Вкалывают сканеры, а не человек

Трендом последних лет стала автоматизация производственных процессов промышленности. Деревообрабатывающие и мебельные предприятия не остались в стороне. Развитие технологий позволило ускорить процесс изготовления продукции, улучшить её качество, уменьшить количество брака и сэкономить ресурсы производителей.

О современных решениях, которые помогают повысить эффективность и конкурентоспособность предприятий, мы побеседовали с генеральным директором группы компаний TruePositive и руководителем проекта сканера пиломатериалов KnotInspector (ООО «ТП Лаб») Дмитрием Ивченко.

— На ваш взгляд, без каких решений сейчас невозможна эффективная работа на деревообрабатывающих производствах?

— Современные приборы предприятий деревообработки можно разделить на две категории: для контроля качества и для учёта. Контроль качества позволяет избежать передачи некондиционных заготовок на следующий этап, а учёт помогает сравнивать эффективность работы разных смен и материалов.

Возьмём, к примеру, влагомеры, которые стали неотъемлемой частью производств благодаря тому, что позволяют контролировать качество заготовок и не допускать к работе недосушенное сырьё. Сканеры пиломатериалов заменяют людей на линиях разметки, сортировки и раскроя.

Они позволяют разделять материал на сорта, точно измерять его параметры и минимизировать отходы. К примеру, сканер может рассортировать необрезную доску по ширине качественной пласти на несколько сортов, что позволяет использовать материал максимально эффективно.

— Как известно, производители пилопродукции с трудом восстанавливаются после кризиса, тем не менее положительные сдвиги есть. Какие проблемы, по вашему мнению, испытывают предприятия сегодня?

— С 2022 года деревообрабатывающие предприятия столкнулись с первой серьёзной проблемой — изменением рынков сбыта. Европа отказалась принимать российские пиломатериалы, и компании были вынуждены искать новые возможности и клиентов. В этой ситуации сканеры помогают заводам переориентироваться на выпуск новой продукции. Например, использовать имеющееся оборудование, способное производить широкий ассортимент изделий.

Внедрение сканеров позволяет им быстро осваивать производство новых изделий. Например, один из наших клиентов раньше не брался за заказы на бессучковую доску из шестиметровых заготовок, так как ручная разметка занимала слишком много времени и сопровождалась ошибками. Применение сканера решило эту проблему, и теперь клиент успешно поставляет продукцию в крупные торговые сети.

Вторая, но не менее важная проблема — нехватка квалифицированных кадров. На это влия-
ют несколько факторов. Это демографическая яма 1990-х: людей в возрасте около 35 лет, которые должны были руководить производствами, меньше, чем в других возрастных группах. Кроме этого, многие опытные сотрудники, имеющие армейский опыт, были призваны на службу с начала специальной военной операции, что сильно ударило по предприятиям.

Ещё могу отметить конкуренцию с военно-промышленным комплексом, который получил значительное финансирование и переманивает кадры из деревообработки, предлагая высокие зарплаты, квоты и бронь сотрудников. Ну и сама специфика работы на производстве не популярна среди молодёжи. Молодые люди не хотят заниматься монотонным трудом, а для карьерного роста необходимо начинать с работы в цеху.

Сканер пиломатериалов решает кадровый вопрос, полностью заменяя специалистов по разметке досок. Такое решение не только снижает потребность в сотрудниках, принимающих решения на линиях сортировки и оптимизации раскроя, но и сокращает расходы на обучение и заработную плату персонала.

— Насколько производители сканеров, датчиков, систем захвата, измерителей и программного обеспечения зависят от зарубежных решений? Могут ли отечественные производители составить конкуренцию в этой области?

— Это как раз третья проблема, с которой пришлось столкнуться отечественным компаниям, — отказ многих европейских производителей станков осуществлять поставки запчастей в Россию и техническую поддержку своих комплексов. Такая ситуация ударила по предприятиям, ориентированным на иностранное оборудование.

Так как без обслуживания техника быстро деградирует, бизнесмены начали обращаться к российским машиностроителям, способным не только поддерживать разного рода станки, но и сотрудничать с пользователями, создавая новые версии оборудования.

Отвечая на ваш вопрос, сразу же уточню, что, несмотря на дружественные отношения с другими производителями в отрасли, некоторые аспекты использования компонентов и поставщиков остаются коммерческой тайной. Поэтому я буду говорить исключительно об опыте нашей компании KnotInspector.

В Европе существует высокая степень кооперации между производителями. В России же по историческим причинам такая система не прижилась, и многие компании производят всё самостоятельно.

Наш подход заключается в том, чтобы всё, что можно сделать программно, выполнить именно так. Мы используем стандартные вычислительные средства, доступные для бытового, офисного и промышленного применения. В то время как европейские производители полагаются на специализированные камеры, 3D-сканеры и системы предобработки изображений, мы обходимся общедоступными камерами машинного зрения, сами анализируем изображение с них, создаём структурную подсветку для 3D-сканирования и реализуем стереозрение.

В случае с более сложными датчиками, такими как измерители влажности, мы всё ещё зависим от поставщиков. Основной источник таких компонентов — Китай, поэтому наша деревообрабатывающая промышленность и производители техники практически всегда для неё готовы поменять продавца.

