Сбор урожая: автоматизация процесса

Решение проблем автоматизации процесса сбора плодоовощной продукции

Решение проблем автоматизации процесса сбора плодоовощной

продукции

М.И. Анчёков, А.Л. Кильчукова, С.Х. Шалова

ФГБУН Институт информатики и проблем регионального управления КБНЦ РАН

Аннотация: В статье актуализируется вопрос повышения производительности труда сельскохозяйственного производства за счет автоматизации и внедрения робототехники.

В результате исследования было выяснено, что хозяйства различного типа испытывают потребность в автоматизации процесса уборки урожая, что обусловило дальнейшие направления анализа.

Представлен обзор современного состояния рынка сельскохозяйственных роботов и выявлены его ключевые игроки. Предложено решение автоматизации процесса сбора плодоовощной продукции с помощью семейства роботов AgroMultiBot.

Ключевые слова: сельское хозяйство, автоматизация и роботизация сельскохозяйственного производства; производительность труда, конкуренты, семейство роботов AgroMultiBot.

Растущая численность населения планеты к 2050 году по прогнозам демографов достигнет 9 миллиардов человек – для удовлетворения такого спроса производство сельскохозяйственной продукции должно увеличиться на 25% [1].

Значительное увеличение потребности в продуктах питания будет способствовать фокусированию государств на стимулирование производительности труда в сельском хозяйстве и рост урожайности за счет повышения эффективности реализуемых агротехнологий в результате их автоматизации [2, 3].

Сложившиеся тенденции обуславливают возможность роста мирового рынка сельскохозяйственных роботов, который по прогнозам Global Industry Analysts, Inc достигнет 15 млрд. долларов к 2020 году. Инвестиции в сельскохозяйственные технологии за 2015 год составили около 4,6 млрд долларов (вдвое больше, чем в 2014 году), по данному предмету заключено было 526 сделок [4].

В соответствии с данными, приведенными Venture Pulse Report 2015, ежегодное мировое финансирование в сельскохозяйственные технологии

возросли в 2014на 166% по сравнению с 2013 годом и на 92% в 2015 по сравнению с предыдущим отчетным периодом.

Дроны и роботы могут полностью вытеснить человеческий фактор на определенных участках работы, обладая при этом мощным потенциалом в повышении рентабельности.

Сельскохозяйственная отрасль является перспективным рынком для развития большинства самых интересных разработок в области робототехники, в связи с наличием в ней многочисленных проблем и возможностью для компаний занять определенную нишу.

Ключом стремительно возросшего интереса со стороны государств к сельскохозяйственным технологиям, в том числе робототехнике, является снижение издержек фермеров и хозяйств различного типа, позволяющее обеспечить доступность продуктов питания для всего населения, повышение производительности труда, улучшения качества продукции.

На наш взгляд, адаптация существующей сельскохозяйственной техники к необходимым требованиям фермеров наряду с созданием новой с последующим переходом к безлюдным формам организации труда является наиболее жизнеспособной стратегией развития на рынке сельскохозяйственных роботов.

При этом, по результатам опроса, проведенного в ходе нашего исследования рынка сельскохозяйственных роботов, было выявлено, что 90% респондентов (хозяйств различных типов) испытывают потребность в автоматизации процесса уборки урожая, что обусловило дальнейшие направления анализа.

Ключевыми игроками на рынке сельскохозяйственной техники в 2015 году являлись такие компании как Auto Probe Technologies LLC (сельхозтехника), Deere&Company (John Deere – многофункциональная с/х техника (разных направлений, в том числе комбайны)), De Laval International

AB (сельскохозяйственная техника для животноводства), AGRO Corporation (с/х техника, тракторы), GEA Group Aktiengesellschaft (с/х техника для ферм, с углубленной специализацией на животноводстве), AGROBOT (робот-сборщик клубники) и Vision Robotics Corporation (робот-сборщик апельсинов).

Исследованиями и разработками в области роботостроения активно занимаются в Институте информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН, на базе которого создан прототип мобильного робота для сбора плодоовощной продукции на открытом грунте в безлюдном режиме «AgroMultiBot.Garnet», являющийся первым в составе семейства роботов для безлюдного сельскохозяйственного производства (Рисунок 1).

