재모델개발및실행프로그램구축 115 1. 최적조재패턴을위한수학모델개발 115 2. GUI(Graphic User Interface) 타입의사용자최적연산프로그램 사용법 117 결론 133 참고문헌 136 - ii -
표목차 표 표 표 2-1. 연구대상지의임분현황 6 2-2. 연구대상지의작업개요 7 2-3. 연구대상지의작업방법및사용장비 8 표 2-4. 하층, 관목의정도구분표 11 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 표 2-5. 운송도로의구분기준 22 2-6. 벌목작업에서의평균작업시간분석 23 2-7. 가지치기작업에서의평균작업시간분석 24 2-8. 간벌작업과개벌작업에서의평균벌목시간분석 27 2-9. 간벌작업과개벌작업에서의평균가지치기시간분석 28 2-10. 간벌작업과개벌작업에서의평균벌채시간비교 29 2-11. 간벌작업벌목작업시간추정식의모수추정치및적합도 32 2-12. 간벌작업가지치기작업시간추정식의모수추정치및적합도 32 2-13. 개벌작업벌목작업시간추정식의모수추정치및적합도 33 2-14. 개벌작업가지치기작업시간추정식의모수추정치및적합도 33 2-15. 집재장비의기본제원 34 2-16. 파미윈치에의한평균집재작업시간분석 35 2-17. 타워야더에의한평균집재작업시간분석 37 2-18. 파미윈치를이용한집재작업시간추정식의모수추정치및적합도 39 2-19. 타워야더를이용한집재작업시간추정식의모수추정치및적합도 40 2-20. 평균조재작업시간분석 41 2-21. 조재작업시간추정식의모수추정치및적합도 43 3-1. 벌채작업공정사용장비및생산비용산출인자 50 표 3-2. 집재작업공정사용장비( 파미윈치) 및생산비용산출인자 51 표 3-3. 집재작업공정사용장비( 타워야더) 및생산비용산출인자 52 표 표 표 표 3-4. 미니포워더의생산비용산출인자 53 3-5. 굴삭기우드그랩의생산비용산출인자 54 3-6. 파미윈치를이용한간벌작업지공정별수확비용산출 58 3-7. 파미윈치를이용한간벌작업지에서의전체수확비용산출 59 - iii -
표 표 표 표 표 표 표 표 3-8. 타워야더를이용한간벌작업지공정별수확비용산출 60 3-9. 타워야더를이용한간벌작업지에서의전체수확비용산출 60 3-10. 파미윈치를이용한개벌작업지공정별수확비용산출 62 3-11. 파미윈치를이용한개벌작업지에서의전체수확비용산출 63 3-12. 타워야더를이용한개벌작업지공정별수확비용산출 64 3-13. 타워야더를이용한개벌작업지에서의전체수확비용산출 64 5-1. 리기다소나무를원자재로하는목재산업체의형질조건 96 6-1. 벌채목( 리기다소나무) 의굽음율별출현비율 106 표 6-2. 벌채목( 리기다소나무) 의옹이크기별( 죽은옹이) 출현비율 113 표 표 표 6-3. 벌채목( 리기다소나무) 의옹이크기( 산옹이) 별출현비율 113 6-4. 조재모델을이용한리기다소나무의이용별수입비교 125 6-5. 조재모델에사용된직경별용도구분및시장가격 126 표 6-6. 조재목의재적및예상수입 ( 진안 1-A2) 127 표 6-7. 조재목의재적및예상수입 ( 진안 2-B1) 128 표 6-8. 조재목의재적및예상수입 ( 진안 2-B2) 129 표 6-9. 조재목의재적및예상수입 ( 진안 3-C1) 130 표 6-10. 조재목의재적및예상수입 ( 진안 3-C2) 131 -iv-
목차 1-1. 연구의개요 4 2-1. 연구대상지 5 2-2. 연구대상지의벌채작업전후모습 7 2-3. 벌채작업야장 11 2-4. 가지치기작업야장 12 2-5. 타워야더를이용한집재에사용된야장 15 2-6. 파미윈치를이용한집재에사용된야장 15 2-7. 조재작업공정조사야장 17 2-8. 미니포워더의소운재작업야장 20 2-9. 운송작업야장 21 2-10. 벌목작업의전체작업시간분포 25 2-11. 가지치기작업의전체작업시간분포 25 2-12. 벌채작업에서의전체작업시간분포 26 2-13. 벌채작업에서의순작업시간분포 26 2-14. 간벌작업에서의평균작업시간분포 28 2-15. 개벌작업에서의평균작업시간분포 29 2-16. 간벌작업에서의평균순작업시간분포 30 2-17. 개벌작업에서의평균순작업시간분포 30 2-18. 파미윈치집재작업에서의전체작업시간분포 36 2-19. 파미윈치집재작업에서의순작업시간분포 36 2-20. 타워야더집재작업에서의전체작업시간분포 37 2-21. 타워야더집재작업에서의순작업시간분포 38 2-22. 전간재의조재과정모습 41 2-23. 조재작업에서의순작업시간분포 42 2-24. 미니포워더(RM8WD-6HG) 의모습 43 2-25. 미니포워더의소운재전체작업시간분포 44 2-26. 미니포워더의소운재순작업시간분포 44 -v-
2-27. 미니포워더의하차작업에서의전체작업시간분포 45 2-28. 미니포워더의하차작업에서의순작업시간분포 45 2-29. 원목운송을위한적재모습과운송과정 46 4-1. 임목의생산과정 66 4-2. 목재생산/ 운송비용예측모델의개요 67 4-3. Excel 모델에서의입력창의모습 69 4-4. Excel 모델에서의총생산비용요약창의모습 70 4-5. Excel 모델에서의기계비용계산창의모습 71 4-6. Excel 모델에서의벌채작업창의모습 73 4-7. Excel 모델에서의집재작업창의모습 74 4-8. Excel 모델에서의조재작업창의모습 75 4-9. Excel 모델에서의소운재분석창의모습 76 4-10. Excel 모델에서의장비운송창의모습 77 4-11. Excel 모델에서의작업로개설창의모습 78 4-12. Excel 모델에서의생산재운송창의모습 79 4-13. Excel 모델에서의기타비용창의모습 80 4-14. 목재수확/ 운송비용예측프로그램의시작화면 81 4-15. 목재수확/ 운송비용예측프로그램입력1 의모습 82 4-16. 목재수확/ 운송비용예측프로그램입력2 의모습 83 4-17. 총생산비용요약화면의모습 85 4-18. 집재장비선택을위한집재장비비교화면 86 4-19. 최적집재장비와의비교화면모습 86 4-20. 집재장비별m3당생산비용비교화면 87 4-21. 간벌작업지에서의총생산비용요약분석화면 88 4-22. 간벌작업지에서의파미윈치를이용한생산비용분석화면 89 4-23. 간벌작업지에서의타워야더를이용한생산비용분석화면 90 4-24. 간벌작업지에서의집재장비별m3당생산비용분석화면 90 4-25. 개벌작업지에서의총생산비용요약분석화면 91 4-26. 개벌작업지에서의파미윈치를이용한생산비용분석화면 92 4-27. 개벌작업지에서의타워야더를이용한생산비용분석화면 93 -vi-
4-28. 개벌작업지에서의집재장비별m3당생산비용분석화면 93 6-1. 간벌작업지에서의벌채목의말구및원구직경분포 98 6-2. 개벌작업지에서의벌채목의말구및원구직경분포 99 6-3. 간벌작업지에서의벌채목의흉고직경분포 100 6-4. 개벌작업지에서의벌채목의흉고직경분포 101 6-5. 간벌작업지에서의벌채목의재장분포 102 6-6. 개벌작업지에서의벌채목의재장분포 103 6-7. 간벌작업지에서의벌채목의굽음율출현빈도 104 6-8. 개벌작업지에서의벌채목의굽음율출현빈도 105 6-9. 벌채목( 리기다소나무) 의굽음율별출현비율 106 6-10. 리기다소나무( 진안 3-C1) 의흉고직경과굽음율과의관계 107 6-11. 진안1-A2 대상지벌채목의옹이분포 108 6-12. 진안2-B1 대상지벌채목의옹이분포 109 6-13. 진안2-B2 대상지벌채목의옹이분포 110 6-14. 진안3-C1 대상지벌채목의옹이분포 111 6-15. 진안3-C2 대상지벌채목의옹이분포 112 6-16. 벌채목에나타난옹이분포와관련된원목의예상품등 114 -vii-
제 1 장서론 제 1절연구배경및필요성 목재의시장가격은일반적으로수요공급원칙에따라결정되지만원목판매로 인한수익은그것을공급하기까지의비용에직접적인영향을받는다. 국산목재의 경우높은생산비용으로그로인한수익을기대하기어려우며, 이로인한지속적 인생산이불가하여대부분의목재산업체에서국산재사용을기피하고있는것이 사실이다. 사실상국내목재생산비용( 원/ m3) 은임업선진국에비하여 3~4배이상인 고비용구조를면치못하고있고, 더욱이국산재생산의지속적공급예측이어려 운상황에서기업이국산재의상품화및고부부가치화를위한기술개발등에투 자는더욱더경색된실정이다. 이같은현상은국산재의고부부가치화에큰걸림 돌이될것이며, 산림의자원화를목표로삼고있는산림정책이행에더욱어려운 국면을맞이하게될것으로예상된다. 이러한어려움은구체적으로수확및운송과정에서발생하는고비용이가장크 게문제가되는데수확과운송은여러가지요인의영향을받는데, 특히생산비용 은현지벌채환경과여러가지작업조건과생산시스템의영향을많이받는것으 로알려져있다. 생산시스템에는다양한임업기계를사용하는지상집재와노동 집약적인가선집재를들수있는데이들방법도각각현장특성및기술에따라 비용및생산효율에큰차이가발생한다. 운송비용의경우, 목재자체가시장가치 에비해커다란부피에다무거운중량을갖는관계로원거리수송에는경제적한 계를나타내는특성이있고, 차량의현장접근을위한임도및수송거리, 벌채목 특성에맞는차량선택, 평균운송속도및평균운송량등다양한인자가비용에 영향하는것으로알려져있다. 국내의경우수확및운송부문에서각기별개의공정별, 작업별생산성연구들 이이루어져있으나이들은실제수확공정에서다양한인자들의상호관련성이 배제된분석들이많고또이들의상관관계를고려한생산성이나비용예측이가능 한모델이찾아보기어려운상황이다. 일부국유림관리소에서는실무자에의해 만들어진모델이있으나기계작업이나최근의작업조건과상이한조건에근거하 -1-
여있어현실과격차가큰문제가있다. 미국의경우, 많은케이스스터디를통해 지형별, 수종별, 나무크기별, 벌채방법및생산기계에따른생산비용추정및벌 채가능성을타진할수있는다양한데이타및모델이축적되어있어이를활용한 경제성수확활동이가능한시스템이운영되고있다. 한국의경우, 임업의역사가짧고자원화된산림의계획적생산경험이많지 않은여건에서목재수요는해마다증가하고전체공급량의 92% 를수입목재에 의존하는상황이지속되고있고, 목재자원보유국의자원민족주의와환경보호압 력에의한불안정한공급환경까지고려한다면국산재생산을위한공급기반의 준비는매우시급한과제로판단된다. 국산재생산및운송에필요한기술과비용 을임지별로정확히분석하고예측하여, 벌채목및산지특성에따른목재공급과 경제성평가가가능하다면지역별시기별공급이실현가능해질것으로예상된다. 또한임지특성에맞는정확한생산/ 운송비용의예측과그에적절한생산/ 운송시 스템가동은임업경영적측면은물론목재산업체에도경쟁력을강화할수있는 여건이마련된다고보여진다. 국내의다양한임상및지형의산림을대상으로포 괄적으로사용가능한생산성예측모델을개발하기위해서는다수의변수와관련 된서로다른상황의데이터수집이반드시필요하다. 따라서본연구에서는 3년 에걸쳐최소 10~12개소의서로다른벌채조건과임상을갖는산림을대상으로 데이터를수집하고분석하여최종목표인포괄적생산/ 운송비용산출및원목용 도진단예측모델을개발하고자한다. -2-
제 2절연구목적및내용 본연구에서의최종연구목적은다음과같으며, 이를위해 1-1과같은 연구의흐름도에의해연구를진행하도록하였다. 벌채환경과조건별국산재생산비용분석및경제성평가 지역별 ( 운송여건별) 원목운송비용및영향인자분석및경제성평가 국산재생산/ 운송비용예측소프트웨어개발 생산, 운송비용과벌채목특성을고려한원목의상품가치평가및용도진 단기준설정 생산/ 운송비용산출및원목용도진단을위한포괄적통합모델개발 위의최종적인목적을달성하기위해 3 년간연구를진행하며, 2차년도연구에 서는다음과같은목표를중심으로연구를진행하였다. 벌채환경과조건별국산재생산비용분석을위한 2차데이터수집 리기다소나무림벌채지에발생하는수확비용분석및경제성평가 벌채지에서가공시설까지운송비용에영향하는인자분석및경제성평가 목재가공업체의용도별원자재특성및가격분석 벌채목특성을고려한리기다소나무원목의상품가치평가및용도( 조재) 진단모델개발 -3-
1-1. 연구의개요 -4-
제 2 장목재생산/ 운송과정분석 제 1절연구대상지개요 1. 연구대상지현황 2 차년도(2007 년) 연구에서는전북진안군에위치한임업기능인훈련원에서작업 하고있는리기다소나무림의벌채지 5 곳을대상지로선정하였다. 각대상지는전 북진안군성수면좌산리와부귀면거석리에위치하고있으며, 2-1 과같다. 2-1. 연구대상지 연구대상지는전북진안군성수면좌산리산125번지에 2 곳, 성수면좌산리산 165-1번지에 1 곳, 그리고부귀면거석리산62번지에 2 곳이위치해있으며, 대상 지의임분현황은표 2-1 과같다. 연구대상지 1과 2 는주변에저수지가있으며, 수자원보호구역으로지정되어있는곳이었으며, 연구대상지모두도로에인접한 곳에위치하여접근성이용이한지역이었다. 연구대상지 1과 2는평균흉고직경이약 19cm로 5개대상지중에서가장생육 이좋았으며, ha당입목본수는 1,258 본, ha당재적이 270 m3이었다. 또한, 대상지 4와 5 에비해임령이적고, 입목본수가적음에도재적은높게나타나고있었다. -5-
표 2-1. 연구대상지의임분현황 대상지 면적 (ha) 진안군성수면 1 1.4 좌산리산125 2 1.4 진안군성수면좌산리산165-1 3 1.4 진안군부귀면 4 1.0 거석리산62 5 1.0 평균흉고직경 (cm) 19 (10~32) 19 (10~32) 15 (6~23) 15 (6~23) 15 (6~23) 평균임령 ha당입목본수 ha당재적 ( m3) 평균경사도 ( ) 35 1,258 270 20 35 1,258 270 20 30 2,044 209 19 38 2,025 221 25 38 2,025 221 25 연구대상지 3은평균흉고직경이 15cm 였으며, ha당재적은 209m3으로조사되 었다. 연구대상지 4와 5는 5 개대상지중에서임령이가장높았으며, 평균흉고직 경은 15cm 이며, ha당재적은 221 m3으로조사되었다. 각대상지의경사도는임분 내에서도그편차가심하게나타났지만, 대상지 4와 5가평균 25 로가장높았으 며, 대상지 3이평균 19 로가장완만한경사를나타내고있었다. 2. 연구대상지작업개요 2 차년도연구에서는리기다소나무림을대상으로벌채, 집재, 조재, 그리고운송 등의과정을조사하여목재생산/ 운송비용예측모델을구축하고자하였다. 각 연구대상지에대한작업방법은다음과같다. 연구대상지 1과 2 는수자원보호구역으로지정되어있으며, 간벌작업을실시하 였다. 간벌율은 50% 이상으로 ha당 629 본정도를벌채하며, ha당벌채량이약 135 m3이었다. 대상지 1과 2는일반국도에서약 1.2km정도떨어진곳에위치하고 있으며, 벌채된임목들은인근에만들어놓은소집재장까지미니포워더등을이용 한소운반작업이이루어진후다시목재공장까지최종운송과정이이루어졌다. 작업에필요한장비의이동과작업의원활함, 그리고생산된원목의운송등을위 -6-
해각대상지마다작업로를개설하였으며, 연구대상지 1에약 80m, 그리고대상 지 2에약 190m 의작업로를개설하였다. 표 2-2. 연구대상지의작업개요 연구대상지벌채방법 ha당입목본수 ha 당재적( m3) 벌채전벌채후벌채전벌채량 작업로개설거리 (m) 1 1,258 629 270 135 80 간벌 2 1,258 629 270 135 190 3 2,044 20 209 205 300 4 개벌 2,025 20 221 220 150 5 2,025 20 221 220 80 개벌전 개벌후 간벌전 간벌후 2-2. 연구대상지의벌채작업전후모습 -7-
