Projektet pågick mellan november 2020 och december 2023.
Projektets syfte var att öka andelen produkter med högt värde som industriellt kan sågas från en trädstam, det vill säga att öka sågverkens förädlingsvärde. Inom projektet skulle ett optimeringsverktyg tas fram som skulle kunna användas för att förnya sågverkens sönderdelningsstrategier. Visionen var att utveckla sågningsprocessen från att vara en stockbaserad process där det sågade virkets form utgörs av rätblock vars dimension endast kan varieras i stockens tvärsnitt (2D) och alltid i stort sett är av samma längd som stocken, till att bli en trädbaserad process där den sågade varans geometri ska kunna varieras i såväl stammens tvärsnitt, som i dess längdriktning, samt att dess inbördes lägen ska kunna varieras. Optimeringsfunktionen baserades på CT-data (från datortomografi) och skulle kunna påvisa både det maximala värdet och klimatnyttan.
Projektet avsåg att utveckla algoritmer som beräknar sågmönster med potential att öka det årliga värdeutbytet i svenska sågverk med 7–16 miljarder kronor. Med dagens sågteknik ligger utbytet volymmässigt runt 50% av en trädstam, vilket gör att potentialen är i den storleksordningen som angivits om projektet lyckas med ett tekniksprång. Om projektet skulle lyckas med det så skulle det skapas det en årlig klimatnytta som konservativt räknat (50–75 % av den maximala volymsutbytesökningen) motsvarar två till tre gånger CO2-utsläppen från uppvärmningen av samtliga bostäder och lokaler i Sverige.
Deltagare
Sveaskog, Norra, Setra, SCA, Uppsala universitet, Luleå tekniska universitet, Skogforsk och RISE Research Institutes of Sweden AB.
Budget
Projektets budget var 10 MSEK.
Därför var detta viktigt
Att öka utbytet från skogen av produkter med högt värde för användning i applikationer där produkten binder CO2 under lång tid leder till ett väsentligt ökat förädlingsvärde i den trämekaniska förädlingskedjan, ökad lönsamhet i skogsbruket, fortsatt utveckling mot ett mer hållbart skogsbruk, och till en effektivare omställning till ett biobaserat samhälle. Projekt avsåg att skapa förutsättningar för att radikalt höja förädlingsvärdet i sågverksprocessen.
Projektets bidrag till en biobaserad samhällsekonomi
Projektet adresserade en central samhällsutmaning: det låga värde- och volymsutbytet i sågverksindustrin, där stora delar av trädets biomassa idag går till lågförädlade produkter med kort livscykel. Genom att utveckla och testa ett nytt optimeringsverktyg för virtuell sönderdelning av stockar, baserat på CT-skanning och heltalsprogrammering, har projektet visat att det går att öka värdeutbytet med i genomsnitt 4,6–6,1 %, och upp till 28,4 % i vissa fall, jämfört med dagens sågmetoder.
Detta innebär att en större andel av trädets volym kan användas till produkter som binder kol under lång tid, såsom byggkomponenter och möbler, vilket bidrar till ökad klimatnytta. Den flexibilitet som verktyget möjliggör skapar också förutsättningar för att utnyttja hela trädets form och egenskaper, snarare än att anpassa sig till maskinernas begränsningar. Den ökade resurseffektiviteten stöder ett teknikskifte mot mer hållbara och cirkulära materialflöden.
Projektets resultat bidrog direkt med kunskap som kan användas för att gå mot en biobaserad samhällsekonomi och stärka den svenska skogsindustrins konkurrenskraft. Det ligger i linje med flera av FN:s hållbarhetsmål, särskilt:
- Mål 9 – Hållbar industri, innovationer och infrastruktur,
- Mål 12 – Hållbar konsumtion och produktion,
- Mål 13 – Bekämpa klimatförändringarna,
- Mål 15 – Ekosystem och biologisk mångfald.
Förväntade resultat
Programvara för optimering sågprocessen, samt resultat av simuleringar som påvisar effekten för värdeutbyte och miljökonsekvenser av att såga trädstammen med andra postningsmönster än som används idag.
Konkreta resultat
Projektet har löst ett tekniskt komplext optimeringsproblem inom sågverksindustrin: hur man maximalt kan utnyttja en trädstam baserat på dess yttre och inre egenskaper, utan de begräsningar som dagens sågmaskiner innebär. En ny friare optimeringsmetodik har utvecklats som tillämpar heltalsprogrammering i flera dimensioner, och som hanterar både produktkvalitet och geometriska variationer. Den implementerades i ett system kallat FlexSaw, som kan importera CT-skannade trädstammar, generera möjliga produktpositioner och beräkna det optimala sönderdelningssättet med avseende på värde eller volymsutbyte.
