Modelação, sistemas de apoio à decisão, simulaçã, optimização

Centrum excelentnosti Forest and Wood 4.0“ rozvíja koncepty Industry 4.0 pre lesný a drevársky klaster. S inteligentnými a decentralizovanými strojmi, zariadeniami, službami a ľuďmi sú položené základy komplexnej digitalizácie.

Optimalizácia vysoko komplexných sietí vytvárania hodnôt pomáha udržateľne čeliť súčasným výzvam v oblasti ekológie, ekonomiky a klimatických zmien. Aby bol les a drevo „múdrejšie“, kompetencie z oblasti obchodu, vedy a administratívy musia byť spojené do komplexného prístupu. Kompetenčné centrum Forest and Wood 4.0 má za cieľ vytvoriť potrebné organizačné a infraštruktúrne štruktúry, vybudovať know-how a implementovať ho do konkrétnych komponentov Forest and Wood 4.0. Smart Forest Labs slúžia ako lesnícke experimentálne laboratóriá, v ktorých sa kontrolujú komponenty, systémy a procesy, podporuje sa štandardizácia, šíria sa koncepty a školia sa zainteresované strany. Koncepcie a štandardy sú priebežne zverejňované ako praktické odporúčania, bola zriadená prvá verzia komunikačnej infraštruktúry S3I (aplikácia „Internet of Things“ pre decentralizované sieťovanie). Okrem toho existuje čoraz inteligentnejší vozový park: lesné stroje už boli rozšírené o získavanie digitálnych informácií (GPS poloha, spotreba paliva, výrobné údaje atď.) a zároveň sú prepojené so strojmi v regiónoch, kde nie je mobilný telefón služby využívajúce alternatívne rádiové štandardy.

V projekte iWald sa vyvíja systém, ktorý vlastníkom lesov umožňuje získať realistické a technicky spoľahlivé možnosti trvalo udržateľného obhospodarovania lesov.

Zohľadňujú sa individuálne ciele vlastníka lesa (súkromný, komunálny, štátny), ako aj minimalizácia rizika lesného hospodárstva a udržateľná premena lesov pri zachovaní ekonomických, ekologických a sociálnych funkcií lesa. Jedným z hlavných výsledkov iWald bude „iWald App", ktorú je možné použiť na simuláciu procesov rastu lesa na smartfóne. Tá bude vybavená rôznymi vstupnými bariérami, takže aj lesný laik a vyučený lesník im nájde prístup k iWald. Medzi ciele patrí aktivizácia vlastníkov lesov, ktorí tak môžu svoj les priblížiť na hravej úrovni, prípadné zlepšenie akceptácie lesníckych zásahov verejnosťou prostredníctvom možnosti jednoduchej vizualizácie budúcich dôsledkov.

Climafor je metóda a softvér vo vývoji, ktorý umožňuje porovnanie bilancií uhlíka z dvoch lesníckych trás. Zohľadňuje uhlík sekvestrácia v lese, skladovanie v produktoch z dreva a substitučné efekty spôsobené používaním dreva (materiálu alebo energie). Zohľadňovanie otázky uhlíka v lesnom hospodárstve je vo Francúzsku čoraz dôležitejšie, čo vedie k výskumným a vývojovým projektom. Softvér Climafor reaguje na výzvu: zjednodušiť prístup k výpočtom uhlíka a skrátiť ich časovou náročnosťou. Použité zdroje údajov (výroba tabuľky, výpočtové koeficienty) sú dnes už dobre známe. Climafor ich integruje do jedného nástroja, ktorý si nevyžaduje žiadne špeciálne školenie. Výpočty sú okamžité a výsledky môžu byť použité priamo v lesnom uhlíkovom projekte. Výpočty vykonané softvérom sú založené na výrobných tabuľkách pre každý z nich druhov a rôznych koeficientov z výskumu. Softvér sa bude neustále vylepšovať aktualizáciou rôznych parametrov a pridávaním nových tabuliek. Pre v súčasnosti ho vyvíja IDF (Inštitút rozvoja lesného hospodárstva), pobočka výskumu a vývoja CNPF.