연구대상지 3과 4, 그리고 5 는개벌작업을실시하였으며, 대상지 3은 ha당 2,000 본이상을벌채하며, ha당벌채량은약 205 m3이었다. 연구대상지 3은일반 국도에서약 1km 정도떨어진곳에위치하고있으며, 약 300m의작업로를개설 하였다. 대상지 4와 5 는일반국도에인접한곳에위치하고있으며, ha당벌채본수는약 2,00 본정도이며, ha당벌채량은 221 m3이다. 또한각각 150m와 80m 정도의작 업로를개설한후작업을실시하였다. 본연구대상지에서의사용장비와작업방법을표 2-3 에나타내었다. 벌채작업 에서는기계톱(Chain saw) 을이용하여간벌작업과개벌작업을실시하였으며, 집 재작업은파미윈치, 타워야더(RME-300T) 등을이용하여전간재집재를실시하 였다. 벌채된임목을집재한후조재작업을실시하였으며, 기계톱과굴삭기우드그 랩이활용되었다. 이때 1인이 6 자(1.8m) 크기로전간재를조재하여생산된원목 을소집재장까지운반하는과정을거쳤다. 소운송에는미니포워더(RM8WD-6HG) 가이용되었으며, 임지에서생산된원목을임시로마련된소집재장까지운송하는 과정이다. 이렇게집재장까지운반된원목들은트럭을이용하여최종목적지인한 솔홈데코까지운송되었다. 각작업공정에투입된인원은벌채작업과조재작업에서는 1인1조작업을진행 하였으며, 집재작업은 3인 1 조를기본으로진행하였다. 표 2-3. 연구대상지의작업방법및사용장비 구분사용장비작업방법 벌채기계톱 (Chain saw) 간벌, 개벌 집재 조재 파미윈치, 타워야더 RME-300T 기계톱, 굴삭기우드그랩 전간재집재 1인조재작업조재크기 : 6자 소운송미니포워더임지에서소집재장까지운송 운송 굴삭기우드그랩, 운송트럭 소집재장에서한솔홈데코까지운송 -8-
제 2절작업공정별자료수집방법 목재생산과정은크게벌채, 집재, 조재, 그리고운송과정으로구분된다. 각작 업공정별로생산량과생산비용을예측하는데필요한인자들을설정하고, 이에대 한자료수집을실시하였다. 각작업공정별자료수집방법은다음과같다. 1. 벌채작업에서의자료수집방법 벌채작업은작업자가벌채목까지이동한후, 원활한작업을위해벌채목주변을 정리하고, 나무를벌채하여쓰러진나무를가공하기까지의과정이다. 기계톱을이용한벌채작업공정분석은스톱워치(Stop watch) 를이용한연속작 업시간을측정하여시간측정야장에기입하며, 작업시간관측후전체벌채량을조 사하도록하였다. 전체벌채작업공정은벌채목까지의이동시간, 벌채목의주변정 리시간, 벌채(Felling) 시간, 가지치기(Limbing) 시간, 그리고휴식시간등과같은 지연시간등으로구분하였으며, 벌채목의흉고직경, 다음벌채목까지의이동거리, 그리고하층, 관목의정도등을함께조사하였다. 2 차년도연구에서는리기다소나무림에서의벌채작업공정조사를실시하였으며, 벌채과정과가지치기과정을분리하여자료를수집하였다. 벌채작업에서의각요소작업별조사는다음과같은기준으로실시하였다. - 이동시간 : 작업이시작되어벌채목까지이동하는시간, 혹은이전작업을완료한후다 음벌채목까지이동하는시간을측정하도록한다. - : 주변정리시간 벌채대상목에도착하여벌채작업을시작하기전까지의시간으로벌채작업에 필요한준비를완료하는시간이다. 벌채작업에방해가되는주변의잡목등을처 리하는시간이포함된다. -9-
- 벌채시간 : 작업원이벌채목에대하여벌채의의지를나타낼때부터벌채목이쓰러져지 면에닿을때까지의소요시간을측정하여기입하도록한다. - 가지치기 : 쓰러진벌채목의가지와초두부를제거하는데소요되는시간. - 지연시간(Delays), 지연원인 : 작업원의의지와상관없이작업이중단되는시간으로기계의오작동, 벌채목 의걸림시간(Hang-up) 등이지연원인에포함된다. 또한작업원의휴식등이포함 된다. - 벌채목의흉고직경(DBH) : 벌채목의흉고직경을측정하며, 미리흉고직경을측정한후임목에번호를표 시하거나, 작업에지장을주지않으면서직접측정하도록하였다. - : 이동거리 벌채작업에서가지치기작업까지완료한후다음벌채목으로이동하는거리를 측정하며, 작업원의보행수를이용하여측정하거나, 목측등으로거리를측정하여 기입하도록하였다. - 하층, 관목의정도 : 하층식생이나관목들은벌채작업에서작업을원활함을위해제거하게된다. 이때하층, 관목이어느정도분포하고있는지를관찰하여기록하도록한다. 그 기준은다음과같이 3 단계로구분하였다( 표 2-4). -10-
표 2-4. 하층, 관목의정도구분표 분류등급 1 2 3 기준벌채작업에전혀영향을미치지않을정도로존재하여주변정리시간을많이소비하지않는단계벌채작업에약간영향을미치는정도로서작업의원활함과안전을위하여주변을약간제거하여야하는정도벌채작업이이루어지기힘들정도로하층식생과관목이분포하고있어체인톱등으로주변정리를하고작업을시작하여야하는정도 위와같은방법으로벌채작업공정조사를실시하여, 벌채작업은 2-3과같 은야장, 가지치기작업은 2-4와같은야장에기입한후자료를정리하여 분석하도록하였다. 2-3. 벌채작업야장 -11-
2-4. 가지치기작업야장 2. 집재작업에서의자료수집방법 집재작업은벌채작업이후벌채목을작업로나집재지로운반하는작업으로전 간재운반을기준으로하였으며, 장비는파미윈치와타워야더(RME-300T) 를사 용하였다. 타워야더를이용한집재작업공정분석은스톱워치를이용한연속작업시간측정 과집재작업량, 집재거리, 가로집재거리, 집재작업시간등을측정하여기록하였다. 반면파미윈치를이용한집재작업공정에서는가로집재를제외한작업공정을조사 하였다. 모든요소작업의소요시간과집재거리, 가로집재거리등을기록한후전 체집재량을조사하여, 측정결과를요소작업별로분류하여구분하였다. 집재작업의작업공정은가설시간, 철거시간, 반송기보내기, 가로끌기작업시간, 쵸커작업시간, 신호보내기, 가로집재시간, 집재작업시간, 짐풀기시간, 그리고지연 시간등으로구분하여조사하였으며, 가로집재거리와집재작업거리, 그리고 1회 집재수량등을함께조사하였다. 집재작업은 3인이 1 개조를이루어진행되었으며, 2인은가로끌기작업과쵸킹작 업을진행하며, 1 인은짐풀기작업과기계운전을담당하였다. 집재작업에서의요 소작업별조사는다음과같은기준으로측정하였다. -12-
- 가선설치시간, 철거시간 : 집재장비가집재작업에적합한곳을찾아진입한후가선을설치하는시간과 모든집재작업을완료한후철거하는시간을측정하여기입하였다. - 반송기보내기(Unloaded carriage running) : 벌채목의집재를위해반송기를가로끌기작업이이루어지기쉬운곳까지보내 는데걸리는시간 - 와이어로프끌기 : 집재장비에서부터집재목까지와이어로프를끌고가는데소요되는시간을측 정하여기입 - 가로끌기시간(Lateral carriage traction) : 반송기보내기이후에작업자가와이어로프를끌어집재할벌채목까지이동하 여쵸킹작업이이루어지기직전까지소요되는시간 - 쵸킹작업(Choking, Hooking) : 쵸킹작업은가로끌기작업이후에가로집재를위해집재할벌채목에로프를묶 는작업으로, 집재목의쵸킹작업이후신호를보내기전까지소요되는시간이다. - 신호보내기(Signaling) : 쵸킹작업이이루어지면작업자는운전자에게쵸킹작업이완료되었음을알리고 작업요청을한다. 이때쵸킹작업이완료된후신호를보내어가로집재가시작되기 전까지의시간을측정하도록한다. - 가로집재(Lateral yarding) 시간 : 작업자가가로집재신호를보내오면가로집재가시작되며, 집재작업이시작되 는지점까지집재목이이동하는데소요되는시간을측정하여기입하도록한다. -13-
- 집재작업(Yarding) 시간 : 가로집재에의해이동된집재목이주집재선을타고집재장소까지이동해오는 시간을측정하여기입하도록한다. - 짐풀기(Unhook) 시간 : 집재작업에의해이동해온집재목에묶여있는쵸커를제거하는데소요되는 시간으로반송기가다시보내질수있도록준비되는시간도포함하였다. - 가로집재거리 : 집재목을주집재선까지가로집재하는거리를측정하여기록하도록한다. 가로 집재거리는줄자등으로정확히측정할수있는여유가없으며, 안전성에도문제 가있다. 따라서미리작업자의보폭수에따라거리감각을익히고, 목측으로거 리를짐작할수있어야한다. - 집재거리 : 가로집재이후주집재선을타고집재장소까지의거리를측정하여기록하며, 집재거리는매번그거리를정확히측정하는것이어렵다. 따라서가선설치시미 리잔존목등에표시끈등을일정한간격으로묶어그거리를측정할수있도록 준비하도록한다. - 집재방향 : 집재방향에따라상향식집재와하향식집재로구분하여기록하도록한다. - 1 회집재수량 :1 회집재시에끌어오는집재목의수량을기록하도록한다. -14-
2-5. 타워야더를이용한집재에사용된야장 2-6. 파미윈치를이용한집재에사용된야장 위와같은방법으로집재작업공정조사를실시하며, 타워야더와파미윈치의작 업방법이다르므로각각다른야장을준비하여기록하도록하였다. 2-5는 타워야더에사용된야장이며, 2-6 은파미윈치에사용한야장이다. -15-
3. 조재작업에서의자료수집방법 조재작업은집재작업에의해집재된전간재를굴삭기우드그랩을이용하여조재 작업이가능한곳으로운반한후기계톱으로작업을실시하고, 굴삭기우드그랩을 이용하여일정한장소에다시적재하는방식으로이루어진다. 조재작업공정분석 은스톱워치를이용한연속작업시간측정과조재수량등을기록한후전체집재 량을조사하여, 측정결과를요소작업별로분류하도록하였다. 조재작업의작업공정은전간재운반시간, 조재작업시간, 원목(logs) 운반시간, 그 리고지연시간등으로구분하여조사를실시하였으며, 조재수량과전간재길이등 을함께조사하였다. 집재된전간재를굴삭기우드그랩을이용하여조재가가능한 장소로운반한후 2인1조혹은 1인 1 조로조재작업을진행하였다. 조재된원목들 은굴삭기우드그랩을이용하여다시적재장소에적재를하게된다. 2차년도연구 대상지가리기다소나무림이라는특성상모든조재작업은 6 자(1.8m) 절동을기준 으로진행되었다. 조재작업에서의요소작업별조사는전간재운반, 조재작업, 그리고원목운반 등의과정으로나누어조사를실시하였으며, 다음과같은기준으로측정하였다. 2-7 은조재작업에사용된야장의모습이다. - : 전간재운반 집재작업에서운반되어진전간재를굴삭기우드그랩등의장비를이용하여조 재작업이가능한장소까지운반하는시간을측정하여기록하도록한다. - 조재시간 : 조재시간은체인톱을이용하여전간재를 6 자, 9 자, 12자등의길이로절단하 는데소요되는시간을측정하며, 전간재 1개를조재하는데걸리는시간과규격별 수량등을파악할수있도록각단계별로시간을측정하도록하였다. -16-
2-7. 조재작업공정조사야장 - 전간재의 DBH : 조재대상전간재의 DBH, 혹은전간재원구의직경을측정하여기록하도록 한다. - 원목운반 : 조재된원목들은다시굴삭기우드그랩등에의해한곳에크기별로적재되며, 이때소요되는시간을측정하여기록하도록한다. 이때굴삭기우드그랩의작업지 연등도잘관찰하여기록하도록한다. - 조재수량 : 운반된전간재는여러가지크기로구분되어조재작업이이루어지므로, 각 크기별조재수량을체크하여기록하도록하였다. -17-
4. 운송작업에서의자료수집방법 목재의운송과정은크게소운재와운송으로구분할수있으며, 2차년도연구에서는임지에서소집재장이나토장까지의소운재와공장까지의운송으로구분을하였다. (1) 소운재 소운재작업은운송과정과집재과정의중간형태이다. 임지내에서집재된원목 들을대형트럭이진입할수있는소집재장까지운반하는과정으로써, 집재작업이 면서운송과정이라고할수있다. 소운재작업은주로미니포워더(RM8WD-6HG) 를이용하여이루어졌으며, 원목 을상차하는작업에서부터이동하는시간과거리, 그리고하차작업시간까지의과 정을조사하도록하였다. 작업공정은상차시간, 적재량, 도로구간별이동시간, 이 동거리, 하차시간, 대기시간, 그리고지연시간등으로구분하여조사하였다. 소운재작업에서의요소작업별조사는다음과같은기준으로측정하여기록하 도록하였다. - 대기시간 : 미니포워더가적재작업, 혹은하차작업을하기위해대기하고있는시간을말 하며, 아무작업을하지않으면서대기하고있는시간을측정하여기록한다. - : 적재준비작업 적재준비작업시간은대기시간과는달리적재를위한준비를하는단계를말 하며, 적재작업이시작되기전까지의과정을측정하도록한다. - 하차준비작업 : 적재되었던원목을집재장에서하차하기위해적재함의포장을제거하거나, 하차작업에필요한사전준비작업시간을측정하여기록한다. -18-
- : 적재시간 굴삭기우드그랩이나미니포워더에장착되어있는원목그래플등을사용하여 원목을적재함에싣는과정을측정하여기록한다. - : 로, 하차시간 임내에서싣고나온원목들을집재장에도착하여하차하는데걸리는시간으 굴삭기우드그랩이나원목그래플등에의해진행되는하차작업시간을측정하 도록한다. - 이동시간 : 임내에서집재장까지이동하는데소요되는시간을측정하여기록하며, 주행도 로의종류와노면상태등을구분하여기록하도록한다. - : 적재량 미니포워더의적재함에적재되는원목의개수등을파악하여평균적으로적재 되는양을기록하도록한다. - 이동거리 : 임내에서집재장까지이동하는데소요되는거리를측정하여기록하며, 주행도 로의종류와노면상태등을구분하여기록하도록한다. - : 공차량의주행속도 하차작업을마친미니포워더가다시임지내로돌아가는데소요되는시간과거 리를측정하도록하며, 이때노면의상태와도로종류에따라기록하도록한다. -19-
2-8. 미니포워더의소운재작업야장 (2) 운송 운송작업은집재장에소운재된원목들을대형트럭을이용하여최종목적지인 수요처로운송하는과정이다. 운송과정에서는주로 5t 트럭이사용되며, 굴삭기우 드그랩에의한상차작업이이루어진다. 따라서트럭이대기하는시간에서부터적 재준비작업, 운송시간과거리, 그리고하차작업시간까지의과정을조사하도록하 였다. 작업공정은상차시간, 적재량, 도로구간별이동시간, 이동거리, 하차시간, 대기시간, 그리고지연시간등으로구분하여조사하였다. 운송작업에서의요소작업별조사는다음과같은기준으로측정하여 같은야장에기록하도록하였다. 2-9와 - 대기시간 : 운송트럭이상차작업이나하차작업을하기위해대기하고있는시간을말하며, 아무작업을하지않으면서대기하고있는시간을측정하여기록한다. - : 적재준비작업 적재준비작업시간은대기시간과는달리적재를위한준비를하는단계를말 하며, 적재작업이시작되기전까지의과정을측정하도록한다. -20-
2-9. 운송작업야장 - 하차준비작업 : 적재되었던원목을목적지에서하차하기위해적재함의포장을제거하거나, 하차작업에필요한사전준비작업시간을측정하여기록한다. - : 적재시간 굴삭기우드그랩이나미니포워더에장착되어있는원목그래플등을사용하여 원목을적재함에싣는과정을측정하여기록한다. - 하차시간 : 목적지에도착하여원목을하차하는데걸리는시간으로, 굴삭기우드그랩이나 원목그래플등에의해진행되는하차작업시간을측정하도록한다. - 이동시간 : 집재장에서최종목적지까지이동하는데소요되는시간을측정하여기록하며, 주행도로의종류와노면상태등을구분하여기록하도록한다. 이때, 도로는표 2-5 의기준에따라구분하였다. -21-
표 2-5. 운송도로의구분기준 도로의구분 작업로 임도 구분기준 벌채작업을위해작업지내에개설한도로, 작업장비가움직일수있을정도의좁은도로 기존에개설되어있는비포장도로, 와작업로를연결해주는도로 농로등으로일반국도 일반도로왕복 2차선도로로최고속도 60km/hr 이하의도로 4 차선도로 왕복 2차선이상의도로로최고속도가 70~90km/hr 인 도로 고속도로최고속도가 100km/hr 이상인일반적인고속도로 - : 적재함포장시간 적재가완료되면적재함에커버를쒸우거나원목이떨어지지않도록고정시키 는작업을하게되며, 이때소요되는시간을측정하도록한다. - : 적재량 운송트럭의적재함에적재되는원목의개수등을파악하여평균적으로적재되 는양을기록하도록한다. - 이동거리 : 도로의종류에따라운송트럭이이동한거리를기록하도록한다. - 공차량의주행속도 : 운송트럭이운송작업을위해공차로집재장까지오는시간이나, 마치고공차로돌아오는데소요되는시간과거리를측정하도록하며, 하차작업을 이때도로의 종류를구분하여기록하도록한다. -22-