Jämfört med ett etablerat simuleringsverktyg som arbetar med blocksågning likt dagens sågverk (SAW2010), visade FlexSaw en genomsnittlig värdeökning på 4,6–6,1 %, med upp till 28,4 % i enskilda fall. Det innebär en potential för miljardvärden i ökat årligt förädlingsvärde inom svensk sågverksindustri, samt avsevärt större kolinlagring i solida träprodukter.
Optimeringen har gått från TRL 3 till TRL 4 under projektets gång. Förutsättningar för framtida IP-skydd har diskuterats internt, särskilt kring algoritmer för optimerad sönderdelning och deras koppling till framtida maskinsystem.
Leverabler:
- En fungerande prototypmjukvara (FlexSaw) som demonstrerar metodens tillämpbarhet,
- Vetenskaplig artikel publicerad i Computers and Electronics in Agriculture (Elsevier):
- Forghani, K., Carlsson, M., Flener, P., Fredriksson, M., Pearson, J., & Yuan, D. (2024). Maximizing value yield in wood industry through flexible sawing and product grading based on wane and log shape. Computers and Electronics in Agriculture, 216, 108513,
- Simuleringsresultat som visar värde- och volymutbyte från verkliga CT-skannade stockar,
- Underlag för framtida maskinkoncept som kan hantera den ökade frihetsgraden i sågningen,
- Kunskapsöverföring mellan projektparter (bland annat sågverksteknik, optimeringsmetodik och CT-datahantering).
Resultatens effekter och potential
Projektet har visat att nya optimeringsmetoder för sågning, baserade på CT-skanning och heltalsprogrammering, kan förändra grundläggande antaganden i dagens sågverksindustri. I stället för att anpassa sig till existerande maskiner och standardmönster möjliggör den nya tekniken en friare sönderdelning som utgår från hela trädets form och egenskaper – vilket skapar förutsättningar för ett teknikskifte i värdekedjan.
Potentiella förändringar i värdekedjan:
- Tekniklösningar: FlexSaw optimerar sågning i 3D med hänsyn till både värde och kvalitet. Det kräver maskiner som kan utföra mer komplexa snitt än dagens, vilket i sin tur skapar behov av utveckling inom verktygs- och maskinindustrin.
- Råvaruflöde: Genom att identifiera vilka typer av stammar som ger bäst utfall vid flexibel sågning, kan en återkoppling till skogsbruket skapas. Därmed kopplas avverkning, logistik och industri närmare samman.
- Samverkan: Projektet har stärkt samarbetet mellan akademi och industri och lett till ökad förståelse för sågningens koppling till hållbarhet och systemoptimering.
- Kundbeteenden: På sikt kan metoden möjliggöra produkter med skräddarsydda dimensioner och egenskaper, vilket ger högre kundvärde och minskat spill i vidareförädling.
Potentiella effekter:
- Nya produkter/tjänster: Det utvecklade optimeringsverktyget är en potentiell mjukvaruprodukt, med affärsmodeller där till exempel maskintillverkare eller sågverksoperatörer blir användare.
- Nya affärer: Resultaten öppnar för ny affärsutveckling inom sågverksteknik, digitala produktionssystem, och kopplade hållbarhetsanalyser.
- Nya företag: Det finns grund för spin-off-företag kring optimeringsalgoritmer, specialiserade beslutsstödsystem eller nya maskinkoncept.
- Anställningar: Projektet har redan lett till nyanställningar inom akademi (postdoc), och förväntas skapa behov av nya kompetenser inom både IT och träindustri om potentialen kan realiseras.
- Förändrade värdekedjor: I ett vidare perspektiv kan tekniken möjliggöra värdekedjor där sönderdelning av stammar görs i mindre enheter än idag, med lägre kapitalkostnad per styck och högre flexibilitet.
- Med stöd av fortsatt utveckling och industriell validering har projektet potential att bidra till en mer lönsam, resurseffektiv och klimatpositiv träindustri.
Samhälleliga förutsättningar
Projektets resultat: ökad värdeutvinning ur trädstammar genom mer flexibel sönderdelning, ligger helt i linje med politiska ambitioner om att främja bioekonomi, resurseffektivitet och substitution av fossilintensiva material. EU:s gröna giv, Sveriges klimatmål och det nationella skogsprogrammet lyfter fram behovet av att öka användningen av trä i långlivade applikationer, särskilt inom byggsektorn.