Рис. 1 Робот-сборщик плодоовощной продукции AgroMultiBot.Garnet.

Семейство роботов AgroMultiBot реализует концепцию безлюдного сельскохозяйственного производства на основе последовательной разработки и внедрения серии мобильных автономных роботов. Каждый из них будет выполнять определенный отличный от других набор агротехнических операций. Совместное применение всех роботов обеспечит полный функционально замкнутый цикл сельскохозяйственного производства.

AgroMultiBot – это семейство роботов: робот-сборщик для открытого грунта «Garnet», робот-сборщик для теплиц «Hyacinth», пропашной робот

«Pearl», транспортный робот «Topaz», сервисный робот «Sapphire», зарядная станция «Chrysolite», культиватор-фитосанитар «Ruby», ороситель «Diamond» и другие роботы.

Основная функциональность робота-сборщика реализована в навесном роботизированном модуле, представляющим собой раму с двумя манипуляторами, ленточным транспортером, ворошителем и системой датчиков для распознавания плодов (рисунок 2).

Рис. 2 Навесной роботизированный модуль.

Для отработки основных алгоритмов была разработана тестовая платформа, состоящая из навесного роботизированного модуля и транспортной платформы на шинах низкого давления (рисунок 3).

Рис. 3 Тестовая платформа. 3Б модель и ее реализация.

Фермер сможет приобретать и внедрять каждого из этих роботов отдельно, либо приобрести все семейство сразу. Внедрение каждого из них

позволит в несколько раз повысить эффективность сельскохозяйственного производства. Роботы могут использоваться совместно с уже имеющимися в хозяйстве машинами и средствами автоматизации.

Семейство роботов AgroMultiBot реализуется на основе двух ключевых технологий: Try&Fly и MACROS.

Try&Fly – универсальная технология самообучения роботов для решения задач целенаправленного перемещения в пространстве и манипулирования объектами на основе нейрокогнитивной адаптивной сенсомоторной петли (Neurocognitiveadaptivesensorymotorloop (NCASL), реализуемой с помощью мультиагентной рекурсивной когнитивной архитектуры [5, 6]. MACROS – универсальная технология самообучения мультиагентных коллаборативных роботов для решения задач понимания и выполнения безлюдными робототехническими комплексами сложных миссий [7].

Технологии Try&Fly и MACROS реализованы в виде аппаратно-программных комплексов.

Такой подход в реализации технологий позволяет получить независимые продукты, которые имеют потенциал самостоятельной реализации в виде коммерческих продуктов.

Данными аппаратно-программными комплексами можно оснастить существующую сельскохозяйственную технику тем самым интегрировать их в процесс роботизации сельского хозяйства.

Для обнаружения плодов огурца используется система компьютерного зрения на основе мультиспектральной съемки. Данный подход основывается на том, что строение плодов огурца и листвы имеют различия в спектрах поглощения и отражения инфракрасного излучения [8]. Это качество позволяет системе компьютерного зрения эффективно выделять плоды огурца на фоне листвы.

Разрабатываемый в ИИПРУ КБНЦ РАН сельскохозяйственный робот, позволяет решить проблемы:

1) низкий уровень производительности и эффективности традиционной уборки;

2) высокие издержки организации ручного сбора урожая;

3) высокая степень повреждаемости плодов при механизированных видах уборки;

4) существенное повреждение почвенного слоя.

Преимуществами использования AgroMultiBot в процессе сельскохозяйственного производства являются:

1) замещение до 25 человек на поле;

2) дополнительный сбор 30-50 процентов урожая, остающихся гнить на поле при традиционной уборке;

3) обеспечение индивидуального ухода за каждым растением;

4) низкий срок окупаемости.

Несмотря на то, что рынок сельскохозяйственной робототехники является относительно молодым, на нем можно отметить ряд конкурентов, представленных на рисунке 4.

Рис. 4 Конкуренты AgroMultiBot на рынке сельскохозяйственной

робототехники.