제 3절작업공정별자료의분석 1. 벌채작업 (1) 작업공정분석 벌채작업공정에서는입목을기계톱으로벌목하는벌목작업과쓰러진입목의 가지와초두부를제거하는가지치기작업으로구분하여자료를수집하였다. 각연구대상지에서수집한자료를분석한결과벌목작업에서의평균 작업시간 은표 2-6 과같으며, 가지치기에서의평균작업시간은표 2-7 과같다. 표 2-6. 벌목작업에서의평균작업시간분석 구분평균표준편차최소최대 이동시간( 초) 12 12.0 0 94 주변정리( 초) 21 31.2 0 340 벌채시간( 초) 14 8.2 3 84 지연시간( 초) 54 232.3 0 1,825 PMH( 초) * 48 37.5 6 381 SMH( 초) ** 102 242.9 6 1,885 DBH (cm) 15 4.4 6 30 이동거리 (m) 4 3.7 0 20 하층식생 1.9 0.9 1 3 경사도 ( ) 24 6.6 12 34 * : 순작업시간(Productive Machine Hour : PMH) ** : 전체작업시간(Scheduled Machine Hour : SMH) 벌목작업에서수집된전체 492 개자료를분석한결과, 전체작업시간(SMH) 은 평균 2분 2 초가소요되었으며, 순작업시간은약 48초가소요되는것으로분석되 -23-
었다. 이때입목의평균흉고직경은약 15cm 였으며, 경사도는 24, 평균이동거리 는 4m, 그리고하층ㆍ관목의정도는약 1.9 로나타났다. 표 2-7. 가지치기작업에서의평균작업시간분석 구분평균표준편차최소최대 이동시간( 초) 12 11.1 0 104 가지치기시간( 초) 65 38.1 5 259 지연시간( 초) 11 124.9 0 2,173 PMH( 초) 76 41.2 8 294 SMH( 초) 87 133.0 8 2,275 DBH (cm) 16 4.3 6 30 이동거리 (m) 5 4.7 0 30 경사도 ( ) 22 6.5 12 34 가지치기작업에서수집된전체 326 개자료를분석한결과, 전체작업시간(SMH) 은평균 1분 27 초가소요되었으며, 순작업시간은약 1분 16초가소요되는것으로 분석되었다. 이때벌채목의평균흉고직경은약 16cm 였으며, 경사도는 22, 그리 고평균이동거리는약 5m 로나타났다. 2-10에서보는바와같이벌목작업에서의작업시간분포에서는작업지연 이약 53% 를차지하고있는것으로나타났다. 결국기계이용율은약 47% 에불과 한것으로나타나고있으며, 이동시간이 12%, 주변정리시간이 21%, 그리고벌목 시간이약 14% 를차지하고있다. 하지만가지치기작업에서의작업시간분포에서는작업지연이약 12% 를차지하 고있었으며, 가지치기시간이 74%, 그리고이동시간이약 14% 를차지하고있는 것으로나타나고있다. 즉, 가지치기시간의기계이용율은약 88% 인것으로나타 났다. -24-
2-10. 벌목작업의전체작업시간분포 2-11. 가지치기작업의전체작업시간분포 이와같이벌목작업에서의작업지연시간과가지치기작업에서의작업지연시간이 큰차이를보이는이유는두가지작업이순차적으로동시에각각이루어지고있 기때문에지연시간과원인을기입하는과정에서가지치기야장보다는벌목작업 야장에더많이기입하게되는현상때문인것으로판단된다. 따라서벌목작업과가지치기작업을하나의작업으로통합하여분석한결과를 보면( 2-12), 작업지연은 34% 를차지하고있는것으로나타났다. 벌채작업에 서의기계이용율은약 66% 인것으로나타나고있으며, 벌목작업만을분석하였을 경우의기계이용율 47% 보다높게분석되었다. -25-
2-12. 벌채작업에서의전체작업시간분포 벌채작업에서의순작업시간을비교한결과( 2-13), 가지치기작업이 52% 를 차지하고있으며, 이동시간이 19%, 주변정리가 17%, 그리고벌목시간이 12% 를 차지하고있는것으로나타났다. 2-13. 벌채작업에서의순작업시간분포 위에서분석한결과는간벌작업과개벌작업을구분하지않은결과이며, 벌채작 업공정을간벌과개벌작업으로구분하여분석하였을경우, 벌목작업과가지치기작 업의평균작업시간은표 2-8과 2-9 와같다. 벌채작업중간벌과개벌에서의평균벌목시간에는많이차이를나타내고있다. 물론아주비슷한조건의임분현황에서조사된자료를비교한것은아니지만, 확 -26-
연하게차이가나타남을알수있다. 간벌작업지에서는평균흉고직경이 18cm인 입목을벌채하는데 75 초(PMH) 가소요된반면, 개벌작업지에서는평균흉고직경 이 14cm인입목을벌채하는데 38 초(PMH) 가소요되는것으로나타났다. 또한, 작업지연시간의경우간벌작업지가개벌작업지보다더많은것으로나타 났으며, 이동거리와이동시간도간벌작업지가더많은것으로나타났다. 평균가지치기시간에서도간벌과개벌작업지에서맣은차이가나타나고있었 다. 간벌작업지에서평균흉고직경이 18cm인벌채목을가지치기하는데 100초 (PMH) 가소요되는것으로나타났으며, 개벌작업지에서는평균흉고직경이 16cm 인벌채목을가지치기하는데 70 초(PMH) 가소요되는것으로나타났다. 이동거리 와경사도가비슷한임분에서이동과가지치기시간에서많은차이를나타내고 있으며, 작업지연시간도간벌작업지에서높게나타나고있었다. 표 2-8. 간벌작업과개벌작업에서의평균벌목시간분석 구분 평균표준편차최소최대 간벌개벌간벌개벌간벌개벌간벌개벌 이동시간( 초) 18 10 16.7 9.3 2 0 94 77 주변정리( 초) 44 13 50.1 15.3 1 0 340 104 벌채시간( 초) 14 15 5.6 8.9 5 3 35 84 지연시간( 초) 96 41 310.0 198.4 0 0 1,825 1,780 PMH( 초) 75 38 54.4 23.3 19 6 381 150 SMH( 초) 172 79 327.3 202.5 19 6 1,885 1,824 DBH (cm) 18 14 3.8 4.2 10 6 30 30 이동거리 (m) 7 4 4.6 3.0 1 0 20 20 하층식생 2.5 1.6 0.7 0.8 1 1 3 3 경사도 ( ) 23 24 4.8 7.1 12 12 28 34-27-
표 2-9. 간벌작업과개벌작업에서의평균가지치기시간분석 평균표준편차최소최대구분간벌개벌간벌개벌간벌개벌간벌개벌이동시간( 초) 15 10 14.2 9.3 1 0 104 49 가지치기시간( 초) 85 56 44.2 31.7 13 5 259 244 지연시간( 초) 28 3 223.1 36.1 0 0 2,173 536 PMH( 초) 100 67 48.5 33.2 18 8 294 259 SMH( 초) 128 70 228.7 49.3 18 8 2,275 612 DBH (cm) 18 16 3.6 4.4 12 6 29 30 이동거리 (m) 6 5 4.1 4.9 1 0 20 30 경사도 ( ) 22 22 4.9 7.0 12 12 28 34 간벌작업지에서의벌채작업시간의분포를살펴보면 2-14와같이작업지 연이 2분 4초로 41% 를차지하고있다. 그리고평균흉고직경이 18cm인경우가 지치기시간이 1분 25 초(28%), 주변정리시간이 44 초(15%), 이동시간이 32초 (11%), 그리고벌목시간이 14 초(5%) 가소요되는것으로나타나고있다. 간벌작업 지에서의벌채작업기계이용율은 59% 로나타나고있으며, 개벌작업지에서의작업 보다효율이낮은것으로판단된다. 2-14. 간벌작업에서의평균작업시간분포 -28-
개벌작업지에서의벌채작업시간의분포를살펴보면 2-15와같이작업지 연이 1분 5초로 34% 를차지하고있다. 그리고평균흉고직경이 16cm인경우가 지치기시간이 1분 5 초(34%) 로작업지연과같은시간이소요되고있으며, 주변정 리시간이 21 초(11%), 이동시간이 24 초(13%), 그리고벌목시간이 14 초(8%) 가소 요되는것으로나타나고있다. 개벌작업지에서의벌채작업기계이용율은 66% 로 나타나고있으며, 간벌작업지에서의작업보다효율이높은것으로나타나고있다. 2-15. 개벌작업에서의평균작업시간분포 표 2-10. 간벌작업과개벌작업에서의평균벌채시간비교 구분간벌개벌 이동시간( 초) 32 24 주변정리( 초) 44 21 벌채시간( 초) 14 14 가지치기시간( 초) 85 65 지연시간( 초) 124 65 PMH( 초) 175 124 SMH( 초) 299 189 DBH (cm) 18 16 이동거리 (m) 13 9 하층식생 2.5 2 경사도 ( ) 23 23-29-
표 2-10 은간벌작업지와개벌작업지에서의평균벌채시간을비교한것이다. 간 벌작업지에서의벌채목의평균흉고직경이약간크기는하지만벌채시간이많이 소요되고있는것을확인할수있다. 또한간벌작업지에서의이동거리가많아지고 있으며, 작업지연의시간도많은것을확인할수있었다. 2-16. 간벌작업에서의평균순작업시간분포 2-17. 개벌작업에서의평균순작업시간분포 2-16과 2-17 은벌채작업에서의순작업시간을나타낸이다. 간벌작업 과개벌작업에서의순작업시간은차이를나타내고있으나, 가지치기시간, 이동시 간, 주변정리시간, 그리고벌목시간의비율은비슷한모습을보이고있다. -30-
결국벌채작업에서는간벌보다개벌에서의생산성이높게나타날수있다는것 을보여주고있다. (2) 벌채작업추정식도출 벌채작업에서는간벌작업과개벌작업에서수집된자료를분리한후, 다시벌목 작업과가지치기작업으로분류하여분석을실시하여, 작업시간추정식을도출하 였다. 간벌작업에서는벌목작업과가지치기작업을분류한후, 중회귀분석의단계별회 귀기법(Stepwise regression) 에의해추정식에필요한최적의변수조합을선택 하는방법을사용하도록하였다. 이와같은방법으로분석한결과간벌작업에서의추정식은다음과같이도출되 었다. 벌목작업시간추정식 : 이동거리 하층식생 경사도 (R 2 =0.42) 가지치기작업시간추정식 : 이동거리 경사도 (R 2 =0.62) 위와같이도출된추정식에포함된변수들에대한모수추정치및적합도는표 2-11과 2-12 와같다. -31-
표 2-11. 간벌작업벌목작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수모수추정치관측치결정계수 (n) (R 2 ) F Std. Err P 상수 -113.66 29.377 <0.001 DBH 1.37 1.029 <0.186 이동거리 5.58 123 0.42 21.08 0.825 <0.001 하층식생 27.62 5.489 <0.001 경사도 2.45 0.813 <0.003 표 2-12. 간벌작업가지치기작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수모수추정치관측치결정계수 (n) (R 2 ) F Std. Err P 상수 -126.05 20.345 <0.001 DBH 8.15 0.871 <0.001 이동거리 3.46 96 0.62 50.13 0.767 <0.001 경사도 2.56 0.640 <0.001 개벌작업에서도벌목작업과가지치기작업을분류한후, 중회귀분석의단계별회 귀기법(Stepwise regression) 에의해추정식에필요한최적의변수조합을선택 하는방법을사용하도록하였다. 이와같은방법으로분석한결과개벌작업에서의추정식은다음과같이도출되 었다. 벌목작업시간추정식 : 이동거리 하층식생 경사도 (R 2 =0.61) 가지치기작업시간추정식 : 이동거리 경사도 (R 2 =0.50) -32-
위와같이도출된추정식에포함된변수들에대한모수추정치및적합도는표 2-13과 2-14 와같다. 표 2-13. 개벌작업벌목작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수모수추정치관측치 (n) 상수 -23.28 결정계수 (R 2 ) F Std. Err P 4.191 <0.001 DBH 1.31 0.184 <0.001 이동거리 3.94 369 0.61 139.77 0.273 <0.001 하층식생 12.57 1.044 <0.001 경사도 0.33 0.112 <0.004 표 2-14. 개벌작업가지치기작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수모수추정치관측치 (n) 상수 -35.06 결정계수 (R 2 ) F Std. Err P 7.717 <0.001 DBH 4.48 0.370 <0.001 이동거리 1.49 230 0.50 72.24 0.330 <0.001 경사도 1.14 0.226 <0.001 2. 집재작업 집재작업에서는파미윈치와타워야더(RME-300T) 가사용되었으나, 작업대상지 의면적이작고리기다소나무림이라는특성때문에집재장비를이용한집재작업 이원활하게이루어지지않았다. 이러한문제로수집된데이터가적었으며, 앞으 로좀더많은자료의수집이요구된다.2차년도연구에서수집된데이터를기본으 로아래와같은분석을실시하였다. -33-
(1) 작업공정분석 집재작업에사용되었던파미윈치와타워야더에대한기본제원은표 2-15과 같다. 파미윈치는널리보급되어있는소, 중형농업용트랙터에부착하여트랙터 의동력을이용하며, 기계식으로집재작업을하는지면끌기식집재기계로서조작 이간편하고저렴한가격으로제작, 보급이가능한집재기계이다. 반면, 타워야더 는임내차에장착하여임내차의동력을이용한타워식가선집재기로서경사지에 서집재거리 300m 까지가선설치하여상, 하향집재가가능한고성능임업기계이 다( 북부지방산림청, 2007). 표 2-15. 집재장비의기본제원 구분파미윈치타워야더 RME-300T 기본차량농업용트랙터자체 6륜전륜구동차량 엔진 40마력 87마력 드럼수 와이어로프 1개 3개 Ø10mm 100m 최대집재거리 80m 300m 당김줄 Ø10mm 350m 되돌림줄 Ø10mm 650m 가공본줄 Ø12mm 350m 타워높이최고 9m, 최저 5m 집재작업에서는모두개벌작업지에서수집된자료를이용하여분석하였으며, 수 집한자료를분석한결과파미윈치의평균작업시간은표 파미윈치의작업을분석한결과 2-16 과같다. 1 회집재하는데소요되는전체작업시간(SMH) 은평균 7분 51 초인것으로나타났으며, 순작업시간(PMH) 은 6분 24초인것으로 나타났다. 이때평균집재수량은 2.3 개였으며, 집재목의평균흉고직경은 16cm, 그리고집재로의평균경사도는 27 였다. 집재거리는 5m에서 56m까지나타났으 며, 평균집재거리는 32m 로분석되었다. -34-