Samtidigt finns flera samhälleliga hinder som kan fördröja implementeringen av innovationen i praktiken:
Politiska och regulatoriska förutsättningar:
- Tillgången till råvara är politiskt känslig. Skogsbrukets roll i klimat- och biodiversitetsmål diskuteras intensivt, vilket skapar osäkerhet om långsiktig tillgång på råvara för träindustriell förädling.
- Regler för byggande, certifiering och standarder är ofta anpassade efter befintliga virkesdimensioner och snäva klassningssystem. Mer skräddarsydd produktion utmanar dessa normer.
- Låg styrning i värdekedjan – det saknas ofta systemperspektiv och incitament för att integrera skogsbruk, industri och produktanvändning i en helhet.
Marknadsmässiga hinder:
- Sågverksindustrin är investeringsintensiv och tekniktrög, med långa livscykler på befintliga maskiner och ofta låg marginal för experimentell produktion.
- Affärsmodeller för värdeoptimerad sågning saknas – traditionellt har fokus legat på volym och genomströmning snarare än optimering för kundnytta eller klimatnytta.
- Komplexitet i dataintegration mellan skogsbruk, industri och produktanvändning är ett praktiskt hinder för realisering av den digitala kedjan som krävs.
För att realisera potentialen i projektets resultat krävs därför insatser på flera nivåer – teknikutveckling, standardrevidering, nya affärsmodeller och samverkansformer som stöttar en bioekonomi i praktiken. Offentlig samverkan och riktad innovationsfinansiering kommer spela en avgörande roll för att överbygga dessa strukturella hinder.
Extern synlighet
Projektet har haft måttlig men strategisk extern synlighet under genomförandet, med fokus på kunskapsspridning i relevanta branschforum och akademiska sammanhang. Särskild tonvikt har lagts på spridning mot träindustrin och forskningsmiljöer med koppling till träförädling och digitalisering.
Projektgruppen har valt att i första hand fokusera på målgruppsnära spridning snarare än bred medial exponering, i linje med teknikens mognadsnivå (TRL 3–4). I nästa steg bedöms potentialen för ökad extern synlighet som stor, särskilt i samband med en framtida demonstration eller pilot i industriell miljö.
Den föreskrivna informationen om BioInnovation och dess finansiärer har inkluderats vid presentationer enligt avtal.
Nationell synlighet:
En resultatworkshop hölls i augusti 2023 i Uppsala med deltagare från träindustri, forskare och en arkitektbyrå. Här presenterades projektets resultat, potential och kommande behov.
Projektet har presenterats vid branschträffar och forskningsprogram, bland annat inom ramen för CT WOOD, samt i interna nätverk hos projektparterna.
Internationell synlighet:
En vetenskaplig artikel har publicerats i den internationella tidskriften Computers and Electronics in Agriculture, vilket ger spridning i relevanta forskningsfält inom träindustri, optimering och digital tillverkning.
Nästa steg
Projektet har visat att det är tekniskt möjligt att öka värdeutbytet från sönderdelning av timmer genom mer flexibel optimering. För att realisera detta i praktiken krävs dock fortsatt utveckling, framför allt inom maskinteknik, eftersom nuvarande såglinjer inte klarar den frihetsgrad som optimeringen förutsätter.
Nästa steg är därför att initiera ett uppföljande projekt i samverkan med maskintillverkare, där målet är att utveckla eller anpassa maskiner som kan realisera den typ av sönderdelningsstrategier som algoritmerna föreslår. Det handlar dels om att möjliggöra snitt i flera riktningar, dels om att hantera nya former och positioner på produkter i trädets volym. Här ser projektparterna stort behov av innovation inom både mekanik, styrning och integration av optimeringsmjukvaran i produktionsflödet.
Projektparterna ser också behov av att:
- Verifiera resultaten i större skala, inklusive pilotförsök med sönderdelningsmaskiner,
- Vidareutveckla optimeringsalgoritmen tillsammans med kommersiella aktörer,
- Utveckla affärsmodeller och beslutsstöd som sammanlänkar kundbehov med produktionen,
- Utforska hållbarhetsvinster ytterligare, inklusive effekter på kolinlagring och resursutnyttjande,
- Undersöka hur optimeringen kan integreras tidigare i värdekedjan, till exempel i skogsproduktionen och planeringen av avverkning.
Ett framtida projekt bedöms ha potential att föra tekniken från TRL 4 till TRL 6–7, och samtidigt bidra till framväxten av nya produktionskoncept inom svensk sågverksindustri. Projektgruppen har påbörjat dialog med industriella aktörer för att bygga vidare på den kunskapsbas som etablerats.
Läs om Bättre sågning – steg 1.