Fragt man holzverarbeitende Unternehmen, auf welche Qualitätskriterien sie bei der Auswahl des passenden Ausgangsmaterials achten, sind die Antworten oft dieselben. So kommt es primär auf Metriken wie Durchmesser, Länge, Krümmung und Verjüngung der zu verwendenden Holzstämme an. Hinzu kommt ein optimaler Einschnitt sowie ein möglichst geringer Ausschuss. Dadurch wird nicht nur der Wert der Endprodukte jedes Sägewerks maximiert, sondern gleichzeitg ein virtueller Brettervorrat angelegt. So ist bereits vor dem Einschnitt genau bekannt, welche und wie viele Bretter aus dem Stamm entnommen werden können.
Um diesen Ansprüchen automatisiert und in großen Stückzahlen gerecht werden zu können, setzen große Sägewerke auf CT-Scanner (Computer-Tomographie-Scanner). Hierbei kommen optoelektronische Bauteile zum Einsatz, die innerhalb weniger Minuten das zur Verfügung stehende Holzmaterial exakt vermessen können. Das Ergebnis stellt dann die Grundlage für das benötigte Material dar, das anhand der Röntgenaufnahmen bestimmt und aus den Holzstämmen gewonnen wird.
Für dieses Vermessen ist neben dem Scanner eine weitere Komponente erforderlich, nämlich ein Hochleistungsrechner, der die vom Scanner generierten Bilder innerhalb kürzester Zeiten analysieren kann. Denn kein Holzstamm gleicht dem anderen, daher ist das Bewerten des Holzmaterials ein rechenintensiver Prozess. Besonders dann, wenn die Künstliche Intelligenz mit ins Spiel kommt. Hier hat neben der reinen Rechenleistung auch die 3D-Leistung des Analysesystems eine erhebliche Relevanz. Die Rede ist von leistungsstarken GPUs, wie sie beispielsweise NVIDIA mit ihren Grafikkarten aus der A5000-Serie bietet.
So gelingt der Umstieg vom Gaming-PC zu leistungsfähigen Industrie-PCs
An dieser Stelle kommt ein weltweit operierendes Sägewerk in Schweden ins Spiel, bei dem 25 solcher 3D-Scanner zum Einsatz kommen. Die dort analysierenden Rechnersysteme boten eine vernünftige Rechenleistung, da es sich um typische Desktop-PCs handelte, die mit handelsüblichen Grafikkarten ausgestattet sind. Allerdings ergab sich bei einer geplanten Wartung der gesamten Anlage der 25 installierten PCs eine große Herausforderung: Die vor 10 Jahren verbauten Grafikkarten waren zu Austauschzwecken nicht mehr verfügbar.
Zudem existieren mittlerweile genaue Vorgaben, welche Komponenten für kommerzielle Analysezwecke überhaupt noch eingesetzt werden dürfen. Und die typische Gaming-Grafikkarte gehört mittlerweile nicht mehr dazu. Alle Systemkomponenten, angefangen von der CPU oder dem Arbeitsspeicher und der Grafikkarte, sind aufeinander abgestimmt mit dem Ziel, die Performance und Lebensdauer zu maximieren.
Hinzu kommen weitere Anforderungen an derartige Industrie-Rechner, die ein typischer Gaming-PC nicht erfüllen kann. Die Rede ist von Erschütterungen, Staub, Feuchtigkeit, etc., gegen die solche Rechnersysteme gefeit sein müssen. Unter diesen und weiteren Voraussetzungen kam die Zusammenarbeit des schwedischen Sägewerks mit der Thomas-Krenn.AG zustande. Hierfür hat der Hersteller individueller Server- und Storage-Systeme einen individuellen Industrie-Server konzipiert, der den gängigen Industriestandards folgt. Hieraus leiten sich diverse Vorzüge ab wie eine vereinfachte Wartbarkeit, die erforderliche 3D-Rechenleistung sowie eine Software-Kompatibilität, die für den Einsatz mit den 3D-Scannern erforderlich ist.
Das leisten Thomas Krenn Azure Stack HCI-taugliche Rack-Server
Rechen- und Speicherleistung sind gleichermaßen entscheidend
In einem ersten Schritt hat die Thomas-Krenn.AG dem Sägewerk mehrere solcher Server zur Verfügung gestellt, mit Option auf eine deutliche Ausweitung der Rechenkapazität. Denn für jeden 3D-Scanner ist bis dato ein eigenes Rechensystem erforderlich, da dieses zum einen die optimalen Schnittmuster berechnet und zum anderen den Speicherplatz für die enormen Datenmengen bereitstellt. Denn mit jedem einzelnen Baumstamm fallen mehrere Gigabyte an Bilddaten an, die beim Vermessen und Bewerten des Materials zustande kommen.
Dieses exakte Vermessen der Holzstämme kommt vor allem in den holzverarbeitenden Betrieben zum Tragen, und das sowohl in der Bauindustrie als auch im Möbelbau. Dort spielt die Qualität des Holzes eine entscheidende Rolle, sodass der Analyse der Holzstämme allerhöchste Priorität eingeräumt wird.
Dies reicht bist zum Feststellen von Munitionsrückständen in europäischen Baumbeständen, die mithilfe der 3D-Bilder entdeckt werden können. Hierfür sind Scans erforderlich, die mehrere Minuten in Anspruch nehmen. Dies führt zu enormen Bilddatenmengen, die möglichst in Echtzeit analysiert und gespeichert werden müssen. Nur so kann das passende Holzmaterial ermittelt und obendrein die holzverarbeitenden Maschinen vor möglichen Beschädigungen geschützt werden.
Neben der reinen Analyse der Baumstämme findet auf den Thomas Krenn-Servern auch das Trainieren der KI-Modelle statt, die für eine möglichst exakte Bewertung des Holzmaterials sorgen soll. KI-Modelle können ebenso eine Abhilfe sein in der anhaltenden globalen Holzknappheit. Durch genaue Berechnungen kann die Ausbringung maximiert und die Verschnittmenge erheblich reduziert werden. Diese Aspekte nehmen sowohl ökologisch als auch ökonomisch einen hohen Stellenwert ein.
[Im Video] Uli Hurzlmeier von der Thomas-Krenn.AG zum Sägewerkprojekt
Thomas-Krenn hievt mit ihren IT-Lösungen Anwendungen auf ein neues Level
Wenn das Beispiel „3D-Baumscanner“ etwa zeigt, dann die Expertise der Thomas-Krenn.AG, auf Anforderungen seitens ihrer Kundschaft mit einem angemessenen Vorschlag zu reagieren. Denn gerade in Zeiten von KI und datenintensiven Applikationen kommt einer ausgewogenen und leistungsfähigen Server- und Storage-Infrastruktur eine immer wichtigere Bedeutung zu.
Das leisten Thomas Krenn Azure Stack HCI-taugliche Rack-Server
Disclaimer: Für das Verfassen und Veröffentlichen dieses Blogbeitrags hat mich die Thomas-Krenn.AG beauftragt. Bei der Ausgestaltung der Inhalte hatte ich nahezu freie Hand.