표 2-16. 파미윈치에의한평균집재작업시간분석 구분평균표준편차최소최대 대기시간( 초) 20 38.9 0 150 와이어로프끌기( 초) 76 33.4 16 170 쵸킹시간( 초) 124 104.5 13 343 신호보내기( 초) 23 33.5 3 155 집재시간( 초) 42 16.7 15 75 짐풀기( 초) 120 81.7 8 323 지연시간( 초) 67 126.2 0 454 PMH( 초) 384 203.3 60 704 SMH( 초) 471 261.7 161 1,163 DBH(cm) 16 2.8 11 23 집재수량( 개) 2.3 1.1 1 5 집재거리 (m) 32 10.8 5 56 경사도 ( ) 27 1.5 25 28 파미윈치를이용한집재작업에서의시간분포를살펴보면 2-18에서보는 바와같이쵸킹작업이전체의 26% 를차지하고있는것으로나타났다. 그리고짐 풀기작업이 26%, 와이어로프를끌고가는시간이 16%, 그리고집재시간이 9% 를차지하고있었다. 그밖에신호를보내어집재가시작되기까지의시간이 5%, 작업대기시간이 4% 를차지하는것으로나타났다. 쵸킹시간이 124초로 26% 나 차지하고있는것은한번에많은양을집재하기위해작업을하고있는것에기 인한것으로판단되며, 짐풀기작업이 120초로 26% 를차지하고있는것은많은 양의짐을풀어야하고, 기계조작자가기계조작과짐풀기작업을병행하는데에서 원인이발생하는것으로판단된다. 파미윈치를이용한집재작업에서는작업지연시간이 1회평균 67초로 14% 를차 지하고있었으며, 기계이용율은 86% 로높은수치를나타내고있었다. 수집된자 료의수가적은것이큰원인인것으로판단되며, 향후더많은자료의수집이요 구되어진다. -35-
2-18. 파미윈치집재작업에서의전체작업시간분포 2-19. 파미윈치집재작업에서의순작업시간분포 파미윈치집재작업에서의순작업시간의분포를살펴보면쵸킹시간과짐풀기시 간이각각 30% 를차지하고있으며, 와이어로프끌기가 19%, 집재시간이 10%, 신 호보내기가 6%, 그리고대기시간이 5% 를차지하는것으로분석되었다. 효율적인 집재작업을위해쵸킹시간과짐풀기시간을단축시키는방안이모색되어야할것 으로판단된다. 다음으로개벌작업지에서수집된타워야더(RME-300T) 를이용한집재작업자 료를분석한평균집재작업시간은표 2-17 과같다. -36-
표 2-17. 타워야더에의한평균집재작업시간분석 구분평균표준편차최소최대 대기시간( 초) 1 3.7 0 25 반송기보내기( 초) 106 29.0 53 173 가로끌기 29 27.3 0 93 쵸킹시간( 초) 34 21.8 9 120 신호보내기( 초) 5 3.4 2 24 가로집재시간( 초) 23 19.6 0 64 집재시간( 초) 134 37.0 82 239 짐풀기( 초) 59 20.6 26 105 지연시간( 초) 116 389.0 0 2,400 PMH( 초) 390 68.5 253 523 SMH( 초) 506 380.9 253 2,692 DBH(cm) 16 2.7 11 25 집재수량( 개) 2.4 1.1 1 5 가로집재거리 (m) 5 4.7 0 15 집재거리 (m) 101 14.1 65 115 경사도 ( ) 22 - - - 2-20. 타워야더집재작업에서의전체작업시간분포 -37-
타워야더의집재작업을분석한결과 1회집재하는데소요되는전체작업시간 (SMH) 은평균 8분 26 초인것으로나타났으며, 순작업시간(PMH) 은 6분 30초인 것으로나타났다. 이때평균집재수량은 2.4 개였으며, 집재목의평균흉고직경은 16cm, 그리고집재로의평균경사도는 22 였다. 집재거리는 65m에서 115m까지 나타났으며, 평균집재거리는 101m 로분석되었고, 가로집재거리는 0m에서 15m 까지나타났으며, 평균가로집재거리는 5m 로분석되었다. 타워야더를이용한집재작업에서의시간분포를살펴보면 2-20에서보는 바와같이집재작업이 134초로 26% 를차지하고있었으며, 다음으로작업지연이 116초로 23%, 그리고반송기보내기시간이 106초로 21% 를차지하고있었다. 그밖에짐풀기작업이 59초로 12% 를차지하였으며, 쵸킹작업이 34초로 7%, 가 로끌기작업이 29초로 6%, 가로집재가 23초로 4%, 그리고대기시간이 1% 를차지 하고있었다. 파미윈치작업에서는쵸킹과짐풀기작업이가장많은시간을차지하고있었지 만, 타워야더작업에서는집재시간과반송기보내기시간이가장큰비중을차지하 고있는것을알수있다. 또한타워야더작업에서도짐풀기시간이 12% 나차지 하고있으므로짐풀기작업의시간을단축하는방안을모색하여야할것으로판 단된다. 타워야더를이용한집재작업에서는작업지연시간이 1회평균 116초로 23% 를 차지하고있었으며, 기계이용율은 77% 로파미윈치작업보다는이용율이떨어지고 있는것으로나타나고있다. 2-21. 타워야더집재작업에서의순작업시간분포 -38-
타워야더집재작업에서의순작업시간의분포를살펴보면집재작업시간과반송 기보내기시간이각각 34% 와 27% 를차지하고있으며, 짐풀기작업이 15%, 쵸킹 작업이 9%, 가로끌기작업이 8%, 가로집재가 6% 를차지하는것으로분석되었다. 그밖에신호보내기와대기시간이 1% 정도를차지하고있었다. (2) 집재작업추정식도출 집재작업에서는파미윈치작업과타워야더작업에서수집된자료를분리한후, 분 석을실시하여작업시간추정식을도출하였다. 파미윈치를이용한집재작업에서도중회귀분석의단계별회귀기법 (Stepwise regression) 에의해추정식에필요한최적의변수조합을선택하는방법을사용하도록하였다. 이와같은방법으로분석한결과파미윈치를이용한집재작업에서의추정식은다음과같이도출되었다. 파미윈치를이용한집재작업시간추정식 : 집재수량 집재거리 경사도 (R 2 =0.84) 위와같이도출된추정식에포함된변수들에대한모수추정치및적합도는표 2-18 과같다. 표 2-18. 파미윈치를이용한집재작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수모수추정치관측치 (n) 상수 -1,047.64 결정계수 (R 2 ) F Std. Err P 523.215 <0.060 집재수량 98.73 27.695 <0.002 23 0.84 32.52 집재거리 5.29 1.964 <0.015 경사도 38.79 22.406 <0.099-39-
타워야더를이용한집재작업에서의추정식은파미윈치를이용한집재작업시간추정식에사용된방법을이용하였으며, 다음과같은추정식을도출하였다. 타워야더를이용한집재작업시간추정식 : 집재수량 가로집재거리 집재거리 (R 2 =0.42) 위와같이도출된추정식에포함된변수들에대한모수추정치및적합도는표 2-19 와같다. 표 2-19. 타워야더를이용한집재작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수 모수추정치 관측치 (n) 결정계수 (R 2 ) F Std. Err P 상수 -54.87 98.460 <0.580 DBH 5.27 3.510 <0.141 집재수량 20.41 46 0.42 7.29 7.539 <0.010 가로끌기거리 8.53 2.324 <0.001 집재거리 2.69 0.714 <0.001 집재작업에서는많은양의자료를수집하는데어려움이있어, 자료의양이적어 분석결과를도출하는데어려움이있었다. 파미윈치작업의경우추정식의적합도 를나타내는결정계수는높았지만, 사용된각변수들의적합도를분석하였을경우 부적합한것으로나타나고있다. 또한타워야더를이용한작업에서도결정계수와변수들의적합도에서문제가 있는것으로나타나고있다. 따라서좀더다양하고많은자료의수집이요구되어 지고있다. -40-
3. 조재작업 (1) 작업공정분석 벌채된임목이집재장비등에의해작업로나조재작업이가능한장소에운반되 면 2-22 와같이조재작업이진행된다. 2-22. 전간재의조재과정모습 조재작업에서는 1인이전간재 1본을조재하는데평균작업시간이 67 초(SMH) 소요되는것으로분석되었으며, 이중순작업시간은 41 초(PMH) 인것으로나타났 다. 이때, 전간재의평균흉고직경은 16cm 이고, 길이는 9.1m 였으며, 전간재 1본 을 6 자(1.8m) 로조재할경우 4.5 회절동하는것으로분석되었다. 표 2-20. 평균조재작업시간분석 구분평균표준편차최소최대 조재시간( 초) 41 15.5 15 75 지연시간( 초) 26 77.4 0 360 PMH( 초) 41 15.5 15 75 SMH( 초) 67 82.7 15 426 절동수 4.5 0.9 3 7 전간재 DBH(cm) 16 4.0 10 29 전간재길이 (cm) 910 145.4 570 1,300-41-
조재작업에서의작업시간분포를살펴보면, 2-23와같이조재시간이 41초 로 61% 를차지하고있으며, 작업지연이 26초로 39% 를차지하고있는것으로나 타났다. 즉, 조재작업에서의기계이용율은 61% 로분석되었다. 2-23. 조재작업에서의순작업시간분포 (2) 조재작업추정식도출 조재작업시간추정식에서는수집된자료를분석하여다음과같은추정식을도 출하였다. 조재작업시간추정식 : 절동수 (R 2 =0.59) 위와같이도출된추정식에포함된변수들에대한모수추정치및적합도는표 2-21 과같다. -42-
표 2-21. 조재작업시간추정식의모수추정치및적합도 변수모수추정치관측치 (n) 상수 -21.78 결정계수 (R 2 ) F Std. Err P 8.190 <0.010 절동수 9.02 46 0.59 31.29 2.187 <0.001 DBH 1.39 0.476 <0.006 4. 운송작업 (1) 소운재 소운재는임내에서생산된원목들을가까운집재장까지미니포워더( 2-24) 를이용하여운반하는과정이다. 2-24. 미니포워더(RM8WD-6HG) 의모습 미니포워더의소운재작업공정중에서임내의원목을적재하여소집재장까지 운반하는전체작업시간은 2-25와같이운송시간이 34% 를차지하고있으며, 작업지연이 26%, 그리고적재시간이 24% 를차지하고있었다. 다음으로준비작업 시간이 9%, 적재를위한이동시간이 4%, 그리고대기시간이 3% 를차지하는것 으로분석되었다. -43-
2-25. 미니포워더의소운재전체작업시간분포 소운재작업에서의순작업시간을살펴보면, 적재목을소집재장까지 1회운반하는 데평균 38분 12 초가소요되는것으로나타났다( 2-26). 이중에서소집재장 까지운송하는데소요되는시간이 19분 48 초이며, 원목을미니포워더에적재하는 데 14분 7 초가소요되는것으로나타났다. 그리고미니포워더에적재를위한준 비작업등에 4분 56 초가소요되고있었으며, 원목의적재를위한이동이 2분 31 초, 그리고작업대기시간이 1분 26 초소요되는것으로분석되었다. 즉, 미니포워더를이용한소운재작업의경우, 평균적재량은원목약 163개 (4.38 m3) 이었으며, 평균이동거리가 45m, 그리고소집재장까지의거리가약 924m 였다. 이때원목을적재한미니포워더의평균속도는약 2.78km/hr인것으 로분석되었다. 2-26. 미니포워더의소운재순작업시간분포 -44-
미니포워더를이용하여소집재장까지원목을운반한후집재장에원목들을하 차하는작업을살펴보면( 2-27), 하차작업시간이 48% 를차지하고있으며, 적 재물을내리고공차로돌아오는운행시간이 23% 를차지하고있었다. 작업지연은 약 16% 를차지하고있었으며, 하차준비작업시간이11%, 그리고대기시간과이 동시간이각 1% 정도를차지하고있는것으로분석되었다. 2-28 은미니포워더의하차작업에서의순작업시간분포를나타내고있다. 하차작업에 21분 10 초가소요되었고, 공차로다시임지로돌아오는데 9분 56초 가소요되고있었으며, 이때미니포워더의공차량의속도는약 4.88km/hr인것으 로분석되었다. 그밖에하차준비작업에 4분 43 초가소요되고, 대기시간이 36 초, 그리고하차작업중이동시간이 18 초정도소요되는것으로분석되었다. 2-27. 미니포워더의하차작업에서의전체작업시간분포 2-28. 미니포워더의하차작업에서의순작업시간분포 -45-
(2) 운송 운송작업은소집재장까지운반된원목들을운송트럭에싣고최종목적지까지운 반하는과정이다. 본연구대상지에서생산된원목들은모두인근에있는한솔홈 데코로판매되고있었다. 2-29는운송트럭에원목을적재하는과정에서부터 최종목적지에도착하기까지의과정을보여주는사진이다. 2-29. 원목운송을위한적재모습과운송과정 우선운송을위해운송트럭에원목을적재하는과정을거치게되는데이때, 굴 삭기우드그랩을이용하여상차작업을실시하였으며, 5t 트럭이이용되었다. 상 차작업에서는평균작업시간이 1시간 25 분으로분석되었다. 상차작업에는운송트 럭이대기하는시간과상차작업시간, 그리고적재함포장시간등이포함되어있 다. 운송트럭에평균적재량은약 20t 이었으며, 적재된원목은모두 6 자(1.8m) 규 격이었다. -46-
적재된원목들이최종목적지에도착하면다시하차작업을실시하게되며, 평균 하차작업시간은 25 분인것으로나타나고있다. 원목을운송하는도로는일반도로와 4 차선도로가있었으며, 원목을적재한상태 에서일반도로에서의평균속도는 36km/hr 인것으로분석되었으며, 4차선도로에 서는 50km/hr 인것으로나타났다. 연구대상지에서최종목적지까지의거리는일반 도로가약 20km, 그리고 4차선도로가약 33km 였다. -47-
제 3 장목재생산/ 운송비용산출 제 1 절목재생산/ 운송비용산출인자 1. 생산비용산출인자 임목수확작업에서의생산비용은크게고정비용과운용비용으로구분할수있 다( 우보명, 1990; Brinker et al., 2002). 고정비용은작업량에관계없이소요되는 비용으로감가상각비, 이자, 보험, 세금등이포함되며, 운용비용은작업시간과사 용시간에따라소요되는비용으로, 관리유지비, 연료비와오일, 그리고인건비등 이포함된다. 생산비용산출에관여되는인자들에대한설명과산출방법은다음 과같다( 우보명외, 1990; 송태영외, 1998; 박상준외, 2002; Brinker et al., 2002). (1) 고정비용(Ownership costs) 고정비용에는감가상각비와이자, 보험, 세금등이포함된다. 감가상각비는장비의감가상각비를말하며, 감가상각비를계산하는방법에는 Straight line method, Declining balance method, 그리고 Sum of the year's digit method 등이있다. 이중에서 Straight line method를사용하여감가상각 비를계산하였다. 그공식은다음과같다. 여기서, D 는시간당감가상각비이고, P 는기계구입비, S 는기계의잔존가치, 그 리고 N 은기계의수명을나타낸다. 이자, 보험, 그리고세금은장비구입을위해지출해온자금에대해이자등을 지급해야한다. 따라서이금액을다른분야에투자했을때의기회비용을생각해 야하므로투자평균가치(AYI : Average yearly investment) 를구해야한다. -48-
따라서매년이자로소요되는비용은 AYI 이자율이라고할수있다. (2) 운용비용(Operating costs) 운용비용은작업시간과사용시간에따라소요되는비용으로, 관리유지비, 연료 비와오일, 그리고인건비등이포함된다. 관리유지비의경우장비의유지와관리에소요되는비용으로감가상각비에대 한비율을이용하여계산하도록한다. 연료와오일비는사용되는장비와엔진의마력수등에따라달라지며, 시간당 연료소모량과연료의비율에대한오일비등으로계산한다. 인건비는작업자가실질적으로지급받는금액을사용하며, 1일인건비를기준으로작성하도록한다. (3) 사용장비별생산비용산출인자 각작업공정에사용되는장비에대한기계비용산출인자에대한내용은표 3-1에서표 3-5 에나타내었다. 벌채작업에사용되는기계톱에대한기계비용산출인자는표 과같다. 집재작업에사용되는파미윈치와타워야더는표 3-1에나타난것 3-2, 3-3 에나타난것과같고, 조재작업과기타여러작업에사용되는굴삭기우드그랩과굴삭기에대한기계비용 산출인자는표 3-5 에나타난것과같다. 그밖에소운반등에사용되는미니포워더는표 설명하였다. 3-4에서기계비용산출인자를 -49-
