Автоматические лесорубы: революция в лесном производстве

В традиционном лесном производстве лесозаготовительные работы часто зависят от большого количества рабочей силы и базовой техники, неэффективной и опасной для безопасности. С развитием волны Индустрии 4.0 полностью автоматические лесорубы, благодаря интеллектуальным, эффективным и безопасным технологическим преимуществам, становятся основным оборудованием для глобальной модернизации лесного хозяйства. В этой статье из трех измерений технических принципов, сценариев применения, рыночных тенденций, анализ того, как полностью автоматические лесорубы могут изменить режим производства лесного хозяйства.

I. Принципы техники: эволюция от "роботизированной руки" к "умным терминалам"

В основе полностью автоматических лесорубов лежит замкнутое кольцо « восприятие - принятие решений - исполнение», которое координируется несколькими системами. В качестве примера возьмем немецкий тип лесоруба, передняя часть его манипулятора оснащена трехслойными структурными механическими когтями: нижний слой - полукруглый гидравлический лезвие, ответственное за быстрое отрезание корня дерева; Средний слой представляет собой высокоточную сенсорную решетку, которая в режиме реального времени контролирует диаметр ствола дерева, угол наклона и окружающую среду; Верхний слой представляет собой вращающийся захват на 360 градусов, который адаптируется для регулировки силы захвата. Когда механический коготь блокирует ствол дерева, система вычисляет оптимальный путь резки с помощью алгоритма AI, гидравлический лезвие завершает резку со скоростью 2000 оборотов в секунду, весь процесс занимает всего 8 - 12 секунд, что в 15 раз превышает эффективность традиционной бензопилы.

Отечественные предприятия, такие как Лю Гун, Сюй Гун и другие, добились прорыва в интеграции. В качестве примера возьмем лесозаготовительную машину Liugong XE210F, которая оснащена интегрированным устройством « вырубка - удаление ветвей - калибровка - погрузка», соединенным цепной пилой, вращающимся грейфером и телескопическим рычагом, приводящим гидравлическую систему, для достижения одного оборудования для завершения всего процесса работы. В случае лесной фермы в провинции Хунань эта модель обрабатывает 200 тонн в день, что на 60% меньше, чем стоимость рабочей силы традиционного дробного оборудования, а скорость потери древесины снижается с 15% до менее 3%.

Сценарий применения: покрытие всей местности от равнины до горы

Применение полностью автоматических лесорубов преодолело ограничения одной сцены и сформировало три типичных режима:

Масштабные лесные операции: в северо - восточных, юго - западных и других государственных лесных районах, XCMG XE210F и другое среднее и крупное оборудование через систему позиционирования Beidou для достижения точной вырубки, в сочетании с данными картирования БПЛА, может автоматически планировать оптимальный путь работы. Например, в лесном районе Дасинганглин во Внутренней Монголии используется беспилотное формирование « лесозаготовительной машины + сборочной машины + транспортера», однодневная вырубка превышает 500 кубических метров, что в 8 раз превышает эффективность ручной команды.

Сложные топографические операции в горах: для южных холмистых районов, Люгун и другие предприятия разработали телескопические лесозаготовительные машины с радиусом действия до 25 метров, которые могут гибко работать в местности с уклоном менее 35 градусов. В эвкалиптовой лесной ферме Гуанси эта модель с помощью технологии « дистанционного управления видеопередачей + 5G» для достижения безопасной работы оператора на расстоянии 1 км, эффективно избегая падения камня, падения дерева и других рисков.

Городское садовое обслуживание: для удовлетворения потребностей в обрезке городских пешеходных деревьев, China Science Intelligence и другие предприятия запускают миниатюрные полностью автоматические лесозаготовительные машины, которые держат ветки диаметром менее 400 мм, через гидравлический сдвиг для достижения интеграции « удаление ветвей - измельчение - сбор », ежедневная обработка одного оборудования до 50 деревьев, по сравнению с традиционной высотной рабочей машиной в 3 раза эффективнее.

III. Рыночные тенденции: модернизация промышленности, обусловленная итерацией технологий

В настоящее время рынок полностью автоматических лесозаготовительных машин показывает три основные тенденции:

Ускорение трансформации электрификации: движимый целью « двойного углерода», глобальный рынок электрических лесозаготовительных машин, как ожидается, превысит 1,2 миллиарда долларов США в 2025 году. В качестве примера возьмем Shandong Ludwei, его литий - электрический лесозаготовительный двигатель, который заряжается в течение 1 часа и работает непрерывно в течение 6 часов, шум на 40 децибел ниже, чем у дизельных моделей, вступил в стадию тестирования на европейском рынке.

Применение глубины ИИ: Благодаря машинному зрению и алгоритмам глубокого обучения современные лесорубы могут автоматически идентифицировать виды деревьев, диаметры и дефекты, чтобы достичь « превосходного использования материала». Например, система ИИ, разработанная немецким предприятием, может распознавать плотность древесины по ежегодному кольцу ствола дерева, увеличивая скорость выхода высококачественной древесины на 20%.

Возникновение модели аренды: в ответ на финансовое давление на малые и средние лесные хозяйства в Китае появилась платформа аренды « совместное использование оборудования + количественная оплата». Возьмем, к примеру, предприятие в Бачжоу, провинция Хэбэй, которое предоставляет полный пакет услуг « лесозаготовительная машина + оператор», однодневная арендная плата составляет всего 8000 юаней, что на 70% меньше, чем стоимость самоприобретаемого оборудования, и обслуживает более 200 лесных ферм в Северном Китае.

IV. Вызовы и перспективы

Несмотря на значительный прогресс, достигнутый полностью автоматическими лесозаготовителями, они по - прежнему сталкиваются с техническими узкими местами: во - первых, недостаточная адаптивность к экстремальным рельефам, такие как болота, снег и другие мягкие дороги, подверженные оседанию оборудования; Во - вторых, уровень интеллекта необходимо улучшить, текущая точность распознавания сложной формы дерева системой ИИ составляет всего 85%, необходимо дополнительно оптимизировать алгоритм; В - третьих, отсутствие отраслевых стандартов, в мире только ЕС, СевернаяАмерика и другие регионы сформулировали некоторые нормы безопасности, в Китае нет национальных технических стандартов.

Заглядывая в будущее, с слиянием 5G, цифровых двойников и других технологий, полностью автоматические лесорубы будут развиваться в направлении « беспилотности, точности и экологизации». Ожидается, что к 2030 году глобальный рынок интеллектуального лесного оборудования превысит 20 миллиардов долларов США, из которых на долю полностью автоматических лесозаготовительных машин приходится более 60%, что является ключевой силой в содействии устойчивому развитию лесного хозяйства. В этой зеленой революции, китайские предприятия через технологические инновации и модельные прорывы постепенно переходят от « бегущего» к « лидеру».