Среди конкурентных преимуществ AgroMultiBot можно выделить следующие:

1) ожидаемая производительность в 3-5 раз выше, чем при ручной уборке;

2) сокращение производственных расходов за счет сбора продукции в безлюдном режиме;

3) сбережение плодов за счет применения интеллектуальной системы идентификации плодов, многозвенного манипулятора, мультиагентного взаимодействия с другими роботами в составе AgroMultiBot;

4) сбережение почвенного слоя и посадок за счет применения одноосной транспортной платформы на широкопрофильных катках;

5) возможность поэтапного перехода к безлюдному сельскохозяйственному производству за счет постепенного внедрения роботов для различных агротехнических операций;

6) возможность круглосуточной работы в любых климатических условиях, допускающих возделывание на грунте, за счет обеспечения энергией и обслуживания автономными сервисными роботами и зарядными станциями;

7) возможность быстрой перенастройки на требуемый вид уборки.

Сельскохозяйственные роботы являются лишь частью общей тенденции к

большей автоматизации процессов каждого из типов человеческой деятельности [9, 10]. Роботы используются гораздо шире, чем ожидалось, в различных секторах, и эта тенденция, вероятно, продолжится в разрезе робототехники, становящейся столь же распространенной, как и компьютерная техника в течение последующих 15 лет.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 15-01- 05844.

Литература

1. Кильчукова А.Л. Вопросы продовольственной безопасности России // Международная научно-практическая конференция «Глобальные

вызовы современности и проблемы устойчивого развития», г. Нальчик,

2015, с. 536-541.

2. Кумышева З.Х., Шалова С.Х. Влияние процессов глобализации на эколого-экономическое развитие // ХХУ1 Международная Научно-практическая конференция «Трансформация экономических теорий и процессов», г. Санкт-Петербург, 2014, с.39-41.

3. Думанова А. Х., Кумышева З. Х., Шалова С. Х. Глобальные дисбалансы и их влияние на эколого-экономическое развитие // Инженерный вестник Дона, 2014, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2014/2731.

4. AgTech Investing Report Year in Review 2015. February URL: research.agfunder.com/2016/AgFunder-Agtech-Investing-Report-Midyear-

2016.pdf (accessed 23/04/2016)

5. Нагоев З.В. Интеллектика, или мышление в живых и искусственных системах. Нальчик: Издательство КБНЦ РАН, 2013. 211 с.

Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/reshenie-problem-avtomatizatsii-protsessa-sbora-plodoovoschnoy-produktsii

Автоматизация учет сбора урожая для агрокластера Фрагария

16 июля 2018 года компания «Первый БИТ» сообщила об автоматизации учета сбора ягод, фруктов и процессов производства из них продукции для ООО «Фрагария». Для решения задачи было использована система «1С:ERP» и собственная разработка на платформе 1С

«Первый БИТ» разработал модуль для учета сбора ягод на платформе 1С — ягоды взвешиваются на мобильном пункте прямо в поле. Полученные данные автоматически попадают в систему.

Модуль удалось разработать и внедрить за полтора месяца, чтобы успеть к сбору урожая в 2017 году. После внедрения специалисты Первого БИТа приступили к автоматизации производства продукции на строящемся заводе. Автоматизировали бухгалтерский, кадровый и производственный учет на базе решения «1С:ERP».

К началу сезона 2018 года модуль сбора ягод был усовершенствован с учетом опыта прошлой работы.

В 2018 году на территории полей была развернута мобильная связь 3G, и специалисты Первого БИТа настроили работу через RDP-протокол, чтобы данные появлялись в системе в режиме реального времени.

Производственная площадка ООО «Фрагария» официально начала свою работу в 2017 году, и мы рассчитываем изготавливать 8 тысяч тонн готовой продукции в год — замороженных шоковым методом по европейский технологии ягод и фруктов. При этом часть сырья уже выращивается на собственных 50 Га полей. Мы не нашли на рынке подходящую систему для автоматизации сбора ягод, поэтому нам были необходимы специалисты, которые смогут настроить учет «с нуля».

Для автоматизации производства была выбрана система «1С:ERP», поэтому было принято решение разработать необходимый модуль также на платформе 1С.