표 3-1. 벌채작업공정사용장비및생산비용산출인자 구분기계톱비고 가격 570,000 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 잔존가치 0% 내용수명( 년) 1 장비이자 12% 장비보험 3% 장비세금 2% 연간작업일 210 연간작업시간 (hr) 1,680 1 일작업시간 : 8시간 연료소모량 ( l/pmh) 1 연료가격( 원/ l) 1,600 휘발유 *2007년 11월기준 오일 30% 연료에대한비율 유지관리비 120% 1 인인건비( / 일) 72,914 특별인부 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 4 대보험료(%) 10% 인건비에대한비율 기타혜택 10% -50-
표 3-2. 집재작업공정사용장비( 파미윈치) 및생산비용산출인자 구분파미윈치비고 가격 55,000,000 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 잔존가치 10% 내용수명( 년) 6 장비이자 12% 장비보험 3% 장비세금 2% 연간작업일 210 연간작업시간 (hr) 1,680 1 일작업시간 : 8시간 연료소모량 ( l/pmh) 4 연료가격( 원/ l) 1,300 오일 30% 경유 *2007년 11월기준 연료에대한비율 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 유지관리비 100% 1 인인건비( / 일) 69,401 장비운전수특별인부보통인부 :78,468 원/ 일 : 72,914 원/ 일 : 56,822 원/ 일 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 4 대보험료(%) 10% 인건비에대한비율 기타혜택 10% -51-
표 3-3. 집재작업공정사용장비( 타워야더) 및생산비용산출인자 구분 타워야더 (RME-300T) 비고 가격 180,000,000 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 잔존가치 10% 내용수명( 년) 6 장비이자 12% 장비보험 3% 장비세금 2% 연간작업일 210 연간작업시간 (hr) 1,680 1 일작업시간 : 8시간 연료소모량 ( l/pmh) 6 연료가격( 원/ l) 1,300 오일 40% 경유 *2007년 11월기준연료에대한비율 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 유지관리비 100% 1 인인건비( / 일) 69,401 장비운전수특별인부보통인부 : 78,468 원/ 일 : 72,914 원/ 일 : 56,822 원/ 일 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 4 대보험료(%) 10% 인건비에대한비율 기타혜택 10% -52-
표 3-4. 미니포워더의생산비용산출인자 구분 미니포워더 (RM8WD-6HG) 비고 가격 55,000,000 * 산림청. 2005. 산림과임업기술 잔존가치 10% 내용수명( 년) 6 장비이자 12% 장비보험 3% 장비세금 2% 연간작업일 210 연간작업시간 (hr) 1,680 1 일작업시간 : 8시간 연료소모량 ( l/pmh) 4 연료가격( 원/ l) 1,300 오일 30% 경유 *2007년 11월기준 연료에대한비율 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 유지관리비 100% 1 인인건비( / 일) 78,468 장비운전수 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 4 대보험료(%) 10% 인건비에대한비율 기타혜택 10% -53-
표 3-5. 굴삭기우드그랩의생산비용산출인자구분굴삭기우드그랩비고 가격 42,000,000 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 잔존가치 10% 내용수명( 년) 6 장비이자 12% 장비보험 3% 장비세금 2% 연간작업일 210 연간작업시간 (hr) 1,680 1 일작업시간 : 8시간 연료 ( l/pmh) 4 연료가격( 원/ l) 1,300 오일 30% 경유 *2007년 11월기준 연료에대한비율 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 유지관리비 100% 1 인인건비( / 일) 78,468 장비운전수 * 산림청. 2007. 숲가꾸기설계, 감리및사업시행지침 4 대보험료(%) 10% 인건비에대한비율 기타혜택 10% -54-
2. 기타비용의산출인자 직접적인생산비용이외에임목수확전체적인과정에반드시포함되어야할 비용들이있으며, 이것을기타비용으로구분하였다. 기타비용에는장비운송비용, 작업로설치비용, 운송비용, 선목작업비용, 그리고벌채지정리비용등이있으며, 이에대한기준과산출인자에대한조사가필요하다. (1) 장비운송비용 장비운송비용은작업에필요한장비를작업지까지운송하는데소요되는비용 을말하며, 장비운송트럭의기계비용과운송되는장비의고정비용등을고려하여 계산하도록한다. 장비운송트럭의경우고정비용과운용비용등의기계비용산출인자를조사하 고, 운송되는장비의경우운송되는동안작업을진행하지는않지만, 고정비용을 고려하여야한다. 따라서운송트럭의이동거리와이동속도등을조사하고, 트럭이 작업을마치고공차로돌아가는데소요되는비용등도계산하여야한다. 또한장 비를트럭에상차하고, 하차하는작업도고려하여야한다. (2) 작업로설치비용 작업로설치비용은벌채대상지의작업을위해개설하는작업로를개설하는데 소요되는비용을말한다. 작업로의개설은굴삭기등을이용하여작업이이루어지 며, 이때굴삭기의기계비용과작업거리, 작업시간등을조사하여비용을산출 하여야한다. (3) 운송비용 운송비용은작업지에서생산된원목을운송트럭등에의해최종목적지로운반 하는과정이다. -55-
운송비용은작업지에서생산된원목을운송트럭등에의해최종목적지로운반 하는과정이다. 따라서운송트럭의기계비용을산출하고, 운송거리와운송속도 등이포함되어야한다. 운송비용에서는도로의조건이매우중요한인자로적용되며, 도로의조건을여 러가지로분류하고, 각도로의평균이동속도와이동거리를산출하고, 트럭의적 재량을함께조사하여야한다. 운송트럭에원목을적재할경우굴삭기우드그랩에 의해상차작업이이루어지는경우에는굴삭기우드그랩의기계비용도함께계산되 어져야한다. 또한상차작업과하차작업을분류하여조사하고, 상하차량과상하차 시간이운송시간과운송거리와함께중요한인자로포함된다. (4) 선목작업비용 선목작업비용은벌채대상지에서벌채목을선목하거나, 표본조사를실시할경우 에소요되는비용을말한다. 선목작업은면적과임목본수등에의해작업량이달라지게되며, 작업원의인건 비가산출인자로포함되게된다. 작업원 1인당작업량을기준으로산출할수있도 록한다. (5) 벌채지정리비용 벌채지정리는벌채작업지의벌채를완료한후임지의정리, 또는조림사업등 을위해작업지내의잡목과가지등을한곳으로모아놓는작업을의미하며, 이 때소요되는비용을말한다. 벌채지정리는벌채면적과비례하며, ha당작업량에따라비용을산출하게된 다. 따라서작업원의인건비와 ha 당작업량등을기준으로산출하도록한다. -56-
제 2 절목재생산/ 운송비용의산출 본연구에서의연구대상지에대한목재생산/ 운송비용은간벌작업과개벌작업 으로구분하여산출하였다. 생산비용의산출에서는벌채작업의경우간벌과개벌 을구분하여생산비용을산출하였으나, 집재작업에서의생산비용은자료수집의어 려움과간벌, 개벌작업의구분이어려워똑같은방법을적용하여비용을산출하였 다. 1. 간벌작업지에서의목재생산/ 운송비용의산출 (1) 목재수확비용의산출 간벌작업을실시하였던연구대상지 1과 2에서의수확비용은표 3-6에서 3-9에 나타낸것과같이파미윈치를이용한작업과타워야더를이용한작업으로분류하 여산출하였다. 표 3-6과 3-7은파미윈치를이용하여집재작업을실시하였을경우의수확비용 을산출한것이다. 각작업공정별로사용된장비의기계비용을산출하고, m3당수 확비용과전체수확비용을산출하였다. 표 3-6에서보는바와같이각공정별로사용된장비에대한기계비용을고정비 용, 운용비용, 그리고인건비등으로구분하여비용을계산한후, 수확비용을산출 하였다. 또한벌채, 집재, 조재작업이외의기타작업에소요되는비용등을산출 하였다. 벌채작업에서는기계톱을이용한수확비용을산출하였으며, 집재작업에서 는파미윈치를, 그리고조재작업에서는굴삭기우드그랩과기계톱을동시에사용한 결과에따라비용을산출하였다. 각작업별로산출된m3당수확비용은벌채작업에 서 5,326 원, 집재작업에서 10,622 원, 그리고조재작업에서 13,325원이소요되는 것으로나타났다. 즉, m3당수확비용이약 29,273 원인것으로나타났다. 하지만 이것은간벌작업을위한예비작업이나다른기타작업들을포함하지않은비용이 다. 기타작업으로작업로를개설하는데m3당 1,115 원, 여러가지장비를운송하는 데m3당 886 원, 그리고기타비용으로m3당 2,149 원이소요되는것으로나타났다. -57-
특히미니포워더를이용한소운재작업이있었으며, 소운재작업에서는m3당 10,452 원의비용이산출되었다. 모든작업을포함한전체수확비용은m3당약 43,875원이소요되는것으로나 타났으며, 전체수확비용은 13,232,089 원인것으로분석되었다. 전체수확비용 중벌채작업에서소요되는비용이 12%, 집재작업에서소요되는비용이 24%, 그 리고조재작업에서약 30% 가소요되는것으로나타나고있다. 그밖에작업로를 개설하는데 3%, 장비운송과기타비용이각각 2%, 5% 를차지하고있었으며, 소운 재작업에 24% 의비용이소요되는것으로나타났다. 표 3-6. 파미윈치를이용한간벌작업지공정별수확비용산출벌채집재조재 구분 체인톱파미윈치굴삭기우드그랩체인톱 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 감가상각비 646 5,710 4,688 602 고정비용 이자, 보험, 세금 110 3,569 3,320 102 합계 755 9,279 8,008 704 유지관리비 775 5,710 4,688 722 운용비용 연료, 오일 2,080 6,760 8,905 2,080 합계 2,855 12,470 13,593 2,802 인건비 17,343 30,262 12,261 11,522 인건비 4대보험 1,734 3,026 1,226 1,152 이율 1,734 3,026 1,226 1,152 합계 20,811 36,315 14,713 13,827 기계비용합계 24,421 58,064 36,313 17,334 수확량 m3/hr 4.59 4.03 4.03 5.47 수확비용 원 / m3 5,326 10,622 9,019 4,305 29,273 총수확량m3 302 총수확비용원 8,828,165-58-
표 3-7. 파미윈치를이용한간벌작업지에서의전체수확비용산출 구분 수확비용 ( 원/ m3) 전체수확비용 ( 원) 벌채 5,326 (12%) 집재 ( 파미윈치) 10,622 (24%) 29,273 (66%) 조재 작업로개설 13,325 (30%) 1,115 (3%) 43,875 (100%) 장비운송 886 (2%) 기타비용 2,149 (5%) 소운재 10,452 (24%) 8,828,165 336,337 267,281 648,000 3,152,306 13,232,089 표 3-8과 3-9는타워야더를이용하여집재작업을실시하였을경우의수확비용 을산출한것이다. 파미윈치를이용한작업과같이각작업공정별로사용된장비 의기계비용을산출하고, m3당수확비용과전체수확비용을산출하였다. 표 3-8에서보는바와같이각공정별로사용된장비에대한기계비용을고정비 용, 운용비용, 그리고인건비등으로구분하여비용을계산한후, 수확비용을산출 하였다. 집재작업에서의비용을제외하면모든작업에서파미윈치를이용한작업 에서산출한비용과같다. 각작업별로산출된m3당수확비용은파미윈치를이용 한작업과마찬가지로벌채작업에서 5,326 원, 조재작업에서 13,325원이소요되는 것으로나타났으며, 집재작업에서는m3당 23,063원이소요되는것으로분석되었 다. 즉, m3당수확비용이약 41,714 원인것으로나타났다. 기타작업에서소요되는비용은위에서파미윈치를이용한작업에서소요된비 용과같으며, 모든작업을포함한전체수확비용은m3당약 56,317원으로파미윈 치를이용한작업보다많이소요되는것으로나타났다. 전체수확비용은 16,984,208 원인것으로분석되었다. 전체수확비용중벌채작업에서소요되는비 용이 9%, 집재작업에서소요되는비용이 41%, 그리고조재작업에서약 24% 가 소요되는것으로나타나고있다. 그밖에작업로를개설하는데 2%, 장비운송과기 타비용이각각 2%, 4% 를차지하고있었으며, 소운재작업에 19% 의비용이소요 되는것으로나타났다. -59-
표 3-8. 타워야더를이용한간벌작업지공정별수확비용산출 벌채집재조재 고정비용 운용비용 인건비 구분 체인톱타워야더굴삭기우드그랩체인톱 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 감가상각비 646 20,872 4,688 602 이자, 보험, 세금 110 14,784 3,320 102 합계 755 35,656 8,008 704 유지관리비 775 20,872 4,688 722 연료, 오일 2,080 10,920 8,905 2,080 합계 2,855 31,792 13,593 2,802 인건비 17,343 33,799 12,261 11,522 4대보험 1,734 3,380 1,226 1,152 이율 1,734 3,380 1,226 1,152 합계 20,811 40,559 14,713 13,827 기계비용합계 24,421 108,008 36,313 17,334 수확량 수확비용 m3/hr 4.59 4.68 4.03 5.47 원 / m3 5,326 23,063 9,019 4,305 41,714 총수확량m3 302 총수확비용원 12,580,284 표 3-9. 타워야더를이용한간벌작업지에서의전체수확비용산출 구분 수확비용 ( 원/ m3) 전체수확비용 ( 원) 벌채 5,326 (9%) 집재 ( 타워야더) 23,063 (41%) 41,714 (74%) 조재 작업로개설 13,325 (24%) 1,115 (2%) 56,317 (100%) 장비운송 886 (2%) 기타비용 2,149 (4%) 소운재 10,452 (19%) 12,580,284 336,337 267,281 648,000 3,152,306 16,984,208-60-
(2) 목재운송비용의산출 연구대상지에서생산된원목들은소집재장에서운송트럭에의해인근의공장으 로운송되었다. 운송에는굴삭기우드그랩과 5t 트럭이사용되었으며, 굴삭기우드 그랩과운송트럭의기계비용을산출하고, 운송거리에따라운송비용을계산하였 다. 운송트럭에평균적으로 17.2 m3의생산재가적재되었으며, 운송거리에따라운송 비용을계산하면, m3당운송비용은 12,700 원인것으로나타났다. 전체 302m3의 생산재를운송하는데소요되는비용은총 3,830,159 원인것으로계산되었다. 2. 개벌작업지에서의목재생산/ 운송비용의산출 (1) 목재수확비용의산출 개벌작업을실시하였던연구대상지 3과 4, 그리고 5에서의수확비용은표 3-10에서 3-13 에나타낸것과같으며, 역시파미윈치를이용한작업과타워야더 를이용한작업으로분류하여산출하였다. 표 3-10과 3-11은파미윈치를이용하여집재작업을실시하였을경우의수확비 용을산출한것이다. 각작업공정별로사용된장비의기계비용을산출하고, m3당 수확비용과전체수확비용을산출하였다. 각작업별로산출된m3당수확비용은벌채작업에서 4,482 원, 집재작업에서 18,186 원, 그리고조재작업에서 15,437 원이소요되는것으로나타났다. 즉, m3당 수확비용이약 38,106 원인것으로나타났다. 하지만이것은간벌작업을위한예 비작업이나다른기타작업들을포함하지않은비용이다. 기타작업으로작업로를개설하는데m3당 1,500 원, 여러가지장비를운송하는 데m3당 607 원, 그리고기타비용으로m3당 927 원이소요되는것으로나타났다. 특히미니포워더를이용한소운재작업이있었으며, 소운재작업에서는m3당 7,834 원의비용이산출되었다. 모든작업을포함한전체수확비용은m3당약 48,974원이소요되는것으로나 타났으며, 전체수확비용은 21,548,754 원인것으로분석되었다. 전체수확비용 -61-
