Модернизация фанерного производства через машинное зрение: история сотрудничества завода «Муром» и «Лаборатории измерительных систем»

Партнёрство разработчика промышленных сканеров ООО «Лаборатория измерительных систем» («ЛИС») и производителя фанеры ЗАО «Муром» — показательная история перехода российских предприятий ЛПК к отечественным цифровым решениям на основе машинного зрения. Но это не было результатом многолетних переговоров или тщательно выверенной стратегии. Всё решила встреча на пересечении желаний, возможностей и острой нехватки технологических решений, которую ощущали многие фанерные заводы с начала 2022 года.

От модернизации — к поиску решений, которых не было

К моменту знакомства с «ЛИС» на «Муроме» уже несколько лет планомерно шли к снижению доли ручного труда в техпроцессах. Предприятие выпускает  древесные плиты (300 000 м³ в год) и фанеру (150 тыс. м³ в год). И как раз фанерное производство нуждалось в автоматизации. Зависимость от человеческого фактора, нехватка квалифицированного, да и вообще — персонала, высокие требования к стабильности сортировки и качеству продукции — всё это формировало ту реальность, в которой модернизация перестала быть перспективой «когда-нибудь» и стала необходимостью.

Предприятие всегда занималось развитием, а к 2020 году возникло чёткое понимание необходимости автоматизации и замены персонала машинами. Однако сначала из-за пандемии, а затем после 2022 года процесс застопорился: зарубежные поставщики оборудования ушли с рынка, а отечественных готовых решений нужного уровня пока не существовало. Сто́ит отметить, что основу производства фанеры в компании «Муром» изначально составляло оборудование мировых лидеров из Финляндии, Германии, Японии. Оно исправно работает и до сих пор, но улучшать показатели и повышать эффективность производства стало проблематично.

В этот момент на горизонте и появился российский разработчик: «Лаборатория измерительных систем» — дочернее предприятие крупного производственного холдинга ПАО «Северсталь». Компания на базе уже имеющегося опыта в металлургии начала формировать новую линию развития: цифровые системы контроля для деревообработки. И, как вспоминают в «Муроме», решающим при выборе партнёра по модернизации стало не портфолио, которое для фанерных производств у «ЛИС» на тот момент было скромным, а настрой людей, готовых разбираться в задачах заказчика, идти в неизведанное и работать до результата.

Модернизация фанерного производства через машинное зрение: история сотрудничества завода «Муром» и «Лаборатории измерительных систем»
Фото предоставлено ООО «Лаборатория измерительных систем»

Ключевую роль сыграла открытая позиция руководства «ЛИС»: честный разговор о рисках, отсутствие гарантий «быстрых чудес» и при этом готовность строить решения с нуля совместно с технологами предприятия, — аргумент, убедивший «Муром» сделать первый шаг.

«Благодаря личным и деловым качествам директора ООО „Лаборатория измерительных систем” Олега Шестакова сложилась коллаборация между нашими потребностями и новым направлением, которое в тот момент стало формироваться в компании под его руководством, — вспоминает исполнительный директор ЗАО «Муром» Алексей Филатов. — Мы поверили прежде всего людям. Команда «ЛИС» не испугалась сложности и была готова идти в проект до конца — и это стало решающим фактором для нашего выбора. Мы же запаслись терпением, поскольку понимали, что покупаем не готовый продукт и впереди предстоит сложная и трудоёмкая работа».

Первый сканер, который определил траекторию: сортировка шпона

Отправной точкой сотрудничества стал проект по созданию сканера сортировки шпона на линии сушки. Основная проблема участка была в том, что точность работы имеющегося импортного сканера не позволяла полностью отказаться от ручной пересортировки. Это делало цель внедрения нового сканера абсолютно конкретной: обеспечить точность сортировки не ниже 95% по каждому виду шпона, что позволило бы снизить трудоёмкость и минимизировать негативное влияние человеческого фактора.

Запрос был предельно амбициозным: даже имеющиеся зарубежные системы на практике не могли стабильно обеспечить точность сортировки шпона по каждому сорту в пределах 95%. Тем удивительнее было услышать от «ЛИС» не отказ, а готовность браться за решение задачи.

Техническим вызовом стало всё: необходимость установки новой системы сканирования параллельно существующей, ограниченное место между сканером и укладчиком шпона, отсутствие возможности монтажа традиционной схемы подсветки, сжатое время (менее секунды) на то, чтобы получить изображения, найти дефекты, определить сорт и выдать управляющий сигнал, что было следствием высокой скорости перемещения шпона под сканером. Всё осложнялось важным условием со стороны «Мурома»: прежнее оборудование остаётся в работе вплоть до достижения целевых параметров на новом сканере. Это означало, что запуск новой системы должен пройти без остановки производства.

