Развитие технологий измерения и учета круглых лесоматериалов
Часть 3
Значительные отклонения объема и стоимости партий при отгрузке и приемке не являются следствием нарушения сохранности лесоматериалов при транспортировке, а потери стоимости не связаны со снижением качества в процессе перевозки. Основная причина – погрешности учета.
Важнейшие понятия учета древесины разбираем на примере государственной контрольной системы учета по обороту древесины – ЛесЕГАИС как одной из наиболее поздних по времени появления учетных систем, взаимосвязанной с другими учетными системами и видами учета.
Заглянем в ЛесЕГАИС
В первую очередь рассмотрим директивно установленные для этой учетной системы погрешности измерений. Действующие нормативы приведены в табл. 1.
Ввиду высоких погрешностей измерений, свойственных круглым лесоматериалам как группе товаров, на законодательном уровне для них установлен широкий диапазон допускаемых погрешностей – от ±15% до ±3% в зависимости от размера партии сортиментов. Конечно, столь широкий диапазон погрешностей приемлем не для всех случаев, и участники учетных взаимоотношений заинтересованы в снижении погрешностей учета древесины на всех стадиях этого процесса.
Кроме погрешностей учета, в системе ЛесЕГАИС регламентируются наличие и некоторые характеристики других учетных данных – место, время, ответственное лицо, транспортное средство, наименование сортимента, объем в кубических метрах. Есть понятия опорного метода измерений, маршрута, собственника, отправителя, получателя, нормируются не только допускаемые погрешности, но и другие возможные расхождения по объемам (в том числе воспроизводимость и дебаланс), регламентирован порядок и нормы учета, существуют понятия рабочего и контрольного учета, есть упоминания о контролируемой совокупности лесоматериалов и выборке, наличествует возможность первичного учета при отгрузке и корректировки объема по результатам приемки при повторном учете в точке назначения.
Учетным документом на текущем этапе является электронный сопроводительный документ (ЭСД). Данные, обрабатываемые в ЛесЕГАИС, пересекаются на разных уровнях с данными других информационных систем, например 1С, дублируя и повторяя друг друга. На стадии становления система ЛесЕГАИС в каких-то случаях может быть вместилищем первичных учетных данных, в других случаях туда попадают вторичные учетные данные. Например, для генерации ЭСД в нее могут заноситься данные через вспомогательный модуль системы 1С.
С развитием технологий измерительные, регистрационные и отчетные действия происходят во все более сжатые временные промежутки, так что становится сложнее отделить соответствующие учетные операции друг от друга. Эти процессы из отдельного набора операций, выполняемых человеком вручную, постепенно автоматизируются, представляя собой в настоящий момент комбинацию ручных и автоматизированных действий, в которой доля ручных операций сокращается, уступая машинным.
Методы измерений тоже не стоят на месте и развиваются, являя собой как модификации уже известных методов, так и сочетания двух и более методов, появляющихся в результате следования наибольшей экономической целесообразности и повышения эффективности учетных работ.
Какие же учетные данные можно получать в автоматизированном режиме, а какие до сих пор приходится вводить вручную? Учет лесоматериалов предполагает не только измерение объема партии, но и определение (а также регистрацию) других характеристик и собственно ведение реестра с требуемым набором параметров, или, выражаясь компьютерным языком, атрибутов. В качестве таких атрибутов могут выступать количественные и качественные характеристики лесоматериалов, их изображение, время и место фиксации, ответственное лицо, транспортное средство, маршрут перемещения и т. п.
Из всех атрибутов учета только часть может быть определена или измерена, даже потенциально. Остальные параметры учета просто фиксируются в системе учета на основе ранее полученных данных. Причем одни показатели остаются неизменными, а другие изменяются (в результате усушки, потери качества, смены владельца и т. п.).
Что касается подразделения методов измерения на групповые и поштучные, то происходит конвергенция элементов группового и поштучного учета, и она становится возможной на базе использования новейших технологий, в том числе оптического распознавания лесоматериалов.
Наряду с этим отмечается сближение понятий измерения и учета лесоматериалов. Для одной и той же партии (совокупности бревен) могут одновременно или последовательно измеряться и учитываться разные количественные показатели, например, масса и объем, а также соотношения величин в данный момент. Немаловажную роль при этом играют новые технологии измерения и учета.