중벌채작업에서소요되는비용이 9%, 집재작업에서소요되는비용이 37%, 그리 고조재작업에서약 32% 가소요되는것으로나타나고있다. 그밖에작업로를개 설하는데 3%, 장비운송과기타비용이각각 1%, 2% 를차지하고있었으며, 소운재 작업에 16% 의비용이소요되는것으로나타났다. 표 3-10. 파미윈치를이용한개벌작업지공정별수확비용산출 고정비용 운용비용 인건비 구분 벌채집재조재 체인톱파미윈치굴삭기우드그랩체인톱 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 감가상각비 646 5,710 4,688 602 이자, 보험, 세금 110 3,569 3,320 102 합계 755 9,279 8,008 704 유지관리비 775 5,710 4,688 722 연료, 오일 2,080 6,760 8,905 2,080 합계 2,855 12,470 13,593 2,802 인건비 17,343 30,262 12,261 11,522 4대보험 1,734 3,026 1,226 1,152 이율 1,734 3,026 1,226 1,152 합계 20,811 36,315 14,713 13,827 기계비용합계 24,421 58,064 6,313 17,334 수확량 수확비용 m3/hr 5.45 3.19 3.48 3.48 원 / m3 4,482 18,186 10,449 4,988 38,106 총수확량m3 440 총수확비용원 16,766,482 표 3-12와 3-13은개벌작업지에서타워야더를이용하여집재작업을실시하였 을경우의수확비용을산출한것이다. 파미윈치를이용한작업과같이각작업공 정별로사용된장비의기계비용을산출하고, m3당수확비용과전체수확비용을산출하였다. -62-
표 3-11. 파미윈치를이용한개벌작업지에서의전체수확비용산출 구분 벌채 집재 ( 파미윈치) 조재 작업로개설 장비운송 기타비용 소운재 수확비용 ( 원/ m3) 전체수확비용 ( 원) 4,482 (9%) 18,186 (37%) 38,106 (78%) 15,437 (32%) 1,500 (3%) 607 (1%) 927 (2%) 7,834 (16%) 48,974 (100%) 16,766,482 660,216 267,281 408,000 3,446,774 21,548,754 표 3-12에서보는바와같이각공정별로사용된장비에대한기계비용을고정 비용, 운용비용, 그리고인건비등으로구분하여비용을계산한후, 수확비용을산 출하였다. 집재작업에서의비용을제외하면모든작업에서파미윈치를이용한작 업에서산출한비용과같다. 각작업별로산출된m3당수확비용은파미윈치를이 용한작업과마찬가지로벌채작업에서 4,482 원, 조재작업에서 15,437원이소요되 는것으로나타났으며, 집재작업에서는m3당 25,919원이소요되는것으로분석되 었다. 즉, m3당수확비용이약 45,838 원인것으로나타났다. 기타작업에서소요되는비용은위에서파미윈치를이용한작업에서소요된비 용과같으며, 모든작업을포함한전체수확비용은m3당약 56,707원으로파미윈 치를이용한작업보다많이소요되는것으로나타났다. 전체수확비용은 24,951,052 원인것으로분석되었다. 전체수확비용중벌채작업에서소요되는비 용이 8%, 집재작업에서소요되는비용이 46%, 그리고조재작업에서약 27% 가 소요되는것으로나타나고있다. 그밖에작업로를개설하는데 3%, 장비운송과기 타비용이각각 1%, 2% 를차지하고있었으며, 소운재작업에 14% 의비용이소요 되는것으로나타났다. -63-
표 3-12. 타워야더를이용한개벌작업지공정별수확비용산출 벌채집재조재 고정비용 운용비용 인건비 구분 체인톱타워야더굴삭기우드그랩체인톱 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 원 /PMH 감가상각비 646 20,872 4,688 602 이자, 보험, 세금 110 14,784 3,320 102 합계 755 35,656 8,008 704 유지관리비 775 20,872 4,688 722 연료, 오일 2,080 10,920 8,905 2,080 합계 2,855 31,792 13,593 2,802 인건비 17,343 33,799 12,261 11,522 4대보험 1,734 3,380 1,226 1,152 이율 1,734 3,380 1,226 1,152 합계 20,811 40,559 14,713 13,827 기계비용합계 24,421 108,008 6,313 17,334 수확량 수확비용 m3/hr 5.45 4.17 3.48 3.48 원 / m3 4,482 25,919 10,449 4,988 45,838 총수확량m3 440 총수확비용원 20,168,780 표 3-13. 타워야더를이용한개벌작업지에서의전체수확비용산출 구분 수확비용 ( 원/ m3) 전체수확비용 ( 원) 벌채 4,482 (8%) 집재 ( 타워야더) 25,919 (46%) 45,838 (80%) 조재 작업로개설 15,437 (27%) 1,500 (3%) 56,707 (100%) 장비운송 607 (1%) 기타비용 927 (2%) 소운재 7,834 (14%) 20,168,780 660,216 267,281 408,000 3,446,774 24,951,052-64-
(2) 목재운송비용의산출 개벌작업지에서생산된원목들은간벌작업지에서생산된원목을운송하는거리 보다는약간가까운거리였으며, 운송량은더많았다. 운송트럭에평균적으로 17.2 m3의생산재가적재되었으며, 운송거리에따라운송 비용을계산하면, m3당운송비용은 12,189 원인것으로나타났다. 전체 440m3의 생산재를운송하는데소요되는비용은총 5,363,276 원인것으로계산되었다. -65-
제 4 장목재생산/ 운송비용예측모델의개발 제 1 절목재생산/ 운송비용예측모델 1. 목재생산/ 운송비용예측모델의개요 임목의생산과정은 4-1과같이작업대상지가설정되면사전조사가실시 된후, 벌채, 집재, 조재, 소운반, 그리고운송의과정을거치면서최종목적지에 도착하게된다. 4-1. 임목의생산과정 앞에서작업공정별로수집된자료를바탕으로작업공정예측식을분석하였으며, 각공정별분석을통해수확비용, 운송비용, 그리고기타비용등을예측할수있 는작업을완료하였다. 이렇게분석된내용을기본으로하여 MS Excel을기반으 로계산과정등을구축하여목재생산/ 운송비용예측모델을개발하였다. 4-2 는목재생산/ 운송비용예측모델의개요를나타낸것이다. 입력창 에여러가지변수, 즉벌채면적, 벌채본수, 기타작업인자등을입력하면, 목재 수확비용, 장비운송비용, 작업로개설비용, 그리고기타비용등이계산되어지고, 목재운송비용도함께계산되어지게된다. 이렇게계산된값들은출력창으로나타 나게된다. 출력창에서는총생산비용을비롯하여최적의집재장비를선정해주고, 집재장비별생산비용을비교할수있도록하였다. -66-
4-2. 목재생산/ 운송비용예측모델의개요 2. 목재생산/ 운송비용예측모델의개발 목재생산/ 운송비용예측모델은 MS Excel 을기반으로구축하였으며, 총 11 개의 WorkSheet 로구성되어있다. 각 WorkSheet 는입력, 총생산비용요약, 기계 비용, 벌채, 집재, 조재, 소운재, 장비운송, 작업로개설, 생산재운송, 그리고기타비 용등으로구성되어있다. 1차년도연구에서구축한모델은 9개의 WorkSheet로 구성되어있었으며, 각작업공정별추정식에서도 1차년도연구결과만을사용하였 었다. 2차년도연구에서는다음과같이 11개 WorkSheet 로구성되어있으며, 각 작업공정별분석에서도기존의연구결과를추가하여보편적인모델이될수있도 록보완하였다. (1) 입력 입력 창에서는작업대상지의기본적인정보를입력하게되어있다. 벌채대상지 의정보와작업예측에관한정보, 그리고원목의시장가격, 운송정보등을입력 -67-
하게되어있다( 4-3). 우선대상지의면적과흉고직경별 ha당벌채본수를 입력하게되어있다. 그리고수종과벌채방법, 그리고평균경사도를입력한다. 작업예측에서는장비의운송거리, 평균집재거리, 그리고작업로설치거리등을 입력하게되어있으며, 또한생산원목의시장가격을입력하도록하였다. 운송조건 에서는도로조건에따라운송거리를입력하도록하였다. 이렇게입력한자료들은각 WorkSheet 에서계산과정을거쳐 총생산비용요 약 창에결과값들이나타나게되어있다. 1 차년도에구축한모델에서의 입력 창에비해, 수종, 벌채방법, 그리고평균경 사도가추가되었으며, 흉고직경별벌채본수의입력은 ha당벌채본수를입력하도 록수정하였다. (2) 총생산비용요약 1 차년도연구에서의모델은 출력 창이라는이름으로단순히총생산비용만을 요약하여보여주었지만, 보다많은정보를보여주기위해 총생산비용요약 창으 로이름을바꾸고, 생산비용이외에최적집재장비선정및집재장비별비교등의 정보를추가삽입하였다. 4-4 는총생산비용요약창의모습이다. 입력창에서입력한값들에의해각 작업창에서계산과정을거쳐최종적으로 총생산비용요약 창에서는총생산비용 과최적집재장비, 그리고집재장비별생산비용등을비교할수있게되어있다. 총생산비용요약 창에서는목재생산량과각공정별수확비용, 그리고전체수 확비용등을보여준다. 따라서m3당생산비용을알수있으며, 운송비용과순수익 등을알수있다. 전체생산비용뿐아니라, 각집재장비별로생산성과생산비용을나타내며, 어떠 한집재장비가적합한지를사용자가선정할수있게하였다. 그리고최적의집재 장비로선정된장비와다른장비를비교할수있도록비교분석부분을만들었다. 여기서사용자가비교하고싶은장비의코드를입력하면최적집재장비와의비교 가가능하도록설계하였다. -68-
4-3. Excel 모델에서의입력창의모습 -69-
4-4. Excel 모델에서의총생산비용요약창의모습 (3) 기계비용 기계비용 분석창에서는 입력 창에서입력된자료에의해각공정별로분석된 자료와각장비별기계비용등이계산되어져각장비별, 공정별생산성과생산비 -70-
용이계산되어지는분석창이다. 4-5와같이각공정별로여러가지장비가 있으며, 각장비별기계비용이계산되어진다. 1 차년도연구에서는 생산비용 분석 창이었으며, 2차년도모델에서는총 12개의집재장비에대한기계비용분석을삽 입하였다. 4-5. Excel 모델에서의기계비용계산창의모습 -71-
(4) 벌채 벌채 작업분석창에서는입력된자료에의해벌채작업공정이분석되어진다( 그 림 4-6). 수종별, 벌채방법별로계산되도록되어있으며, 기존의여러연구결과 들에대한추정식등이포함되어있다. 이러한여러가지결과값들은가중치값 등에의해하나의결과값으로도출되게되어있다. 1차년도모델에서는현지조 사에서얻어진결과값만을사용하였지만, 2차년도모델에서는 4-6과같이 수종을낙엽송과리기다소나무로분리하고, 각각기존의연구결과를함께적용하 도록구축하였다. (5) 집재 4-7 과같은 집재 작업분석창에서는사용가능한여러가지집재장비에대 한분석이이루어진다. 각장비별로여러가지연구결과값들이있으며, 이결과 값들은최종적으로 총생산비용요약 창에서보여지게된다. 각장비별로추정식에 의한결과값들이가중치값등에의해계산되어진다. 1 차년도모델은춘천집재기만을대상으로구축되었지만, 2차년도모델에서는 11 개의집재장비를추가하여, 총 12개집재장비에대한작업공정분석을수행하도 록구축하였다. 각장비별로기존의연구결과적용하여분석을하도록되어있으 며, 그결과값은 기계비용 분석창과 총생산비용요약 창에서활용되어진다. (6) 조재 4-8 은 조재 작업분석창의모습이다. 1차년도모델에서보여주었던것처 럼 조재 작업분석창에서는조재작업에대한분석이이루어지며, 그결과값은최 종적으로 총생산비용요약 창에서활용된다. 2차년도모델에서는낙엽송과리기 다소나무에대해조재과정을분석하도록하였다. -72-
4-6. Excel 모델에서의벌채작업창의모습 -73-
4-7. Excel 모델에서의집재작업창의모습 -74-
4-8. Excel 모델에서의조재작업창의모습 (7) 소운재 소운재작업분석창에서는 4-9와같이미니포워더의기계비용과작업량 등에의해소운재비용을계산하게된다. 소운재는작업지에서생산된원목을소 집재장까지운반하는과정으로서, 대부분작업지에서가까운일반도로에적재하여 운송이원활하게이루어질수있도록한다. 따라서소운재에서는작업로와임도에 -75-
서의이동이대부분이며, 일반도로등에서의이동은많지가않다. 본연구의모델 에서는작업로와임도에서의이동만을고려하여비용을계산하였다. 4-9. Excel 모델에서의소운재분석창의모습 -76-
(8) 장비운송 장비운송 창은 4-10 와같으며, 작업에사용되는장비를작업지까지운송 하는과정을분석하는창이다. 입력창에서입력된도로조건별거리에따라기계비 용및최종장비운송비용이계산되어진다. 4-10. Excel 모델에서의장비운송창의모습 -77-
(9) 작업로개설 4-11 은 작업로개설 분석창으로입력창에서입력된작업로개설거리에 근거하여계산이이루어진다. 4-11. Excel 모델에서의작업로개설창의모습 -78-
(10) 생산재운송 생산재운송 분석창에서는 4-12와같이입력창에입력된도로조건별거 리등에의해자동으로계산이되도록되어있다. 생산재의운송에서는운송트럭 과굴삭기우드그랩이이용되며, 각장비의기계비용이계산되고, 운송거리에따라 운송비용이계산되어진다. 4-12. Excel 모델에서의생산재운송창의모습 -79-
(11) 기타비용 기타비용 분석창은 2 차년도모델에추가적으로보완된분석창이며, 4-13 과같이선목작업비용과벌채지정리비용이계산되도록하였다. 선목작업 은입력창에입력된벌채목본수에따라비용이계산되도록되어있으며, 벌채지 정리작업은입력창에입력된벌채면적에따라비용이계산되도록되어있다. 4-13. Excel 모델에서의기타비용창의모습 -80-
제 2 절목재생산/ 운송비용예측프로그램개발 2차년도연구에서는 Excel 을기반으로목재생산/ 운송비용예측모델을개발 하였으며, 이것을사용자가쉽게사용할수있도록 Visual Basic을이용하여프로 그램화하였다. 2차년도연구에서완성한프로그램은실용화될수있을정도로 완벽한것은아니다. 는방법을삽입하고, 최종년도에는기존의연구결과들을효율적으로적용할수있 프로그램설치파일등을완성하여사용자가직접사용할수 있도록할예정이다. 1. 목재생산/ 운송비용예측프로그램 (1) 시작화면 4-14 는목재수확/ 운송비용예측프로그램의시작화면이다. 프로그램을 실행하면가장먼저나타나는화면이며, 나타난화면을클릭하면입력창이나타나 도록되어있다. 4-14. 목재수확/ 운송비용예측프로그램의시작화면 -81-
