工程木材创新引领技术革命

劳特的北美市场营销专家 June De La Paz 在《工程木材杂志》2020 年春季/夏季号上发表了一篇关于“工程木材创新如何引领技术革命”的文章。阅读相关文章，了解胶合板行业如何随着社会需求变化而转变。设备在不断采用新技术，以提高效率，增强可持续性，节约能源和减少浪费等。阅读相关文章，了解劳特挖补生产线 P2 如何发展以应对行业变化、客户需求和优质木材资源供应。

顾名思义，工程木材制品是技术创新，即便每代人对“技术”的定义各不相同。行业合作伙伴通过合作并在先前的创新基础上继续推进和提高了这些产品的标准。

技术革命可以定义为以诸多新兴创新为特征的加速进步时代，这些创新的迅速应用和传播会引起社会的陡然变化。简而言之，技术革命是由引入新技术所带来的巨大变化。

技术革命开始了

第一次工业革命始于 1760 年左右，并持续了 70 多年，极大地改变了人类生活的方方面面。在前工业化时代流行的传统农业和手工业经济退居二线，从而为生产率以及效率更高的大规模工业腾出空间。工业革命催生了一些世界上最伟大的发明，例如蒸汽机、缝纫机、白炽灯泡、内燃机和现代装配线。

随着生活水平的提高，世界人口呈现出指数级增长，扩大了对商品和服务的需求。到 1800 年代，人口已超过 10 亿，工业化世界的影响促进了人类需求各个方面的生产能力，包括粮食、药品、服装和住房。

工程木材引领创新和技术革命

第一项胶合板专利于 1865 年颁予纽约的 John K.Mayo。第 51,735 号专利是一项“包括用胶合板或以其他方式牢固连接在一起的多块薄木质单板形成用于土木工程的各种结构，将几种比例或厚度的纹理交叉或多样化，使它们能够相互提供强度、支撑和防止干裂、皱缩或膨胀、扩张或收缩”的发明。 注：Mayo 可能胸怀远大理想，但史实并未记录他曾经利用过自己的专利。

向下一个高度前进

19 世纪末，世界见证了第二次工业革命的来临。电力、石油和石油等新能源产业的技术进步为汽车和飞机的发明以及新产品的开发铺平了道路。化学合成、电报和电话、白炽灯泡和旋转单板旋切机的发明和进步极大地改变了生产和业务。

胶合板的引入与进步 

胶合板行业诞生于 1905 年，当时 Portland Manufacturing Company（一家小型木箱工厂）使用各种太平洋西北针叶材来制造层积木板。到 1907 年时，产量猛增，为了满足需求，该公司安装了自动涂胶机和分段式手动压胶机。在早期，门是这种新型工程木材产品的主要用武之地，但通过使用胶合板作为踏板推动行业发展的主力则是汽车行业。

1925 年，Steger Marvin Earl 认识到“...木材的颜色和纹理都很漂亮，但经常会由于表面缺陷（例如树脂囊、节子等）而美中不足。” 他被颁予了第一项缺陷消除和挖补切割机的专利。可惜，他的发明没有取得任何真正的商业成功。

1928 年，4 英尺 x 8 英尺规格的胶合板被引入美国，用于一般建筑用途。

次年，太平洋西北地区有 17 家胶合板厂投入运营，产量达到创纪录的3.58 亿平方英尺（按 3/8 英寸规格计算）。

大萧条降临美国1929 年 10 月 24 日，有史以来最严重的股市崩盘不期而至，引发了 20 世纪持续时间最长、波及范围最广的经济萧条。在高达 24.9％ 的空前失业率、家庭收入锐减和低成本住房短缺的推动下，人们对使用胶合板快速建造的低成本工厂生产房屋的需求激增。

为了解决木材资源质量下降的问题，Gifford Pinchot 领导了一场林业保护运动。1933 年，富兰克林·罗斯福总统向国会提议巩固美国的林业资源，并颁布了包括植树、流域恢复和侵蚀防控在内的紧急保护工作。

Skoog 单板挖补机，由 Skoog Manufacturing Company 于 1941 年首次制造。

在第二次世界大战（1939 年至 1945 年）期间，胶合板被宣布为重要的战备物资，用于制造军营、船只、飞机、小屋以及临时住房和避难所等。在战争结束后的十年中，随着经济的蓬勃发展，人们对胶合板的需求增长了 280％ 以上，在接下来的五年中，这种需求又几乎翻了一番。

Steger Marvin Earl 于 1925 年发明的缺陷挖补机终于在 1941 年修成正果，也是在这一年，Per F. Skoog 为他的第一台单板挖补设备申请了专利，并且随后在总部位于华盛顿州奥林匹亚市的 Skoog Manufacturing Company 旗下制造出 Skoog 单板挖补机。

