卫生纸等日常生活中不可或缺的“用纸”的原料是纸浆,而纸浆的原料及木材是通过植树造林提供的。在生产现场,扩大生产和保护自然环境需要兼顾,还要减少劳动集约型作业等,因此面临着各种各样的课题。
为解决上述难题,日立与大型综合商社丸红开展了一项实证实验。实验的舞台位于印度尼西亚苏门答腊岛广阔的森林地带。从最近的机场开车到此处大约需要3小时。途中需要经过一段未铺修的道路才能抵达。日立能够在如此恶劣的环境中克服各种突发事件并完成实验,展现了日立追求可持续发展的新时代植树造林事业的姿态。
日立与丸红开展的这项实证实验的场地是丸红100%出资成立的当地子公司PT. Musi Hutan Persada(MHP)所管理的植树造林地。“Musi Hutan Persada(穆西地区的伟大森林)”这一命名源于苏门答腊南部的大河——穆西河,丸红在印度尼西亚开展的造纸用纸浆制造业务是由MHP这家公司承担了其中一部分业务。
注重与自然环境共存等可持续性的丸红纸浆制造事业,其特点是不使用天然森林产出的木材,只以在植树造林地采伐的原木为原料来生产纸浆。该业务所需原木由MHP来供应,MHP出厂的所有原木由其兄弟公司运营的纸浆制造工厂接收。MHP管理着约29万公顷的广阔的植树造林地,面积相当于东京都的1.3倍。实证实验使用了其中的部分林地,从2019年9月至10月期间分2次进行。
测量蓄积量需要测量树木的高度,利用卫星定位技术可以高效高精度的对树高进行测量,此次开展的实证实验的主题便是对这一测量技术进行验证。蓄积量是指一定广阔区域中种植树木的体积合计值,它是管理植树造林地生产量不可或缺的基本信息。蓄积量取决于树木的体积,该体积通过树干的截面积和树木的高度计算得出。也就是说,此次实证实验的对象技术一旦得到实际应用,就能够有效测量更高精度的蓄积量。
桑原卓也 先生
MHP之所以积极致力于该项技术的开发,是因为可以通过详细且高精度地掌握整个植树造林地的蓄积量,优化植树造林相关的一系列流程,并提高供给能力。
因此,我们还计划向生物质能源等造纸用纸浆以外的领域供应木材,以谋求事业的发展。至于为何在这方面把蓄积量的测量看的如此重要,MHP的高层桑原卓也先生(接受采访时)这样说:
“对植树造林事业而言,提高生产效率的关键在于‘可视化’与‘高精度化’。也就是说,精确掌握蓄积量,并进一步提高精度的话,一些需要改善的问题就会浮现出来。”
但是,目前采用的人工来测量蓄积量的方式中存在着很大的问题。作业人员必须深入广阔的植树造林地进行实地测量,这样不仅会花费颇多的人力和时间,而且,也往往获得的信息往往难以满足测量精度的要求。
通过人工来测量人造林的情景
MHP一年期间采伐的区域面积能达到2万公顷,相当于东京巨蛋体育馆面积的约4300倍。如果对这些数量庞大的树木一棵一棵进行测量,那么即使有再多的时间也不可能完成。因此,作业人员一般会采取抽样方式,对测量区域的部分树木进行蓄积量的测量,然后根据测量结果推算出整个区域的蓄积量。
采用这种方式得到的蓄积量终归只是估算值,精度方面有局限性。人工测量时会依赖个人的技术和经验,因此测量结果会出现偏差也是无法避免的。并且,虽然抽样调查的方式会减少工作量,但现实问题是,如果动用100位作业人员对2万公顷区域的蓄积量进行测量,仍然会花费半年左右的时间。
准天顶卫星系统“MICHIBIKI”
图像提供:宇宙航空研究开发机构(JAXA)
为解决上述课题,日立提出一个方案,即利用日本的准天顶卫星系统“MICHIBIKI”,一次性测量大量树木的高度。
通过市面销售的汽车导航系统或智能手机获取的位置信息会有数米的误差,但通过“MICHIBIKI”获取的位置信息的误差只有数厘米。如果利用这一功能,便可以高效测量树木的高度。