Centrum Doskonałości dla Leśnictwa 4.0 opracowało koncepcję cyfryzacji „Przemysł 4.0” dla klastrów leśno-drzewnych. Nowe, inteligentne i zdecentralizowane maszyny, urządzenia, usługi oraz rozwinięte kompetencje umożliwią klastrom optymalizację złożonych sieci wartości dodanej, opracowanie nowych modeli biznesowych oraz sprostanie obecnym wyzwaniom środowiskowym, gospodarczym i klimatycznym. Istniejące podejścia są niewystarczające, aby poradzić sobie ze złożonością struktur i procesów, a także sprzecznymi wymaganiami dotyczącymi gospodarki leśnej. Aby klastry leśno-drzewne w wiekszym stopniu wykorzystywały technologie przemysłu 4.0, konieczne jest połączenie kompetencji istniejących w przemyśle, nauce i zarządzaniu.

Celem KWH4.0 jest stworzenie bazy know-how i niezbędnej infrastruktury oraz wdrożenie innowacyjnych rozwiązań dla sektora leśno-drzewnego przy pomocy laboratoriów Smart Forest (inteligentny las). Laboratoria takie funkcjonują jako eksperymentalne pracownie leśne do testowania opracowanych komponentów, systemów i procesów, wdrażania standaryzacji, upowszechniania nowych pomysłów i szkolenia podmiotów z branży. Opracowane koncepcje i standardy są na bieżąco publikowane w formie praktycznych rekomendacji. W ramach projektu powstała pierwsza wersja infrastruktury komunikacyjnej S3I (z wykorzystaniem Internetu Rzeczy), zmodernizowano maszyny leśne tak, aby możliwy był odbiór informacji cyfrowych (dane o położeniu GPS, zużycie paliwa, dane produkcyjne itp.) i połączono je z innymi maszynami poprzez alternatywne standardy radiowe (w przypadku gdyby na danym obszarze nie była dostępna telefonia komórkowa).

C.A.F.E. to narzędzie pozwalające na optymalizację gospodarki leśnej w kontekście zarządzania kilkoma produktami, towarami i usługami ekosystemowymi, które są symulowane równolegle w przestrzeni i czasie dla wybranego przez użytkownika rozwiązania.

Główne zalety:

• Zmiana podejścia z ukierunkowanego na jeden cel na zestaw dóbr i usług ekosystemowych. 
• Poprawa wyników ekonomicznych na obszarach o niskiej produktywności poprzez oszacowanie i wycenę innych zasobów, które mogą dostarczać korzyści ze względu na ich wartość środowiskową. 
• Optymalne zarządzanie portfolio towarów i usług wytwarzanych w gospodarce leśnej. 
• Dostosowanie do konkretnych warunków poszczególnych lokalizacji. 
• Wyniki na różnych poziomach (działka, działka leśna, zlewnia etc.). 

C.A.F.E. jest narzędziem łączącym dynamiczne modelowanie ekohydrologiczne z optymalizacją wielokryterialną, dzięki czemu użytkownik może prowadzić gospodarkę leśną na podstawie kilku produktów jednocześnie i określać wagę każdego z tych celów/produktów. Oprogramowanie może być wykorzystywane w różnych regionach klimatycznych po wcześniejszej kalibracji modelowania ekohydrologicznego. Ponadto pozwala na zmianę skali przestrzennej analizy (przykładowo, z działki na zlewnię) poprzez integrację  modułu biofizycznego. Możliwa jest również symulacja różnych scenariuszy klimatycznych. Efektem jest zestaw możliwych rozwiązań, spośród których zarządca lasu może wybrać optymalne do zastosowania.

Центр передового досвіду для Лісового господарства 4.0 розробляє концепції цифровізації «Індустрія 4.0» для лісового і деревного кластеру.

Нові, розумні та децентралізовані машини, пристрої, послуги та люди дозволять кластеру оптимізувати його складні мережі доданої вартості, розробити нові бізнес-моделі та подолати поточні виклики, пов’язані з екологією, економікою і зміною клімату. Існуючі підходи є недостатніми, щоб впоратися зі складністю структур і процесів, а також суперечливими вимогами до ведення лісового господарства. Щоб зробити лісовий і деревний кластер «розумнішим», необхідно об’єднати наявні компетенції в галузі промисловості, науки та управління.

Мета KWH4.0 – створити базу ноу-хау та необхідну інфраструктуру, а також запровадити компоненти лісу та деревини 4.0 за допомогою інноваційних лабораторій Smart Forest (Розумний ліс).

Такі лабораторії функціонують як експериментальні лісогосподарські лабораторії, в яких випробовують розроблені компоненти, системи і процеси, здійснюють стандартизацію, розповсюджують концепції та навчають гравців індустрії. Розроблені концепції та стандарти постійно публікуються у вигляді практичних рекомендацій. Створена перша версія комунікаційної інфраструктури S3I (застосування Інтернету речей). Ба більше, рухомий склад також розумнішає: лісогосподарська техніка модернізована для отримання цифрової інформації (положення GPS, споживання пального, виробничі дані тощо) й об’єднана через альтернативні радіостандарти в мережу з іншими машинами в регіонах, де немає мобільного зв’язку. 