制定等级和质量标准

首批等级和质量标准由美国推出。同年，商业标准和道格拉斯冷杉胶合板协会（现称为工程木材协会，即 APA）成立。

到 20 世纪 50 年代，已有两家制造商出品气动或机械挖补设备，这些设备具有自动压模清洁和补片坯料仓进给等功能。这些挖补机使用单船形（带两点的椭圆形）补片，这些补片由优质单板切割而成，尺寸约为 4.5 英寸 x 2 英寸。机器依靠操作员手动来检查板材是否存在缺陷，操作员会用手将板材移到位，同时脚踏开关会启动压模以将缺陷冲出，然后插入单板补片。这些重型机器制作精良，经久耐用，风靡市场近 50 年，基本上没有变化，其地位也无可撼动。

数字革命兴起

随着计算机的问世，数字革命（也称为第三次工业革命）标志着信息时代的大幕开启。从 1950 年代末到 1970 年代末，计算机、微处理器、数字蜂窝电话和互联网的大规模生产和广泛使用再次改变了传统的生产和业务。

劳特单板挖补线 R7（原挖补线 P2）

通过 1998 年在美国开发第一条自动挖补线，胶合板生产在数字革命期间获得了发展。劳特制造的 Patchman 不依赖操作员来做出挖补决策，而是依赖于 1997 年首次推出的相机分等系统技术。这种视觉传感技术可准确地检测出小至 2mm x 2mm 的缺陷，其扫描单板的速度高达每分钟 200 m。计算机化系统可显示单板的实时图像，并且能够冻结和存储图像、放大缺陷和自定义等级规则。扫描后的单板会被输送到真空传送带上以进行精密控制，可编程逻辑和运动控制器可精确地挖补缺陷。当时，一台 Patchman 可取代三台手动挖补机，每个挖补冲头每小时可制作大约 1,900 个补片（大约每两秒钟制作一个补片）。自动窄条板进料机减少了单板准备工作，而大型料仓则减少了频繁的装载。Patchman 可以容纳三层，因此能够在尽可能少占用额外空间的情况下取代九台手动挖补机。

2011 年推出的下一代挖补线展示了技术如何以闪电般的速度发展，它将先进的相机和智能自动化技术融合到一个大容量系统中，实现快速、持续的精确挖补。最新一代的挖补线可大大地减少浪费，并大大地提高表板的价值，而无需任何手动单板处理。单层每小时可以制作大约 3,200 个补片（即每个补片用时不到 1 秒），比手动挖补快上四倍有余。

在这些新型挖补线首次亮相之前，最好的挖补方法已经过广泛测试，测试内容包括补片的形状和大小是否会影响耐用性和强度。在真实的单板和胶合板场景中进行了严格而详尽的测试后，劳特向 APA 提交了蝴蝶形补片，恳请后者在实验室中对其进行评估。结果显示，与行业标准形补片相比，这些补片可以承受两倍的载荷。截至 2019 年 12 月，蝴蝶形补片已包含在自愿产品标准 PS 1-19“结构胶合板”的更新后 A 级单板标准中，归属在“复合船形”补片下，后者具有多个圆形末端。在此之前，美国商务部 (USDOC) 和美国国家标准与技术研究所 (NIST) 自 2010 年以来一直没有更改过木补片标准。（有关产品标准的最近更新，请参阅第 17-19 页。）

“标准通过一种共识程序制定和更新，涉及多个机构和行业合作伙伴，并依赖于数据，”APA 质量服务主管 Steve Zylkowski 如此表示。“多年来，我们正是通过这种方式来共同推动工程木材行业发展。”

蝴蝶形补片现已包含在更新后的自愿产品标准 PS 1-19 中。

展望下一次工业革命

第一次工业革命发生在大约 260 年前。距其 110 年后，第二次革命发生，而第三次革命则发生在大约 70 年前。

可以预测的是，第四次技术革命正在酝酿中，它将模糊物理、数字和生物领域之间的界限。人工智能、自动驾驶汽车和互联网等技术，以及语音激活辅助、面部识别和数字医疗传感器，都是改变个人、公司、组织甚至政府运作方式的技术性变革，并正在如以前的工业革命一样改变社会。

随着第四次革命的到来，巨大社会变革的前置时间正变得越来越短。第四次革命对胶合板和工程木材行业将意味着什么？有了人工智能和自主设备，未来的工厂会是什么样子？在它们的共同作用下，该行业将继续自我转型。

撰文：De La Paz，6 月。“工程木材创新引领技术创新。” 《工程木材杂志》2020 年春季/夏季号：第 10-15 页