Ярослав Мостовый, финансовый директор ООО «Фрагария»

Особенностью внедрения «1С:ERP» было то, что проект стартовал, когда производство еще не было запущено — «Фрагария» только строила завод и формировала процессы совместно с консультантами из Украины, Германии и Италии, а специалисты Первого БИТа параллельно их автоматизировали.

«Первый БИТ» начал работы с бухгалтерского учета. Автоматизация учета, имеющего четкие регламенты, помогла сократить неопределенность в начале проекта.

Также это позволило лучше узнать особенности заказчика для дальнейшей работы по автоматизации производства.

Автоматизация процессов в момент их формирования несла много рисков — производство редко работает в точности так, как изначально планировалось. Но конструктивное взаимодействие с сотрудниками заказчика и консультантами помогло избежать неразрешимых проблем.

Сергей Вересов, руководитель филиала компании «Первый БИТ»

Источник: https://1c-erp.net/data/avtomatizacija-uchet-sbora-urozhaja-dlja-agroklastera-fragarija/

Заробитчанам на заметку, или почему на сборе помидоров в ближайшее время уже не заработать

TomatoTek — это новейший сортировщик овощей компании WECO, который устанавливается как навесное оборудование на машину для сбора урожая. Сего помощью осуществляется автоматизация сортировки овощей, в данном случае — помидоров, по цвету.

Отделение зеленых помидоров от красных осуществляется с помощью оптической сортировки томатов, поступающих на конвейерную ленту. Светоотражающая технология определяет красный цвет и аккуратно удаляет 98% зеленых помидоров.

TomatoTek позволяет фермерам сэкономить массу времени и уменьшает количество ручного труда на 95% (!)

По данным разработчика, одна такая установка может обрабатывать до 15 акров в день. Также сообщается, что TomatoTek может быть установлен практически на любую с/х машину для сбора урожая.

WECO (Woodside Electronics Corporation) — компания, базирующаяся в Калифорнии, занимается разработкой, производством и обслуживанием электронных сортировщиков уже более тридцати лет и имеет тысячи подразделений, развернутых по всему миру. WECO работает в нескольких направлениях автоматизации с/х работ: сортировка урожая томатов; сбор грецкого ореха и ореха-пекана; сбор мелких фруктов, таких как черника, клюква и виноград.

Таким образом, автоматизация сортировки овощей — это лишь одно из возможных направлений, где производственные процессы буду происходить с минимальным участием или вообще без привлечения человека.

Могу также добавить, что сельское хозяйство является одной из наиболее перспективных отраслей для автоматизации.

Уже сейчас, по множеству прямых и косвенных признаков можно судить о том, что проникновение новых технологий, вытесняющих ручной или низкоквалифицированный труд, будет иметь наивысшую степень именно в сельском хозяйстве, где в недалекой перспективе автоматизация будет доходить до 70-90%

Это особенно хорошо видно, если взять разные технические решения и, комбинируя их, автоматизировать определенные операционные процессы. Например, взяв за основу такие примеры автоматизации, о которых я писал ранее:

Беспилотные технологии приходят в сельское хозяйство

Китай все более активно использует дроны в сельском хозяйстве

В Китае нашли способ как превращать пустыни в леса

Итак, что можно сказать в итоге. На самом деле, данная технология является не только прямым конкурентом для украинских, равно как и других иностранных заробитчан, которые пока еще могут рассчитывать на какие-то день, работая на полях развитых европейских стран.

Это также еще один тревожных звонок для всей Украины, и для всех промоутеров ее «великого аграрного будущего», которые грезят о перспективах, основываясь только на ресурсном потенциале ее земли, но, при этом, в упор не видят надвигающихся проблем, связанных с низкой производительностью и высокой сырьевой составляющей…

Роман Комыза

15.11.2017

Понравился материал? Поддержите развитие сайта www.komyza.com
Карта Приватбанка 5168 7556 2066 1971

Источник: https://komyza.com/zarobitchanam-na-zametku-ili-pochemu-na/

Автоматизация в сельском хозяйстве

Автоматизация производства — это применение автоматических и автоматизированных устройств и систем для полного или частичного освобождения человека от выполняемой им работы по управлению и контролю при получении, обработке, передаче и использовании энергии, материалов, информации и др. Автоматизация — одно из основных направлений научно-технического прогресса.