早在数年前,日立便已开始致力于“MICHIBIKI”应用领域的开拓,其中,开发出了可对农业作业情况及作物生长情况进行测量的系统,并于2014-2018年间在澳大利亚进行了实证实验。MHP所面临课题的解决方案设想即源自这一经验。
日立以澳大利亚实证实验相关技术人员为核心成立了项目团队,仅用了4个月左右的时间就完成了解决方案的构思。之后,为了把握具体的需求,项目成员考察了MHP的现场。此外,经过与MHP多次探讨,最终决定根基于在澳大利亚开展的测量技术,开发有效测量树木高度的技术。
具体来说,该系统可利用无人机或拖拉机来测量树木的高度,所使用的无人机或拖拉机可以通过“MICHIBIKI”获得高精度的位置信息。利用在植树造林地上空飞行的无人机来拍摄测量区域的图像。根据该图像数据及无人机的位置信息数据,首先计算出树木的顶端位置。
利用地面上行驶的拖拉机获取地面的海拔高度,根据其与树顶位置数据的差可求得测量对象区域内的树木高度。在这一系列的数据处理过程中,日立的地理信息系统“GeoMation”发挥了重要作用。
利用人造卫星对大量树木进行高度测量的系统 概念图
Albertus Handoko 先生
拥有各种ICT(信息通信技术)的日立和在植树造林管理方面拥有丰富经验及专业知识的MHP成为一体,双方联合开展的实证实验成为了向解决课题发起挑战的“协创”平台。
参加了实证实验的成员、GIS(Geographic Information System:地理信息系统)的专家、MHP的Albertus Handoko先生就与日立的协创发表了如下看法:
“通过实证实验,可以从日立的成员那里学到许多新的知识。在实验过程中,我们遇到了各种各样的难题,但是双方齐心协力,努力解决了这些问题。我认为只有这种在工作现场学习的过程,才能在推动植树造林事业进一步发展中创造价值。”
要想不断完善解决方案,使其达到在社会上实际应用的水平,那么,在现场获得的知识和经验就至关重要了。实际上,我们在实证实验的过程中的确也遇到了各种各样的挑战。
例如,印度尼西亚的高温气候就引发了故障。工作人员带去了笔记本电脑,用于卫星定位系统的数据处理。由于该地的气温高于日本,当电脑在高温下全负荷运行时,往往会出现电脑运行异常的现象。无人机在上空受到辐射热后温度上升,导致机上搭载的二次电池存储电量消耗得比预想还快。此外,安装在拖拉机上的器材有时也会因受到超出想象的剧烈振动而发生破损。实验现场环境的恶劣程度已超出了日立项目成员的想象。
卡车运送着从植树造林地采伐的木材
MHP的植树造林地位于距离市区3小时车程的远郊,周围没有家居购物中心和便利店。每当产生问题,双方成员都会齐心协力,一起想办法,利用现场的材料修理受损的器材,一边解决问题一边开展实证实验。像这样深入现场,让项目组每一位成员了解只有当地才能够呈现的环境,这对于推进数字化转型来说是不可或缺的。从这个角度来看,所有成员团结一心,去一个一个地解决实证实验过程中遇到的各种问题,是非常有意义的。
广阔的植树造林地中,行驶在土路上的小卡车
经过实证实验验证的解决方案可适用的课题,只是MHP所面临课题中极小的一部分。日立希望今后能够充分发挥现场所学,推出更多新的解决方案,利用数字技术推动植树造林事业向更先进的水平发展。
“被称作第四次工业革命的数字化浪潮已开始席卷植树造林行业。与此同时,日立所拥有的丰富的技术‘储备’将会有更多的用武之地。希望这些技术能够对森林事业的可持续发展起到推动作用。”(桑原先生)
公开日期: 2020年8月
解决方案负责部门: 日立解决方案