(2) 입력창 벌채대상지의기본정보를입력하는입력창은 2 개로구성되어있다. 입력1은그 림 4-15와같이벌채지정보와 ha 당벌채목본수, 그리고작업예측에대한정보 를입력하게되어있다. 4-15. 목재수확/ 운송비용예측프로그램입력1의모습 벌채지정보에는벌채면적과수종, 벌채방법, 작업대상지의평균경사도, 그리고 하층ㆍ관목의분포정도를입력하게되어있다. 하층ㆍ관목의분포정도는벌채작업 시주변정리등에영향을주는요소로서하층식생분포정의에따라 구분하여백분율(%) 로입력하게된다. 1, 2, 3으로 -82-
ha 당벌채목본수는작업대상지에대한선목작업이나, 사전조사등을통해흉 고직경별 ha 당벌채목의수를조사하여기입하도록되어있다. 작업예측의정보에는장비의운송거리, 작업로설치거리, 그리고평균집재거리 등을예측하여기입하도록한다. 이렇게입력1 창에대한입력이완료되면, 프로그램의우측하단에 다음 버튼 을클릭하면입력2 창으로이동하게된다. 그리고 취소 버튼을클릭하면프로그 램이종료된다. 입력2에서는 4-16 과같이생산재운송거리, 생산원목의시장가격, 그리고 기타사항에대한정보를입력하도록되어있다. 생산재의운송거리는 5가지도로 로구분하여입력하도록하였으며, 프로그램우측의도로의정의에따라구분하여 입력하도록한다. 입력2에서의도로의정의는본프로그램의사용편의상구분한것이며, 실제도로의정의와는다를수있으므로주의하도록한다. 4-16. 목재수확/ 운송비용예측프로그램입력2의모습 -83-
생산원목의시장가격은지역별, 시기별로차이가많이생기므로사용자가작업 시기에따라서시장가격의변동여부에따라입력하도록하였다. 기타사항은이미프로그램내에입력이되어있거나, 계산이되어져있는값들 이다. 하지만, 사용자가입력되어있는값이다르다고판단될경우수정할수있 도록한것이다. 유류가격이나벌채본수, 그리고벌채목의흉고직경등을수정하 면, 수정된값에의해다시분석이이루어지게된다. 입력2 에대한입력이완료되면, 우측하단의 완료 버튼을클릭하면입력된값 들에의해분석이이루어지면서우선 총생산비용요약 화면이나타난다. 뒤로 버튼을클릭할경우에는다시입력1 화면으로돌아가게된다. (3) 총생산비용요약 입력창에서입력이완료되면분석된결과가 4-17과같이총생산비용요 약화면에나타난다. 총생산비용요약에는목재생산량과최적집재장비에따른생 산비용이산출되어보여진다. 또한목재운송비용과전체순수입등이분석되어 나타난다. 사용자는아래화면을보고작업대상지의전반적인생산비용을추측할 수있게된다. 만일사용자가최적의집재장비로선정된장비이외에다른장비를 사용하고싶다면화면아래쪽에있는 집재장비별비교 버튼을클릭하면된다. 집재장비별비교 버튼을클릭하게되면 4-18과같은집재장비별생산비 용비교화면이나타난다. 혹은입력화면으로다시돌아가고싶다면 뒤로 버튼 을클릭하여입력화면으로돌아가면된다. 종료 버튼을클릭하게되면프로그램 은종료되게된다. -84-
4-17. 총생산비용요약화면의모습 (4) 집재장비의비교 총생산비용요약화면에서 집재장비별비교 버튼을클릭하게되면집재장비 비교화면이나타난다. 4-18에나타난집재장비를클릭하면해당집재장비 에대한생산비용이 4-19 와같이보여진다. 4-19에서와같이최적집재장비의생산비용과사용자가선택한집재장비 의생산비용을비교할수있으며, 사용자는장비보유여부, 작업지의조건, 기타 현황등을고려하여적합한장비를선정할수있게된다. -85-
4-18. 집재장비선택을위한집재장비비교화면 4-19. 최적집재장비와의비교화면모습 -86-
만일 4-18, 혹은 4-19 에서 집재장비전체비교 버튼을클릭하면, 4-20 과같은화면이나타난다. 집재장비별m3당생산비용비교에서는모든 집재장비에대한생산비용이나열되어있어모든장비의비교가가능하게되어 있다. 4-19와 4-20 에서 뒤로 버튼을클릭하면 4-18 집재장비 비교화면으로되돌아가게된다. 종료 버튼을클릭하면프로그램은종료되게된 다. 4-20. 집재장비별m3당생산비용비교화면 2. 예측프로그램을이용한생산비용의계산 2 차년도연구에서개발한목재수확/ 운송비용예측프로그램을이용하여앞에 서계산한생산비용과비교를해보고실제와얼마나차이를나타내는지를살펴보 았다. 이과정에서모델의보완점과한계성등을파악하고최종년도에서는이러한 점들을보완하고자한다. 프로그램을이용한생산비용의계산은앞에서와마찬가 지로간벌작업지와개벌작업지로구분하여실행하였으며, 현지대상지에서얻은 기본정보를입력하여계산하도록하였다. -87-
(1) 간벌작업지에서의프로그램을이용한생산비용의계산 간벌작업지에서의생산비용을프로그램을이용하여예측한결과, 4-21과 같은결과가도출되었다. 프로그램을이용하여생산비용을예측할경우, 최적집 재장비로는소형케이블윈치(2 드럼) 가선정되었으며, m3당수확비용은 40,104원으 로예측되었으며, m3당총생산비용은 46,060 원으로예측되었다. 4-21. 간벌작업지에서의총생산비용요약분석화면 본연구대상지의간벌작업지에서사용된파미윈치와타워야더를사용하였을경 우 4-22와 4-23 과같은결과가도출되었다. -88-
제 3 장에서파미윈치를이용하여생산비용을계산하였을경우, m3당전체수확 비용은 43,875 원으로계산되었으나, 프로그램을이용하였을경우 49,305원으로 계산되었다. 타워야더를이용하여생산비용을계산하였을경우, 제 3장에서는m3 당전체수확비용이 56,317 원으로계산되었으나, 프로그램을이용하였을경우 57,341 원으로예측되었다. 파미윈치에비해타워야더의생산비용의차가적게나 타나고있는것을알수있다. 여예측한결과를비교해보면, 실제생산비용을예측한결과와프로그램을이용하 프로그램을이용하였을경우생산비용이실제보다 과대치를나타내고있는것을알수있다. 4-24는간벌작업지에서의집재장비별m3당생산비용을예측한분석결과 이다. 4-22. 간벌작업지에서의파미윈치를이용한생산비용분석화면 -89-
4-23. 간벌작업지에서의타워야더를이용한생산비용분석화면 4-24. 간벌작업지에서의집재장비별m3당생산비용분석화면 -90-
(2) 개벌작업지에서의프로그램을이용한생산비용의계산 개벌작업지에서의생산비용을프로그램을이용하여예측한결과, 4-25와 같은결과가도출되었다. 프로그램을이용하여생산비용을예측할경우, 최적집 재장비로는간벌작업지에서와마찬가지로소형케이블윈치(2 드럼) 가선정되었으며, m3당수확비용은 37,565 원으로예측되어, 간벌작업지에서보다적은비용이예측 되었으며, m3당총생산비용은 41,238 원으로예측되었다. 4-25. 개벌작업지에서의총생산비용요약분석화면 개벌작업지에서는파미윈치와타워야더를사용하였을경우 4-26과 4-27 과같은결과가도출되었다. 제 3장에서파미윈치를이용하여개벌작업지에서의생산비용을계산하였을경 우, m3당전체수확비용은 48,974 원으로계산되었으나, 프로그램을이용하였을경 -91-
우 44,483 원으로계산되었다. 타워야더를이용하여생산비용을계산하였을경우, 제 3장에서는m3당전체수확비용이 56,707 원으로계산되었으나, 프로그램을이 용하였을경우 52,519 원으로예측되었다. 실제생산비용을예측한결과와프로그 램을이용하여예측한결과를비교해보면, 프로그램을이용하였을경우생산비용 이실제보다과소치를나타내고있는것을알수있다. 간벌작업지에서의생산비 용을예측한결과와는반대로나타나고있다. 4-24는간벌작업지에서의집 재장비별m3당생산비용을예측한분석결과이다. 4-26. 개벌작업지에서의파미윈치를이용한생산비용분석화면 프로그램을이용하였을경우, 간벌작업지에서의생산비용과개벌작업지에서의 생산비용에서는차이를나타내고있지만, 집재장비별m3당생산비용에서는차이가 없는것으로나타나고있다. 이것은프로그램내에서간벌작업과개벌작업에대한 작업공정이구분되어있지않고, 몇가지연구결과들에의한결과값이적용되었기 때문이다. 앞으로목재생산/ 운송비용예측모델의한계성을보완하는방안이모색되어야할것으로판단된다. -92-
4-27. 개벌작업지에서의타워야더를이용한생산비용분석화면 4-28. 개벌작업지에서의집재장비별m3당생산비용분석화면 -93-
제 5 장목재산업체의용도별원자재의 품질요건및수요조사 제 1 절조사방법 국내산림에서생산된리기다소나무의효율적( 최대의부가가치창출) 공급을위 한조재방법을도출하고, 산업용재로서의가치를분석하여적절한공급진단모 델개발을목적으로목재산업체에공급( 요구) 되는원자재특성조사를다음과같이 실시하였다. 1. 조사대상업체 조사대상업체는리기다소나무원목을원자재로하는목제품제조업체를대상 으로하였고, 다양한원자재형태를고려하여직경이크고질이좋은원목을사용 하는제재및방부업체(2 개) 와, 저급의원목이나산업폐잔재등을사용하는섬 유판제조업체(1 개), 바이오에너지생산공장(1 개) 등총 4개산업체를대상으로 하였다. 2. 조사항목 전술한조사대상업체를대상으로다음과같은사항에대하여조사하였다. 1 2 원자재용도 생산제품 3 제품별소요원자재형태, 치수, 등급, 가격등 -94-
제 2 절산업체의용도별원자재조건 산업체의용도별원자재조건을품목별로분석한결과를표 5-1 에나타냈다. 표 5-1에나타내는바와같이리기다소나무를원자재로하는목재산업체의형질 조건은크게제재용과 MDF용으로구분되며현재국내에서생산되는리기다소나 무의 90% 이상은 MDF용으로공급되고있으며생재를기준으로 greenton 당 60,000 원~64,000 원에거래되고있는실정이었다. 제재목용의가격이낮은이유 로는현재생산되는리기다소나무의직경이작으면서굽음이심하여수율이 25% 로수익성이낮다는것이다. 직경이크고통직한원목의경우에옹벽용등의제재 산업체에수요가있고가격면에서높아질수있는가능성이있는것으로고찰되 었다. 바이오에너지용으로의신수요가창출되고있는상황이나현재에너지시장의목 재칲가격은 1톤당 40,000원이하이어야하므로에너지산업체로의공급은어려운 상황에있는것으로판단된다. -95-
표 5-1. 리기다소나무를원자재로하는목재산업체의형질조건 생산제품 원자재 종류 수량 ( 년 ) 수율 (%) 형태 치수등급 구매단위 수요량 가격 구매형태 비고 원주목 90mm 125 m 3 25 원목 말구직경 180mm 이상재장 2.7m 토목용재 ( 방부처리옹벽용 ) 굽음없고통직 ton 55 공장도착가 80,000 원/m 3 비중0.8 (64,000 원 /greenton) 직접구매 중동, 영림가을겨울구매 ( 봄여름:M C높아 1m 3 =1ton) 원주목 90mm 원목 말구직경 100mm 이상재장 3.6m 통직한 A 급 토목용재 ( 방부처리옹벽용 ) 굽음없고통직낙엽송등급기준에준함 m 3 소량 공장도착가 80,000 원/m 3 비중0.8 주문구매 여주목재유통센터 원주상제재목 원목 말구직경 100mm 이상재장 3.6m 통직한것 건설자재 ( 오비키등가설재 ) 파레트, 포장용 ton m 3 소량 공장도착가 60,000 원 /greenton (75,000 원/m 3 비중0.8) 주문구매 지역업체 ( 운송비절감 ) 섬유판 (MDF) 원목 말구직경 50mm 이상재장 1.8~2m ton 국내총생산의 90% 이상 공장도착가 61,000 원 /greenton (75,000 원/m 3 비중0.8) 주문구매 한솔홈데코 -96-
제 6 장벌채목의형질분석및효율적공급진단을 위한모델개발 제 1 절연구방법 1. 조사대상 2차년도연구에서는리기다소나무벌채대상지 5곳을선정하여벌채현장에서 벌채된 30~40 년생리기다소나무를대상으로원목의질적평가를실시하였다. 조사대상표본은 5개연구대상지에서약 400 개전간재를대상으로하였다. 2. 벌채목형질및결점조사 국립산림과학원고시( 제2000-38) 원목규격의품질평가항목에근거하여벌채 원목의질적평가를실시하고목재산업체원자재로서의이용가능성에대해분석 검토하였다. 원목의질적평가를위해조사된항목은벌채목의지름( 원구, 말구), 재장, 옹이( 산옹이와죽은옹이별) 분포위치및개수, 굽음, 지름썩음, 속빔, 벌 레구멍( 재면과목구면), 기타결점등이다. 3. 벌채목의최적조재를위한수학모델및실행프로그램구축 벌채목의효율적인용도구분또는공급을위한조재패턴및수입분석을위하여수집된벌채목의형질데이터와및원자재수요및가격정보를이용하여수학모델을개발하고, 실행프로그램을구축하였다. 또한 GUI(Graphic User Interface) 타입의사용자최적연산프로그램을개발하 여사용법을소개하였다. -97-
제 2절벌채원목( 리기다소나무 30~40 년생) 의형질및품질 1. 기초형질 (1) 벌채목의직경 연구대상지에서생산된벌채목의형질중직경에대하여조사한결과를 6-1~6-4 에나타냈다. 진안 2-B1 50 40 빈도 30 20 원구직경말구직경 10 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 원구- 말구직경 (cm) 진안 2-B2 50 40 빈도 30 20 원구직경말구직경 10 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 원구-말구직경 (cm) 6-1. 간벌작업지에서의벌채목의말구및원구직경분포 -98-
진안 1-A2 50 40 빈도 30 20 원구직경말구직경 10 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 원구-말구직경 (cm) 진안 3-C1 50 40 빈도 30 20 원구직경말구직경 10 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 원구-말구직경 (cm) 진안 3-C2 50 40 빈도 30 20 원구직경말구직경 10 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 원구-말구직경 (cm) 6-2. 개벌작업지에서의벌채목의말구및원구직경분포 -99-
진안 2-B1 빈도 25 20 15 10 5 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 흉고직경 (cm) 진안 2-B2 빈도 25 20 15 10 5 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 흉고직경 (cm) 6-3. 간벌작업지에서의벌채목의흉고직경분포 6-1과 6-2 에나타낸바와같이간벌작업지의경우, 벌채목의말구직경과 원구직경은각각 7~9cm 및 18~22cm, 개벌작업지벌채목의말구직경과원구직 경은각각 6~9cm 및 16~22cm 범위의빈도가가장높은것으로나타났다. 또한 흉고직경별분포는 6-3과 6-4 에나타낸바와같다. 6-5과 6-6 에나타낸바와같이간벌작업지의경우, 벌채목의재장은 12~15cm, 개벌작업지벌채목의재장은 9~13cm 범위의빈도가가장높은것으 로나타났다. - 100 -
진안 1-A2 빈도 25 20 15 10 5 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 흉고직경 (cm) 진안 3-C1 빈도 25 20 15 10 5 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 흉고직경 (cm) 진안 3-C2 빈도 25 20 15 10 5 0 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 흉고직경 (cm) 6-4. 개벌작업지에서의벌채목의흉고직경분포 - 101 -