Мы создаём всё, что можем, сами, а то, что не можем разработать, находим у нескольких поставщиков. Например, в наших сканерах используются камеры одного производителя из континентального Китая, тайваньские и китайские компьютеры, а также американские графические процессоры (NVIDIA), доступные любому потребителю. Большая часть не перечисленных комплектующих у нас изготовлена в России, а в случае с уже названными мы знаем, на что их заменить.

Если вы нуждаетесь в станках, выбирайте поставщиков с сильными компетенциями в проектировании и гибким руководством, готовым адаптировать оборудование к вашим нуждам. Будьте настроены на вдумчивую работу над техническим заданием: в отличие от европейских производителей, российские машиностроители — часто новички, компенсирующие это энергией, гибкостью и всесторонним подходом к вопросам каждого клиента.

— Расскажите подробнее, как работа систем сканирования и машинного зрения повышает производительность и заменяет специалистов?

— Первое и главное преимущество сканирующих устройств и систем машинного зрения в деревообработке — это достижение уровня производительности, который просто невозможен при ручной работе. Современное оборудование позволяет быстро перемещать и раскраивать доски. Например, сортировочные линии лесопиления способны обрабатывать 60–80 досок в минуту. Вручную распределить такой объём невозможно: потребуется большое количество операторов, а результат будет приблизительным и ограниченным по количеству сортов.

Сканеры же не имеют таких ограничений. Они могут разделять поток пиломатериалов на любое количество сортов за один шаг. То же самое касается и сканеров круглого леса: с их помощью можно сразу отсортировать бревна по типоразмерам, длине, минимальной и максимальной толщине.

Если человек может разделить доски на 2–3 сорта, то сканер легко справляется с 5–6 и более сортами, учитывая как качество материала (наличие пороков), так и его размеры (длину, ширину, ширину полезной пласти).

Второй ключевой момент — стабильность. Человек устаёт к концу смены, может не выспаться или быть в плохом настроении. Сканеры же никогда не устают. Они работают одинаково изо дня в день, требуя лишь периодической очистки камер и технического обслуживания. Это обеспечивает стабильное качество оценки материала и исключает человеческий фактор.

— Каким ещё образом применение сканеров может помочь в экономии ресурса, кроме человеческого?

— Сканеры помогают сократить количество отходов сразу по трём направлениям. Во-первых, благодаря более точной разметке. Зачастую при обнаружении сучка оператор отмечает его мелом с запасом, чтобы перестраховаться. Это приводит к лишним срезам и потерям материала. За смену, в течение которой обрабатываются километры досок, такие потери могут достигать сотен метров. Сканеры же размечают материал с высокой точностью, минимизируя отходы и избегая ошибок на следующих этапах обработки, например на линии сращивания.

Вторым направлением экономии можно назвать увеличение количества сортов деловых отрезков. Часто отрезки, не подходящие для основной продукции, отправляются в дробилку, что приводит к потере 20–30 % материала. Как уже упоминалось, людям трудно распределять материал на большое количество сортов, а сканеры делают это легко.

Они могут выделять десятки сортов, каждый из которых идеально подходит для производства определённой продукции. Например, можно выделить типы заготовок с трещинами, которые допустимы в некоторых изделиях, или отделить засмолки, которые могут стать проблемой для погонажа.

Эффективная оптимизация раскроя — ещё одно преимущество автоматизированных систем. Многие предприятия используют оптимизирующие торцовки, но их возможности ограничены, так как они ориентируются на разметку оператора. Сканеры же учитывают все особенности доски и могут перебрать множество вариантов раскроя, предлагая оптимальный с точки зрения стоимости или минимизации отходов.

Технолог может регулировать параметры, выбирая между скоростью и точностью работы. Каждый рез — это замедление процесса. Поэтому можно либо выбрать лучший раскрой с точки зрения максимизации суммы стоимостей получающихся отрезков, либо минимизировать количество резов, увеличивая производительность, и, соответственно, за счёт этого зарабатывать.

— Для каких работ сейчас применяют автоматизацию и какой это даёт эффект?

— Повысить эффективность можно сразу в нескольких направлениях деревообработки. Это сортировка пиломатериалов. Уже доказано, что сканеры позволяют разделять доски на множество сортов, учитывая как качество, так и размеры. Такая функция особенно полезна при работе с необрезной доской, где важно точно определить ширину полезной пласти.

При раскрое заготовок сканеры могут загружать несколько торцовочных машин одновременно, что требует работы всего одного оператора, а не 5–6 человек. Это, как я уже упоминал, значительно повышает скорость и точность работ.

Работая с круглым лесом, системы машинного зрения позволяют максимально эффективно использовать брёвна, правильно позиционируя их перед многопилом и минимизируя отходы. Кроме того, они дают оценку прочности сырья, умеют выделять доски, подходящие для конструкционных материалов. Это способствует повышению качества конечной продукции.

Сканеры и системы машинного зрения объединяет одно: они позволяют загрузить существующее оборудование на 100%, выжать из него максимум и при этом соблюдать стабильное качество. Технолог задаёт правила, а сканеры их выполняют без ошибок, исключая человеческий фактор.

Эти системы направлены на увеличение выхода продукции и сокращение отходов самыми разнообразными способами — как при продольном, так и при поперечном раскрое. С развитием технологий их применение будет только расширяться, делая деревообрабатывающие предприятия ещё более эффективными и конкурентоспособными.

Текст: Марина Каталакиди