La Xina té un recurs forestal relativament escàs i el volum de recursos forestals emmagatzemats està lluny de satisfer les necessitats de la construcció nacional actual. La contradicció entre els recursos limitats de fusta i una demanda cada cop més gran del mercat de consum ha obligat la indústria de processament de la fusta a desenvolupar-se cap a un mode de producció de fabricació intel·ligent.
La tecnologia d'intel·ligència artificial té un gran potencial en la indústria de processament de la fusta. En el procés d'assecat de la fusta, és necessari aconseguir proves i control precisos de la temperatura, la humitat i el contingut d'humitat de la fusta al forn d'assecat. Després de l'assecat, també es requereixen proves no destructives de la fusta mitjançant la tecnologia de visió artificial per determinar la qualitat de la fusta i localitzar qualsevol defecte.Durant el processament, els algorismes intel·ligents poden optimitzar i disposar els materials per estalviar mà d'obra i recursos.
En els darrers anys, Weinig GmbH ha llançat una línia de producció de tall de fusta massissa optimitzada a la fira LIGNA de Hannover, Alemanya, que inclou la identificació automàtica de la mida i els defectes de les plaques de fusta massissa, secció òptima longitudinal, retallament òptim transversal i serrat, així com operacions automàtiques d'alimentació i descàrrega. Tot el procés es pot automatitzar, i és un cas d'èxit de combinar intel·ligència artificial i automatització.
Es pot preveure que la integració de la tecnologia d'intel·ligència artificial en el procés de processament de la fusta millorarà significativament el nivell d'intel·ligència i l'eficiència de producció de l'actual indústria de processament de la fusta de la Xina, promourà eficaçment la millora i transformació de la indústria de processament de la fusta i produirà productes de fusta que millorin. satisfer els requisits del mercat amb més qualitat.
Aquest article aprofundirà en l'estat actual d'aplicació dels algorismes i teories d'intel·ligència artificial en proves i classificació no destructives de la fusta, assecat de la fusta i processament òptim de la fusta en els darrers anys. En comparar els avantatges i els inconvenients dels algorismes i teories relacionats, analitza les deficiències de la tecnologia actual d'intel·ligència artificial a la indústria de processament de la fusta i proposa direccions de desenvolupament futures per trobar punts d'avenç per a l'aplicació de la tecnologia d'intel·ligència artificial a la indústria de processament de la fusta.
1. L'aplicació d'algorismes d'intel·ligència artificial en assaigs no destructius de fusta
La fusta té un paper molt important en diverses indústries com la construcció, la decoració i el moble a la Xina. Tanmateix, els requisits per a les propietats mecàniques de la fusta, l'aspecte (com ara les característiques de la textura, les característiques del color i els defectes), la flexió, la rugositat de la superfície i altres característiques varien entre les diferents indústries.
Per tant, la fusta s'ha de provar i classificar per satisfer les necessitats específiques de diferents indústries pel que fa a les característiques de la fusta i per millorar la utilització de la fusta. En el processament tradicional de la fusta, la inspecció i la classificació de la fusta es basen principalment en l'observació visual manual, que és subjectiva, ineficient i de baixa productivitat i no pot satisfer la demanda de fusta en la construcció nacional.
Actualment, han sorgit altres mètodes no destructius per a les proves de fusta, com ara les tecnologies d'ultrasons, làser i emissions acústiques, que passen gradualment cap a proves i classificació automàtiques. En els darrers anys, amb el desenvolupament continu i els avenços de la tecnologia d'intel·ligència artificial, la tecnologia d'inspecció visual assistida per ordinador s'ha aplicat gradualment a les proves no destructives de la fusta, que poden reduir significativament la influència subjectiva de la discriminació visual manual i millorar la precisió i l'eficiència de assaigs no destructius de la fusta.
Entre ells, el desenvolupament de la tecnologia de reconeixement d'imatges té un paper crucial en l'aplicació de la tecnologia d'inspecció visual assistida per ordinador en proves no destructives de la fusta, que sovint s'aplica al reconeixement de la textura de la fusta, la detecció de defectes, la classificació de la fusta i altres treballs.
2. L'aplicació d'algorismes d'intel·ligència artificial en l'assecat de la fusta
L'assecat de la fusta és el procés d'eliminar la humitat de la fusta en determinades condicions, que afecta directament la qualitat dels productes de fusta.
Després de l'assecat, la fusta no s'esquerdarà ni es deformarà durant molt de temps, i la seva resistència a la corrosió i la seva força també milloraran molt. El paper dels mètodes d'intel·ligència artificial en l'assecat de la fusta rau principalment en la predicció precisa del contingut d'humitat de la fusta i el control de la temperatura i la humitat del forn d'assecat de la fusta.
Els algorismes intel·ligents que s'utilitzen habitualment inclouen la xarxa neuronal BP, l'algoritme difuso, l'algoritme de colònia de formigues i la millora d'aquests algorismes, que poden assolir les seves funcions, però la seva precisió no és alta.
És possible considerar la combinació de xarxes neuronals artificials amb algorismes difusos, algorismes genètics, sistemes experts i altres algorismes intel·ligents per complementar els punts forts i febles dels altres o considerar la introducció d'aprenentatge profund i comunicació per Internet a l'assecat de la fusta per aconseguir una major precisió de predicció i control.
3. L'aplicació d'algorismes d'intel·ligència artificial en el processament òptim de la fusta
Per superar els greus residus i la baixa automatització en el processament òptim de la fusta tradicional, els programes i els algorismes de processament òptim de la fusta s'han d'optimitzar durant els processos de tall i disseny de fusta per millorar eficaçment els beneficis econòmics de les empreses durant el procés de tall i disseny de la fusta i millorar els modes de processament de la fusta i reduir els residus de fusta.
Amb el desenvolupament d'algoritmes intel·ligents, l'ús d'algoritmes d'intel·ligència artificial per a l'optimització de la disposició és la principal direcció de recerca dels problemes de disseny de components rectangulars, però hi ha relativament poca investigació sobre l'optimització de la disposició per a la fusta, especialment la fusta amb defectes, i els algorismes intel·ligents d'ús habitual inclouen principalment algorismes genètics.
La combinació de la detecció de defectes de la fusta i el tall de fusta i l'optimització del disseny és una mesura important per millorar la utilització de la fusta. Tanmateix, la potent aleatorietat dels defectes de la fusta, com els seus tipus i distribucions, és una de les principals dificultats a l'hora d'investigar algorismes de processament òptim de la fusta.
Per tant, en el futur, s'haurien de prendre mesures específiques per introduir activament algorismes d'intel·ligència artificial i millorar la capacitat de generalització i la robustesa dels algorismes tant com sigui possible a l'hora d'abordar els problemes de tall de fusta i optimització del disseny.
4. Conclusió
En els darrers anys, el desenvolupament de la tecnologia d'intel·ligència artificial ha avançat ràpidament. Com integrar la tecnologia d'intel·ligència artificial amb la indústria de processament de la fusta per aconseguir un control intel·ligent i una assignació precisa de la indústria de processament de la fusta, millorant així l'eficiència i la capacitat de producció sota la premissa del desenvolupament sostenible, és un tema important per al desenvolupament de la silvicultura de la Xina.