진안 2-B1 30 25 20 빈도 15 10 5 0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 재장 (m) 진안 2-B2 30 25 20 빈도 15 10 5 0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 재장 (m) 6-5. 간벌작업지에서의벌채목의재장분포 2. 벌채목의결점 국립산림과학원고시( 제2000-38) 원목규격의품질평가항목에근거하여벌채 원목의결점을조사한결과는다음과같다. (1) 굽음(Crook) 원목이목재시장에출하되기전품등의선별이이루어지게되는데이때원목 등급구분에가장중요한인자중의하나가굽음이다. 연구대상지에서생산된벌채 목의굽음에대해조사한결과를 6-7~6-8 에나타냈다. - 102 -
진안 1-A2 30 25 20 빈도 15 10 5 0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 재장 (m) 진안 3-C1 30 25 20 빈도 15 10 5 0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 재장 (m) 진안 3-C2 30 25 20 빈도 15 10 5 0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 재장 (m) 6-6. 개벌작업지에서의벌채목의재장분포 - 103 -
진안 2-B1 빈도 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 굽음율 (%) 진안 2-B2 빈도 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 굽음율 (%) 6-7. 간벌작업지에서의벌채목의굽음율출현빈도 - 104 -
진안 1-A2 빈도 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 굽음율 (%) 진안 3-C1 빈도 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 굽음율 (%) 진안 3-C2 빈도 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 굽음율 (%) 6-8. 개벌작업지에서의벌채목의굽음율출현빈도 - 105 -
표 6-1. 벌채목( 리기다소나무) 의굽음율별출현비율 시험지 진안 1-A2 진안 2-B1 진안 2-B2 진안 3-C1 진안 3-C2 구분 굽음율 벌채목본수 출현비율 (%) 벌채목본수 출현비율 (%) 벌채목본수 출현비율 (%) 벌채목본수 출현비율 (%) 벌채목본수 출현비율 (%) 비고 굽음없음 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1등급 10% 이하 12 12 3 6 0 0 11 11 39 39 1등급 20% 이하 25 25 10 20 3 6 27 27 15 15 2등급 30% 이하 27 28 10 20 7 14 17 17 11 11 3등급 31% 이상 35 35 27 54 40 80 45 45 35 35 4등품 계 99 100 50 100 50 100 100 100 100 100 출현비율 (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1 등급 1 등급 2 등급 3 등급 4 등품 품 등 진안1-A2 진안2-B1 진안2-B2 진안3-C1 진안3-C2 6-9. 벌채목( 리기다소나무) 의굽음율별출현비율 본연구에서는전간재의원구부터조재되는길이를 3.6m 로가정하고, 원구에서 3.6m 까지를기준으로굽음시고를측정하여굽음율을계산하였다. 국립산림과학 원고시( 제2000-38) 원목규격에서제시한등급별굽음율을기준으로분류한결 - 106 -
과, 간벌작업지에서는 1등급 0~6%, 2등급이상이 6~20%, 3등급이상이전체의 약 14~17% 였다. 개벌작업지에서는 1등급 11~39%, 2등급이상이 15~27%, 3등 급이상이 11~28% 를나타냈고두작업지의평균등외품이 35~54% 로나타났다. 리기다소나무의경우, 낙엽송의굽음과달리원목전체가휘는 bending 현상의 굽음이많았고특히직경이작은목재에서비교적굽음이많이나타나는현상을 발견하여굽음과흉고직경간의상관관계를생산임지별로분석하였으나 6-10 에나타낸바와같이어느정도의상관성(r=0.34) 이있는것으로나타났다. 보다더정확한직경과굽음출현과의상관성을구명하기위해서는수령별로보 다많은표본을대상으로검토해볼필요가있는것으로고찰되었다. 6-10. 리기다소나무( 진안 3-C1) 의흉고직경과굽음율과의관계 (2) 옹이 연구대상지의벌채목은이전에가지치기가시행된바있는원목이므로벌채직 전의수관하단은모두죽은옹이이고, 수관부위의가지절단부위에는대부분이산 옹이가분포되어있었다. 죽은옹이와산옹이로구분하여옹이분포수와크기를조사한결과를 6-11~6-13 및표 6-3~6-4 에나타냈다. 옹이의지름은긴지름을기준으로측정 하였고긴지름 1cm미만은상당히많았으나모든등급에서허용되므로분석그래 프에는나타내지않았다. 연구대상지에서벌채된원목의죽은옹이분포는 6-11~6-13에보여지는바와같이긴지름 2~5cm 이옹이분포가가장많았고, - 107 -
6cm 이상의옹이는매우드물게나타났다. 산옹이의경우수관의살아있던가지 가절단된부분이므로죽은옹이에비해긴지름이큰옹이들분포가많은편이나 그들을갖는원목개체수는적었다. 특히산옹이는수관부위의직경이작은부위 에분포하는경우가많으므로죽은옹이에비해등급에영향성이크지않은것으 로조사되었다. 진안 1-A2 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 죽은옹이, cm) 진안 1-A2 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 산옹이, cm) 6-11. 진안1-A2 대상지벌채목의옹이분포 - 108 -
진안 2-B1 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 죽은옹이, cm) 진안 2-B1 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 산옹이, cm) 6-12. 진안2-B1 대상지벌채목의옹이분포 - 109 -
진안 2-B2 빈도 600 500 400 300 200 100 0 ` 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 죽은옹이, cm) 진안 2-B2 빈도 600 500 400 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 산옹이, cm) 6-13. 진안2-B2 대상지벌채목의옹이분포 - 110 -
진안 3-C1 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 죽은옹이, cm) 진안 3-C1 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 산옹이, cm) 6-14. 진안3-C1 대상지벌채목의옹이분포 - 111 -
진안 3-C2 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 죽은옹이, cm) 진안 3-C2 600 500 400 빈도 300 200 100 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 긴지름 ( 산옹이, cm) 6-15. 진안3-C2 대상지벌채목의옹이분포 죽은옹이와산옹이분포를크기별로분류하여품질의등급과함께분석한결과 는표 6-2~6-3 및 6-16에제시된것과같이대부분의벌채지에서 10cm 이하의옹이분포를갖는벌채목이전체의 90% 이상으로품등 2등급이상을갖는 것으로나타났고, 나머지는모두 3 등급에포함되었다. - 112 -
표 6-2. 벌채목( 리기다소나무) 의옹이크기별( 죽은옹이) 출현비율 Site 진안 1-A2 진안 2-B1 진안 2-B2 진안 3-C1 진안 3-C2 옹이 구분 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 비고 옹이없음 2 2 1 2 0 0 1 1 2 2 10cm이하 97 98 49 98 50 100 99 99 97 97 2등급 11~15cm 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 3등급 그외 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4등급 계 99 100 50 100 50 100 100 100 100 100 표 6-3. 벌채목( 리기다소나무) 의옹이크기( 산옹이) 별출현비율 Site 진안 1-A2 진안 2-B1 진안 2-B2 진안 3-C1 진안 3-C2 옹이 구분 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 등급별수량 출현비율 (%) 비고 옹이없음 1 1 0 0 0 0 2 2 1 1 10cm이하 98 99 50 100 50 100 95 95 98 98 2등급 11~15cm 0 0 0 0 0 0 3 3 1 1 3등급 그외 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4등급 계 99 100 50 100 50 100 100 100 100 100-113 -
진안죽은옹이출현비율 출현비율 (%) 100 80 60 40 20 진안1-A2 진안2-B1 진안2-B2 진안3-C1 진안3-C2 0 옹이없음 2 등급 3 등급 4 등급 품 등 진안산옹이출현비율 출현비율 (%) 100 80 60 40 20 진안1-A2 진안2-B1 진안2-B2 진안3-C1 진안3-C2 0 옹이없음 2 등급 3 등급 4 등급 품 등 6-16. 벌채목에나타난옹이분포와관련된원목의예상품등 (3) 기타결점 전술한굽음과옹이이외에썩음, 속빔, 벌레구멍( 재면과목구면) 과같이눈에 띄는결점은없었다. - 114 -
제 3절벌채목의용도예측및효율적공급진단을위한 조재모델개발및실행프로그램구축 1. 최적조재패턴을위한수학모델개발 벌채의계획단계에서용도구분및공급가능성을판단하고조재현장에서효율적 조재패턴을결정할수있는도구개발을위해전간재의형질과용도, 시장가격등 의요인을적용한수학적모델을개발하였다. 원목의형질데이타와시장에서의 용도별형질조건및목재가격이입력되므로최대수익을올릴수있는조재패턴 을도출할수있는장점이있다. 최적의조재패턴을구하기위한수학모델은다음과같다. (A) 에나타낸바와같이원구반경 B와말구반경 T, 재장 L 값을갖는원추 형기둥의전간재에대하여(B) 에나타낸바와같이전간재표면에대한직 선의식 를구하였다. (C) 에나타낸바와같이원하는용도의재장 L 1, L 2, L 3, L 4, L 5... 를조재 하기위하여 C 1, C 1 +C 2, C 1 +C 2 +C 3...,Cr위치에서의말구직경값을다음의식 을이용하여구한다. C 1, C 1 +C 2... 와같은위치에서만들어지는각각의직육면체 의체적을구한다. VC 1 = ------ (1) VC 2 = ----- (2) (C) 에서 C 1 의체적은식 (1), C 2 의체적은식(2) 로나타낸다. 그리고 은직 선의식(3) 의 x값에 C 1 을대입후얻은값을이용한다. ------ (3) - 115 -
T: 말구반경, B: 원구반경, L: 재장 (A) B: 원구반경, T: 말구반경, L: 재장 (B) B: 원구반경, T: 말구반경, L: 재장 (C) - 116 -
이후각 1 번째부분에대한길이( 높이: C i ) 와또한원기둥의반경 을동시에 고려하여단가표에서단가( 원/ m3) 를가져온다. 그때의단가를 Pi라고하면, 총이윤 P는 P 1 +P 2 +...+P r ( 유한합이며나타나는항의개수는 [ ] 보다적거나같다) 과같이얻어진다. 즉, 여기서 [a] = a보다작거나같은정수중최대 인최대이윤, P Max 가식(4) 와같이얻어진다. P Max ---------(4) 상기와같은수학모델을이용하여형질기초데이타에대한시뮬레이션을통하 여다양한각원목에서의조재조합중총이윤 P의 Maximum 값을구한다. 여기 에서최대이윤을갖을때의조재조합을활용할수있다. 2. GUI(Graphic User Interface) 타입의사용자최적연산프로그램사용법 (1) 단가및치수 DB구성 - 117 -
1) 나무이름 : 2) 단위길이 : 저장될패러미터의저장치파일의이름을지정하는곳 자르고자하는목재의길이 3) 이상(m) : 4) 미만(m) : 잘려진목재의말구직경의하한값 잘려진목재의말구직경최대값 5) Market Price : 3), 4) 에서지정한크기의목재의입방단가 6) 단위길이확정( 실행후칸비우기) : 입력된값을 Price 결과에 ( 입력치삭제) 7) 단위길이확정( 실행후칸남겨놓기) : 입력된값을 Price 결과에입력( 입력치 유지 ) 8) 나무이름확정 : 설정된값을파일로저장함 예 ) = 1.8, 0.05 이상시 market price = 40 위와같이기입하고, 단위길이확정 ( 실행후칸비우기) 를클릭하면, 9) 의 Price 결과탭에이정보가누적되면서, 2,6,7,8 의칸은공란이된다. 구간이여러개일때, 아래와같이입력한다. - 118 -
- 119 -
각길이에대해모두기입했다면, 나무이름 ( 설정파일) 확정버튼을클릭하면 CutWood Alpha 에쓰일설정파일이완성된다. - 120 -
(2) 단가및최적 max price 산출 1) Cutwood 프로그램을실행한다. - 121 -
2) 설정탭을눌러사용하고자하는가격데이터베이스를로드한다. 3) 설정파일찾기창에서 [ 열기] 혹은파일을더블클릭하면설정정보가업데 이트된다. - 122 -
4) 작업창탭을눌러길이( 재장), 밑둥지름( 원구직경), 윗둥지름( 말구직경) 을입 력한뒤계산하기버튼을누른다. 5) 계산결과창에입력치와최대가격표가함께산출되어출력된다. 6) [ 작업정보에등록] 버튼을누르면 [ 지난작업정보] 탭의테이블에작업 내용이등록된다. ( 테이블의작업정보는초기화하지않는다면계속해서누적된 다.) (3) 파일로입력받아한꺼번에계산하기 1) 환경설정에서단가 DB 를로드한다. 2) 입력파일로계산하기버튼을누른다. 3) Input.dat( 다른이름도상관없음) 을로드한다 4) 로드와동시에 result.dat 값으로출력된다. - 123 -
(4) 입력파일의형식및결과치예시 1) 위와같이 재장 원구직경 말구직경 식으로한줄씩작성한다. - 124 -
2) 위와같이 Result.dat 파일을프로그램이돌려주게된다. 표 6-4. 조재모델을이용한리기다소나무의이용별수입비교 종류 조재목길이원구<------------------------> 말구 여척 (m) 재적 ( m3 ) ( 수율:%) 수입 ( 원) 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 0.1 0.151 (97) 10.583 MDF 1.8 1.8 1.8 1.8 2 1.8 2 2 0.4 0.191 (98) 13.363 2.7 2.7 2.7 3.6 0 0 0 0 2.8 0.149 (96) 10.013 제재목 3.6 2.7 2.7 3.6 0 0 0 0 2.6 0.189 (97) 13.413 제제목 + MDF 2.7 2.7 2.7 2 2 2 0 0 0.4 3.6 2.7 2.7 2 2 2 0 0 0.2 0.151 (97) 191 (99) 12.094 15.581-125 -