Цифровые системы подсчета круглой древесины

Как это работает

Цифровизация позволяет упростить рутинные задачи и уменьшить влияние человеческого фактора. Яркий пример – подсчет объема круглой древесины в штабелях. Компьютер работает на порядок быстрее человека и не путает цифры. Но ему нужны данные для расчета, а их можно предоставить двумя способами.

Первый – стационарный комплекс датчиков, через который прогоняют груженый лесовоз. «Инфосистема Джет» в пилотном проекте для Segezha Group использовала фоторамку («Искусственный интеллект поможет Segezha Group увеличить производительность», новость на сайте lesprominform.ru от 16.10.2019 – Прим. ред.), а немецкая компания Sick предлагает лидары – лазерные сканеры. Программы определяют объем, породу древесины и передают данные системе учета.

Второй способ – мобильные технологии. Для измерения используется смартфон или планшет, на которых установлено приложение, например «Объем лесоматериалов», Timbeter либо Smart Timber. Фотографию штабеля пропускают через алгоритм или нейросеть, которые определяют, сколько в нем кубов древесины. Данные уходят в хранилище или систему учета предприятия, на их основе можно сделать отчет или оформить сопроводительные документы.

Рассмотрим цифровую систему подсчета круглой древесины на примере проекта Smart Timber, который базируется на мобильных измерениях. Это совместный проект холдинга Segezha Group и компании «Системы компьютерного зрения» («СКЗ»), который в феврале стал победителем конкурса RB Digital Awards – 2022 в номинации «Цифровая трансформация» («Система учета Smart Timber компании Segezha Group отмечена наградой RB Digital Awards – 2022», – новость на сайте lesprominform.ru от 16.02.2022).

Smart Timber используют для автоматического определения объема древесины в штабелях и на лесовозах, там, где применяют ГОСТ по измерению групповым методом. Основная задача – минимизация погрешности при замерах, так как сейчас коэффициент полнодревесности зависит не только от геометрии древесины, но и от эксперта, проводящего оценку.

Проект не только помогает с замерами, но и упрощает работу оператора другими способами: приложение позволяет компоновать отчетность, просматривать результаты онлайн, собирать централизованные данные, формировать сопроводительные документы на транспортные средства и отслеживать перемещение объемов древесины внутри одного предприятия или между предприятиями.

Измерения необходимы на всех этапах от заготовки на делянке до приемки на предприятии. Чтобы цифры были у всех операторов, данные с разных устройств синхронизируются через центральный сервер – облачное решение «СКЗ» или сервер в инфраструктуре предприятия. Как правило, облаком пользуются небольшие компании или пилотные проекты, а крупный заказчик хочет иметь все данные только у себя. Если сервер установлен на предприятии, то возможности для интеграции приложения большие, вплоть до доработки интерфейса под требования заказчика. Кроме того, приложение экономит время на замеры. Заявлено 10 минут на операцию, но операторы успевают за пять. Причем не обязательно все время находиться на улице. Достаточно быстро пройти вокруг штабеля или лесовоза и сделать фотографии, а обработать данные позже, например, в теплом офисе. В холода это особенно актуально.

Приложение поддерживает два режима измерений: лесовозов и штабелей на земле.

Инструкция к режиму «Лесовоз» следующая:

1. Фотографируем кабину лесовоза. Приложение распознает номерные знаки грузовиков и прицепов и привязывает к измерениям.
2.  Цепляем на бревно линейку-эталон, отходим на 5–6 м и делаем фото штабеля сбоку.
3. Повторяем предыдущие действия с торца пачки. Пачек может быть несколько.
4. Вручную размечаем снимок, то есть подгоняем маркер на фото под размер эталонной линейки и обозначаем границы штабеля.
5. Вводим породу и сортимент. Считаем.

Приложение показывает объем, складочный объем, коэффициент полнодревесности (КПД), если не задан вручную, длину, ширину, высоту штабеля, количество бревен и средний диаметр.

Штабель, лежащий на земле, снимают только с торца, а длину задают вручную. Если штабель очень длинный и не помещается в один кадр, делают несколько снимков, а приложение собирает общий объем.

Smart Timber самостоятельно рассчитывает КПД, причем использует разные способы: все российские ГОСТ/ОСТ, таблицы предприятий или алгоритмы, считающие по площади торцов. Разработчики учли, что приложение не всегда правильно оценивает, как уложена древесина, и предусмотрели режим ручной корректировки КПД. Опытный мастер может внести поправку, и она будет записана в журнал работы приложения.

Предусмотрели и «мануальную» доводку измерений. Например, если на заднем фоне торчит посторонний штабель и мешает расчетам, то оператор вручную отделяет целевую область. Еще есть режим отбраковки: в автоматическом режиме можно задать диапазоны диаметра или вручную отбросить ненужные бревна, которые не учитываются в расчете.

Приложение работает автономно и производит измерения даже без интернета. Когда появится сеть, приложение синхронизируется с облаком и обменяется результатами.

Точность измерений компания «СКЗ» обеспечивает двумя путями. Во-первых, следит, чтобы пользователь фотографировал правильно, причем не ограничивается советами. Приложение определяет положение телефона в пространстве, чтобы исключить оптические искажения, и блокирует кнопку съемки, если есть перекос. Во-вторых, в «СКЗ» используют современные нейросети и постоянно наращивают базу, по которой их обучают. Качество распознавания повышается с каждым обновлением, в том числе распознавание в сложных условиях, когда мало света, торцы присыпаны снегом или бревна старые и черные.

Также «СКЗ» работает с компанией АО «Шмидт энд Олофсон», экспертами по замерам древесины, что помогает калибровать методы подсчета. «Шмидт энд Олофсон» использует Smart Timber на разных площадках и сравнивает результаты измерений геометрическими, ручными и автоматическим методами.

«Мы постепенно приходим к тому, что, как правило, укладываемся в те самые 3%, про которые говорит вся отрасль, которые хочет вся отрасль. Если правильно проводить измерение, в соответствии с требованием документации и нашими рекомендациями, то почти всегда можно уложиться в эти 3%», – говорит Дмитрий Степанов, главный специалист компании «Системы компьютерного зрения».

Каковы же перспективы цифровых систем в ЛПК?

Segezha Group планирует ввести систему Smart Timber в эксплуатацию весной 2022 года.

«СКЗ» намерена перейти к автоматическому распознаванию эталонной линейки, чтобы максимально сократить время измерений.

У компании есть планы приспособить Smart Timber для измерений древесины в железнодорожных вагонах. Сейчас результаты оценок весьма условные, поскольку невозможно качественно сфотографировать торцы, но со временем эту задачу решат.

Когда Рослесхоз «докрутит» Лес-ЕГАИС, Smart Timber сможет формировать электронный сопроводительный документ (ЭСД) прямо на смартфоне и файл будет ездить вместе с древесиной. Поначалу, для того чтобы подписать и изменить ЭСД, придется использовать ноутбук, но в дальнейшем можно будет все делать в мобильном приложении.

Текст Сергей Урусов