A sIMfLOR é uma plataforma que integra vários simuladores de crescimento para a floresta portuguesa que visa encorajar os utilizadores de áreas de investigação, gestores e proprietários florestais a utilizar modelos de crescimento e produção para as principais espécies florestais portuguesas: eucalipto, pinheiro-bravo, pinheiro-manso, sobreiro e azinheira. Na plataforma o utilizador encontra os modelos implementados em simuladores do povoamento (SUBER, WEBPBRAVO, WEGLOBULUS) e simuladores de larga escala (StandsSIM) desde um povoamento a uma região. Desenhada para permitir o acesso a diversas ferramentas num ambiente comum, a plataforma tem sido melhorada ao longo dos anos no âmbito de diversos projetos europeus. Na sIMfLOR, o utilizador encontra os simuladores agrupados em simuladores do povoamento (SUBER, WEBPBRAVO, WEGLOBULUS) e de larga escala (StandsSIM) aplicáveis a um povoamento ou a uma região. A plataforma sIMfLOR pode ser descarregada gratuitamente a partir do website FCTools após registo, o que permitirá ao utilizador usar o SUBER e o StandsSIM.md (versão do StandsSIM movida pela gestão) para simular o crescimento de uma nova plantação, de um povoamento existente ou vários. A versão StandsSIM.sd, baseada em cenários (antigo SIMPLOT), apenas se disponibiliza mediante solicitação. Ao longo dos anos organizaram-se várias formações nas quais participaram investigadores, proprietários e associações de produtores. Os alunos de mestrado do ISA também aprendem a usar a plataforma.

sIMfLOR is a platform that integrates several simulators developed for the main portuguese forests species. The platform aims to encourage users from research fields, managers and forest owners to make use of the forest growth and yield models available for the Portuguese tree species in a user-friendly way. Different stand and regional level simulators have been integrated in a common environment alongside with other tools. The platform has been developed and continuosly improved over the years under the scope of several EU projects. The platform combines several simulators integrating growth models for the most relevant tree species in Portugal: eucalypt, maritime and umbrella pines, cork and holm oaks. Within sIMfLOR, simulators are grouped under stand level simulators (SUBER, WEBPBRAVO, WEGLOBULUS) and wide-range simulators (StandsSIM) that cover simulations from stand to regional level. sIMfLOR platfrom can be freely downloaded from the FCTools website after registering. This will enable the use of SUBER and the management driven StandsSIM (StandsSIM.md), both these tools allow simulating new plantations, an existing single stand and multiple stands. The scenario driven version of StandsSIM (StandsSIM.sd, former SIMPLOT) is only made available upon request. Over the years, several training workshops have been organized with attendees from researchers to private owners and forest owners associations. Forestry master students from ISA are also trained to use the tool.

LogistiCIPlus concerns the improvement of the efficiency of the energy balance and the containment of climate-altering gas emissions in the production of energy from woody biofuels derived from forest biomass, through the containment of energy inputs from traditional fuels in the transformation and transport processes of biomass and biofuels, as well as with the introduction of innovative technologies and methods of production, management, traceability and marketing. Strengthening wood biofuel producers from an economic, organizational, qualitative and environmental point of view is of considerable importance in order to increase the professionalism of the supply chain and ensure maximum traceability of products and transparency towards consumers. The project provides for the adoption of a tool to support the traceability and assessment of the environmental sustainability of woody biofuels based on the ISO 17225 and UNI EN 15234 certification scheme as well as on the specifications relating to the different types of solid biofuel (in particular ISO 17225-4 and UNI EN 15234-4 for wood chips).

The  activity aims to give strong support to the companies involved in the project in obtaining a certification capable of guaranteeing traceability, environmental and qualitative sustainability for the biofuels produced through tools to support the management of logistics for obtaining the raw material to produce wood chips, handling and treatment of the finished product. The goal is to lay the concrete foundations for improving efficiency in the organization of biomass collection and transformation sites and consequently significantly reduce CO2 emissions and other climate-altering gases produced during the phases of obtaining the raw material, handling, processing and marketing of woody biofuels. The activities lead to the recruitment and improvement of practices useful to companies to ensure the monitoring of material flows within the construction sites and logistic centers of the company, as well as certified information regarding the environmental impact of the company in producing biofuel.