Бесконтактные технологии в учете древесины
При учете лесоматериалов все шире используются оптические системы. Их можно условно подразделить по видам «носителей» и устройств (средств базирования), на которые они установлены. Сегодня находят применение оптические системы на базе следующих устройств:
- измерительных рамок-сканеров;
- беспилотных летательных аппаратов (БПЛА);
- передвижного измерительного комплекса на базе автомобиля;
- стационарных камер слежения;
- тахеографов и подобных геодезических инструментов;
- смартфонов или планшетов (Терминалов сбора данных, ТСД).
Оптические технологии видимого диапазона применительно к измерениям КЛМ успешно соседствуют с другими технологиями дистанционного зондирования ближнего радиуса действия, как активными, так и пассивными, и часто взаимно дополняют друг друга. Примерами служат лидарная и инфракрасная съемка.
В списке носителей оптических технологий учета наибольший интерес представляют три: рамки, дроны и персональные смарт-устройства. Рассмотрим их подробнее.
Измерительные рамки-сканеры. На рынке представлены различные варианты как промышленного, так и полукустарного производства, отечественных и зарубежных изготовителей, различающиеся как по набору и технологиям используемого оборудования, так и по стоимости. Встречаются полуавтоматические и полностью автоматизированные решения на базе рамок, с использованием фото и видео для построения 2D– и 3D-моделей, с возможностью применения вспомогательных датчиков для определения расстояний и масштаба изображения. Абсолютно «беспилотные» решения еще только пробивают дорогу на производство и представлены исключительно зарубежными производителями. Инсталляций сканеров промышленного производства всего несколько десятков штук в стране. По назначению сканеры используются для измерения как отдельных бревен, так и для штабелей КЛМ на транспортных средствах.
БПЛА, применяемые для измерения КЛМ, используют в основном стандартные алгоритмы обработки изображений для получения облака точек и 3D-моделей штабелей, но встречаются и варианты, измеряющие продольный вертикальный профиль штабеля с помощью лазерного сканирования поверхностей. Чаще для измерения КЛМ используются БПЛА вертолетного типа, а привязка к местоположению осуществляется с помощью дополнительных наземных станций систем глобального позиционирования – для достижения сантиметровой точности привязки на местности. Пока применяются разрозненно, под влиянием смежных профессий (в геодезии, топографии, строительстве и т. п.). Используются для измерения штабелей на земле и демонстрируют преимущества при съемке на больших площадях складирования. Как и при других видах съемки, наиважнейшим «недоработанным» по степени автоматизации признаком является КПД.
ТСД промышленного назначения, или бытовые смартфоны и планшеты, – это наиболее бюджетный вариант для внедрения технологий оптического учета в производство. Они все шире используются на всех этапах цепочки поставок КЛМ, от лесосеки до деревопереработки. Различаются как сами устройства, так и ПО, предназначенное для измерения и учета. На российском рынке представлены устройства отечественного и зарубежного производства, разработчики и производители ПО тоже как из РФ, так и из других стран. Мобильность и доступность решений обуславливают некоторые ограничения по функционалу в пользу меньшей требовательности к наличию и скорости связи с сервером и к скорости обработки данных. 3D и видеосъемка уступают место 2D и ограниченному числу кадров изображений. На базе мобильных устройств нет полностью автоматизированных учетно-измерительных решений, все они требуют участия человека для введения и обработки данных. Это не позволяет избавиться от «человеческого фактора», но обеспечивает бóльшую гибкость его использования и постепенный переход к цифровизации производства. Могут использоваться как для съемки КЛМ на транспортных средствах и на земле, так и для определения КПД в связке с другими измерительными методами.
Что общего у всех оптических решений для группового учета КЛМ? Чаще всего при помощи оптики измеряют складочный объем, который затем переводят в плотную меру при помощи коэффициента полнодревесности.