Фото предоставлено ООО «Лаборатория измерительных систем»

Сложная задача не испугала специалистов «Лаборатории измерительных систем». Они разработали алгоритмы, сформировали новую методологию разметки изображений, добились высокой точности их анализа и создали новое решение, выполнив главное из условий — точность сортировки 95%. Это позволило на практике получить результаты, сравнимые с показателями зарубежных сканеров, считавшихся до последнего времени эталоном машинного зрения в отрасли.

От подписания договора в июле 2023 года до ввода в опытно-промышленную эксплуатацию сканера прошло полтора года — дольше, чем планировалось. Но именно этот проект заложил основу технологий «ЛИС» для фанерных заводов. Сегодня на «Муроме» как основной работает именно новый сканер. После достижения показателей, близких к целевым, и проверки надёжности и работоспособности оборудования выбор в пользу новой установки стал очевидным. Плюс технологи завода получили доступность и гибкость в управлении оборудованием: оно имеет достаточно высокий потенциал для внесения изменений в параметры сортировки, а это очень важно, потому что технологический процесс требует постоянных настроек и изменений, связанных с появлением, например, новых дефектов и обеспечением сортировки шпона для конкретной номенклатуры фанеры.

Путь к максимальной точности: сканер ребросклеивания

Ещё до того, как состоялся опытно-промышленный запуск первого сканера сортировки, начались работы по проекту сканера для линии ребросклеивания — технологического участка, где происходит создание полноформатного шпона из кускового и шпона неполного формата.

Специалисты ЗАО «Муром» увидели потенциал для внедрения машинного зрения и на этом оборудовании. Рутинность работы, сложность для оператора стабильно и точно обозначать дефекты шпона, уровень потерь годного шпона — всё это сформировало запрос на внедрение автоматизированного решения по выбраковке шпона на линии ребросклеивания. Ведь сканер может работать без устали, чётко распознавать дефекты, правильно определять зоны отбраковки и в итоге сохраняет больше шпона, не отправляя полезное сырьё в отходы.

Потенциал сотрудничества по модернизации этого производственного участка был очевидным и для ЗАО «Муром», и для «ЛИС». Но этот проект для всех получился достаточно сложным — по объективным причинам.

Модернизация фанерного производства через машинное зрение: история сотрудничества завода «Муром» и «Лаборатории измерительных систем»
Фото предоставлено ООО «Лаборатория измерительных систем»

«ЛИС» вновь пришлось внедрять новый сканер в существующее импортное оборудование со своей системой управления, не имея доступа к её внутренней логике, фактически управляя этим оборудованием «вслепую». Требовалась синхронизация изображения, скорости транспортировки и узла вырезки дефектов. В процессе внедрения сканера возникали и другие сложности, приходилось находить способы их устранения, что называется, на ходу.

Итогом решения проблем по работоспособности сканера № 1 специалистами «ЛИС» стала новая концепция, в которой были учтены выявленные недостатки функционирования оборудования. Именно её и предложили реализовать на линии ребросклеивания № 2. Стороны взвесили все плюсы и минусы вариантов развития событий и приняли совместное решение о запуске этого проекта.

«Что нам дало возможность принять такое решение — не доделав одно, начать другое? — поясняет Алексей Филатов. — Это то, что все доработки проходят за счёт «ЛИС»: партнёрство строится по принципу „оплата только за результат”. Кроме этого, мы видели, что процесс определения дефектов проходит стабильно, камера их находит и правильно определяет. Надо было решить вопрос по синхронизации работы механизмов подачи шпона: новых, относящихся к сканеру, и старых, относящихся к ребросклейке. Реализация проекта на линии № 2 нам такую возможность давала. И, как только сканер № 2 заработает, мы вернёмся и его идеологию перенесём на сканер ребросклеивания № 1».

Второй сканер уже показал лучшие результаты. Сейчас проект близится к завершению, переход к стабильной эксплуатации идёт согласно намеченному графику.

Так, установка сканера выполнялась во время рабочих смен без полной остановки производства. Специалисты «Лаборатории измерительных систем» совместно с коллегами из ЗАО «Муром» тщательно спланировали все этапы: от монтажа и подключения до проверки синхронизации с линией. Работы проходили в гибком режиме: по 8, 6, 4 и даже по 2 часа в день. И такой подход — пример того, как «ЛИС» интегрирует сложное оборудование насколько возможно быстро и бережно по отношению к технологическому процессу предприятия.

На финишной прямой: система позиционирования чурака и сканер починки шпона

Помимо сканеров сортировки и ребросклеивания, у сторон одновременно запущены и другие проекты. В первую очередь — система позиционирования чурака на линии лущения.

Точность измерения чурака напрямую влияет на расход сырья: чем точнее определяются его параметры перед лущильным станком, тем больше делового шпона удаётся получить. Для «Мурома» этот проект интересен и экономически выгоден. Ожидается, что за счёт концепции «ЛИС» сканер на этом оборудовании обеспечит точность работы выше, чем на установленной сейчас системе финской фирмы, дойдя на заготовке в 5 футов до 570 тыс. точек. Это станет возможным в числе прочего за счёт функции автокалибровки чурака, разработанной «ЛИС».