Если в случае индивидуальных бревен в качестве коэффициента полнодревесности для получения плотного объема выступает коэффициент на основе процентного содержания древесины без учета коры, то при групповом измерении предварительно оценить КПД можно по соотношению суммарной площади торцов и площади торцевой вертикальной поверхности штабеля. Когда речь идет об объемах КЛМ больше нескольких десятков кубических метров, то обычно ни визуально, ни с помощью оптических устройств нельзя получить изображение для поштучного перечета ввиду разнонаправленности сортиментов в штабеле или препятствий для производства фотографической съемки, будь то рельеф местности, другие штабели, строения или снег. В этом случае КПД может быть определен по выборке из нескольких доступных для обработки изображений с последующим распространением на всю совокупность (то есть весь штабель) в ручном или автоматизированном режиме, при этом за распознавание и вычисление площади торцов и отношения суммарной площади торцов к общей пробной площади отвечает компьютерная программа, работающая на базе полученной в результате съемки 2D-модели. А если за пробную площадь принять всю вертикальную торцевую поверхность штабеля и определить площади всех торцов бревен в контуре этой поверхности, а для большей точности повторить эту операцию и на противоположной поверхности штабеля, усреднив полученную в результате суммарную площадь, то при умножении на длину сортимента получится объем штабеля, приближенный к определенному по формуле концевых сечений. Очевидно, что в штабеле отсутствует возможность корректировки объема сортиментов с учетом закомелистости, поэтому при его раскатке и определении объема методом концевых сечений в поштучном режиме фактический объем будет отличаться в меньшую сторону, основной причиной чего как раз и будет компенсация закомелистости.
Совмещение понятий о групповом и поштучном учете иллюстрирует следующий пример. Если для фотографирования доступна вся вертикальная торцевая поверхность штабеля, то при хорошей укладке можно измерить как площадь этой поверхности, с получением объема, путем перемножения этой площади на КПД и длину сортимента, так и площадь каждого торца в штабеле и общее число торцов, что позволяет говорить о поштучном учете (объема) каждого бревна.
Кроме объема, используются другие атрибуты штабеля, применяемые при учете круглых лесоматериалов.
Идентификационный номер измерения или карточки – уникальный номер, позволяющий однозначно идентифицировать измерение или штабель в системе учета.
Геометка, также называемая геотэгом, показывает месторасположение штабеля или его границ с точностью, зависящей от параметров и сети/сетей устройства глобального позиционирования, а также от наличия или отсутствия наземных ретрансляторов сети позиционирования.
Место хранения, или склад хранения, – учетная единица принадлежности штабеля в системе учета.
Временная метка – время съемки или временной диапазон измерения или учета.
Номер транспортного средства, прицепа и т. п.
Ответственное лицо, оформляющее сопроводительные документы, перевозчик, водитель, учетчик или иное уполномоченное лицо.
Продавец/покупатель/подрядчик и другие атрибуты принадлежности, необходимые для управленческого или бухгалтерского учета.
Длина сортимента, чаще всего номинальная, установленная в сортиментном плане предприятия или договора, но иногда и фактическая, например, с припуском, средняя длина по штабелю при наличии в нем сортиментов разной длины.
Назначение сортимента (пиловочник, баланс, фанерное сырье и т. п.) или сортиментов, если речь идет об их смеси.
Порода или породы древесины, если штабель представляет собой смесь пород в соответствии с сортиментным планом.
Количество бревен – важный показатель учета, иногда только его бывает достаточно для основного или контрольного измерения, например, если по предыдущим производственным этапам или звеньям цепи поставки достоверно известен средний объем сортимента, или учитываются штучные изделия, такие как столбы.
Средний диаметр торца. Если торцы ориентированы в однокомелицу, обычно используется средний диаметр вершин, если в разнокомелицу – этот показатель можно условно привести к среднему диаметру в вершине, отминусовав половину величины сбега сортимента для заданной длины. Например, если сбег сортимента равен 1 см диаметра на 1 м длины, то при длине 6 м для получения среднего диаметра по вершине следует отнять от определенного в разнокомелицу среднего диаметра 3 см.
Количество и объем бревен диаметром меньше и больше заданного диапазона – неочевидная для ручного учета, но очень полезная величина; определяемая автоматически, она позволяет проводить автоматическую отбраковку бревен, диаметр которых вне пределов сортиментного плана или спецификации.
Параметры коры (толщина, объем, процент содержания и т. п.) – пока редко используемый в практике автоматизированных измерений атрибут, усилия разработчиков направлены на усовершенствование распознавания коры и определения ее количественных характеристик.
Параметры гнили и других видимых пороков древесины тоже из разряда перспективных.
Параметры годичных колец (количество, плотность, равномерность и т. д.) также требуют дополнительной проработки для автоматизации процесса.
КПД может определяться оптическими системами по отдельным (пробным), площадям или по всей видимой вертикальной торцевой поверхности штабеля. Кроме того, могут использоваться образы стволовых поверхностей штабеля.
Ширина штабеля. В некоторых случаях, именно она (если измерена заранее), а не калибровочная линейка может быть использована в качестве эталона для определения масштаба образа по отношению к «оригиналу».
Отметки высот через заданное расстояние и средняя высота штабеля. Чаще всего, автоматизированное вычисление площади вертикальной поверхности штабеля происходит путем подсчета точек, или пикселей, заполняющих изображение, а ширина и высота штабеля вычисляются как сопутствующие величины.
Метод определения объема штабеля – это, например, штабельный метод, или формула концевых сечений, когда все верхние торцы сортимента ориентированы в одну сторону, с которой обычно и производится съемка.
Новости учета
Отдельно следует остановиться на законодательных и административных нововведениях в учете лесоматериалов, которые окажут существенное влияние на дальнейшее развитие этой сферы. В рамках ЛесЕГАИС сформированы единые требования и обозначены пути развития учета лесоматериалов. Новой вехой следует считать появление мобильного приложения ЛесЕГАИС (ЛесЕГАИС.mobile) для учета древесины и сделок с ней. Оно разработано для формирования ЭСД взамен бумажной версии, но, помимо прочего, направлено на цифровизацию учета лесоматериалов по всей цепочке поставок. Знаковое в сфере лесной логистики понятие электронного документооборота способно значительно ускорить перевод отрасли на безбумажный цифровой документооборот и, как следствие, ускорить и оптимизировать многие логистические процессы. Появлению ЛесЕГАИС.mobile предшествовало без преувеличения революционное изменение в законодательстве по учету лесоматериалов. Новые правила утвердили некоторые важные понятия и закрепили базовые нормативы учета древесины. Так, утвержден опорный метод определения объема, в качестве которого предлагается использовать в том числе метод концевых сечений. Учет всех сортиментов по умолчанию предлагается вести без объема коры. Утверждены нормативы по погрешностям, в том числе и для таких показателей, как воспроизводимость и дебаланс.
Отдельным пунктом постановления № 3 правительство поручило Федеральному агентству по техническому регулированию и метрологии включить в программу национальной стандартизации стандарты определения характеристик древесины и продукции ее переработки, обеспечив их разработку и утверждение до 1 марта 2024 года.
Подведем итоги
Современная ситуация с учетом лесоматериалов следующая.
Фактическое положение на предприятиях и организациях лесного сектора с теорией и практикой учета сильно различается. Методы измерений не систематизированы, формально допускается одновременное использование разных методов измерений без обеспечения их единства. Единая нормативная и законодательная база для всех участников взаимоотношений, связанных с круглыми лесоматериалами отсутствует. Если требования отдельных систем учета, таких как таможенная или государственная информационная система ЛесЕГАИС, начали формироваться, то их содержание часто лишено соответствия, а иногда входит в прямое противоречие. Отдельные элементы учета с должной ответственностью зафиксированы в нормативных документах крупных и средних предприятий, на мелких предприятиях и у индивидуальных предпринимателей с этим значительно хуже. Продавцы и покупатели лесных товаров и услуг, как и контролирующие их органы, могут вести и контролировать учет лесоматериалов в разных единицах и по разным методикам.
Смешение разных целей, задач, видов и систем учета на этапах производственных процессов предприятий отрасли по звеньям цепочки поставок приводит к излишней суете и отсутствию порядка, что закономерно влечет неэффективное расходование средств на учет субъектами лесных взаимоотношений, заставляя их вводить избыточные требования к точности учета на всех этапах и в результате часто ослаблять контроль на наиболее критичных участках.
Желаемые изменения видятся так.
Разработана и действует сквозная единая система учета с утвержденными единицами измерений, точками учета и отчетностью, данные которой становятся основой смежных учетных систем, с должной синхронизацией как внутри каждой системы, так и за ее пределами. Возможно поэтапное внедрение этой системы в контуре отдельно взятых предприятия или организации. Составной частью такой системы служит универсальная программа контрольного выборочного учета, позволяющая выравнивать показания отдельных учетных элементов, в том числе синхронизировать объемы лесоматериалов по цепи поставок. Контрольный выборочный учет способствует снижению погрешностей и повышению точности конвертации количества/объема из одних единиц измерений в другие и в одни единицы при разных методах.
Начало формирования единой системы положено запуском в действие ЛесЕГАИС. Окончательная ее доработка и вступление в силу соответствующих нормативных актов позволят провести ревизию других учетных систем с их последующей синхронизацией и отменой избыточных требований.
Текст:
Николай Беляев, инженер
Ольга Куницкая, д-р техн. наук, проф. АГАТУ
Ольга Григорьева, канд. с.-х. наук, доц. СПбГЛТУ