Модернизация фанерного производства через машинное зрение: история сотрудничества завода «Муром» и «Лаборатории измерительных систем»
Фото предоставлено ООО «Лаборатория измерительных систем»

И обе стороны — «Лаборатория измерительных систем» и «Муром» — движутся по этому направлению вперёд: в ноябре сканер переходит в стадию опытно-промышленной эксплуатации, чтобы доработать оставшиеся погрешности и в производственном ритме убедиться в работоспособности оборудования.

Есть ещё один проект «ЛИС» на фанерном заводе, который находится в процессе реализации, — сканер починки шпона. Он предназначен для выявления пороков древесины и последующей установки на их месте вставок из бездефектного шпона, управления линией починки и определения сорта шпона после починки. Производительность такого сканера составит 2200 вставок в час при работе одной починочной головки, а точность сортировки после починки должна составить 95%. К концу года «Муром» ожидает поставку основного оборудования, который будет отвечать за саму починку шпона. Сканер уже установлен, система проходит этап обучения, и, хотя уже есть прогресс и в обнаружении дефектов, и в правильности определения сортов шпона, до получения запланированного эффекта предстоит ещё много работы. И, хотя окончательный результат можно будет оценить только после монтажа всей линии, опыт сортировки шпона на самом первом сканере даёт все основания рассчитывать на успех.

Всего в работе — уже шесть совместных проектов.

Основа движения вперёд — честность и доверие

И обе стороны — «Лаборатория измерительных систем» и «Муром» — движутся по этому направлению вперёд: в ноябре сканер переходит в стадию опытно-промышленной эксплуатации, чтобы доработать оставшиеся погрешности и в производственном ритме убедиться в работоспособности оборудования.

Как отмечают в «Муроме», в «ЛИС» ценят ориентированность на клиента, не шаблонные подходы, а готовность работать столько, сколько потребуется, не пасовать при возникновении проблем. Для молодой компании, только приходящей в новую отрасль, это решающие качества.

«Все проекты непростые, но важные. Мы увидели главное: команда «ЛИС» не отступает от обязательств, даже когда путь оказывается значительно сложнее, чем ожидалось. Если специалисты действительно хотят разобраться в задаче, результат можно получить даже в очень ограниченных условиях», — подчёркивает исполнительный директор ЗАО «Муром» Алексей Филатов.

Да, у «ЛИС» нет десятилетнего наследия поставок оборудования для фанерных заводов, но именно отсутствие «тяжёлого прошлого» позволяет команде смотреть на задачи по-другому, не ограничиваясь стереотипами и привычными схемами. Это делает возможными решения, за которые другие не берутся.

«Для нас „Муром” стал площадкой, где теория превратилась в реальность. Но наш партнёр не только предоставил площадку, а поделился ещё и компетенциями в области технологии сортировки шпона и не только. Благодарим за сотрудничество главного технолога производства фанеры Романа Степанюка, директора фанерного производства Владимира Каретникова, начальника службы АСУТП Максима Баринова. В совместных трудах мы создавали новые проекты! — комментирует сотрудничество директор ООО «Лаборатории измерительных систем» Олег Шестаков. — Наша команда столкнулась со множеством ограничений, но именно они помогли создать технологии, которые можно масштабировать. И мы честно признаём: не всё работало с первого раза, но ни один сложный проект не делается по прямой, и мы благодарны партнёрам за возможность довести решения до промышленного уровня. Скорости, требования к точности, параллельная работа с импортными системами — всё это стало вызовом. Но именно такие вызовы двигают развитие технологий».

История «ЛИС» и «Муром» показывает, как отечественные технологии машинного зрения постепенно занимают место, ранее полностью удерживаемое зарубежными разработчиками. Путь непростой, но каждый шаг даёт результат: ошибки превращаются в ценный опыт, а технологии становятся сильнее. Так формируется новая реальность ЛПК: системы машинного зрения разрабатываются прямо в производственной среде, с людьми, которые знают своё производство до нюансов.

Залишити перший коментар

Матеріали цього сайту доступні лише членам ГО “Відкритий ліс” або відвідувачам, які зробили благодійний внесок.

Благодійний внесок в розмірі 100 грн. відкриває доступ до всіх матеріалів сайту строком на 1 місяць. Розмір благодійної допомоги не лімітований.

Реквізити для надання благодійної допомоги:
ЄДРПОУ 42561431
р/р UA103052990000026005040109839 в АТ КБ «Приватбанк»,
МФО 321842

Призначення платежу:
Благодійна допомога.
+ ОБОВ`ЯЗКОВО ВКАЗУЙТЕ ВАШУ ЕЛЕКТРОННУ АДРЕСУ 

Після отримання коштів, на вказану вами електронну адресу прийде лист з інструкціями, як користуватись сайтом. Перевіряйте папку “Спам”, іноді туди можуть потрапляти наші листи.