Механизация и автоматизация сельского хозяйства повышают производительность труда, способствуют увеличению выпуска сельскохозяйственной продукции, росту ее качества. Эти процессы тесно связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления.

Машины, механизмы, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда.

https://www.youtube.com/watch?v=4yqasvcDto8

В нашей стране созданы крупные специализированные животноводческие комплексы, птицефабрики, зверофермы, тепличные комбинаты, где производство организовано на промышленной основе, что позволяет в полной мере использовать современные технические средства автоматики.

Например, на современных птицефабриках для вывода цыплят, утят и другой птицы применяются полностью автоматизированные инкубаторы, где автоматически поддерживаются постоянная температура и влажность воздуха и через определенные промежутки времени специальным механизмом яйца переворачиваются с боку на бок.

Птичники оборудуют автоматическими установками искусственного освещения, которые продлевают световой день. Дополнительное освещение включается осенью и зимой до рассвета, днем при пасмурной погоде и вечером, когда естественного освещения слишком мало. Корм птицы также получают из автоматических кормушек.

В России созданы опытные птицефабрики-автоматы с полной механизацией всех работ. Здесь осуществлена комплексная автоматизация управления машинами и установками с помощью программных устройств.

На животноводческих фермах оборудованы автоматизированные поточные линии доения коров и первичной обработки молока, приготовления и раздачи кормов. В животноводческих помещениях автоматически обеспечивается оптимальный микроклимат. На большинстве животноводческих ферм полностью автоматизированы системы водоснабжения (см. Водоснабжение ферм), вентиляции и отопления помещений.

Использование автоматизированных систем вентиляции в овоще- и плодохранилищах позволяет резко уменьшить потери сельскохозяйственной продукции при хранении (см. Хранение урожая).

Комплексные автоматические агрегаты и линии, которыми оснащены предприятия по первичной переработке скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов, значительно сокращают потери, лучше сохраняют качество вырабатываемых продуктов питания.

В теплицах с искусственным климатом в наших северных районах круглый год выращивают овощи, цветы и даже фрукты.

При этом температура и влажность воздуха и почвы в теплице поддерживаются на постоянном уровне с помощью автоматических установок искусственного климата.

Вентиляция и дополнительное освещение включаются также автоматически, обеспечивая растениям оптимальный световой режим и чистоту воздуха. Многие теплицы оборудованы автоматическими дождевальными установками.

Большое значение для сельского хозяйства, как и для любой другой отрасли народного хозяйства, имеет постоянное снабжение электроэнергией. В районах, удаленных от линий электропередачи, электроэнергия производится местными гидроэлектрическими или дизель-электрическими станциями.

Такие электростанции, как правило, полностью автоматизированы, т. е. пуск и остановка первичных двигателей, регулировка напряжения в сети, подача топлива, защита от коротких замыканий осуществляются автоматически по заданной программе или по сигналам дистанционного управления.

Многие системы водоснабжения на горных и отдаленных пастбищах, обеспечивающие подачу глубинной воды на поверхность с помощью насосов, приводимых в действие ветряными двигателями, также автоматизированы.

В работе электрических сетей, систем водоснабжения и орошения большую роль играет телемеханика, позволяющая управлять работой машин на расстоянии.

С помощью телемеханики один человек — диспетчер — может-, например, не выходя из помещения, включать или выключать все дождевальные установки на полях колхоза или совхоза одновременно; регулировать подачу воды в каналы орошения; менять режим работы установок искусственного климата в теплицах и помещениях животноводческих ферм; включать и отключать отдельные линии в сетях электроснабжения; регулировать вентиляцию и тепловой режим овощехранилищ.

Автоматизация отдельных процессов, а затем комплексная автоматизация всего производства с применением автоматизированных систем управления (АСУ) — одно из основных направлений научно-технического прогресса в области сельского хозяйства. Для оптимального управления сельским хозяйством в масштабе всей отрасли в России разрабатывается отраслевая автоматизированная система управления — ОАСУ-сельхоз.

Источник: http://enciklopediya-tehniki.ru/promyshlennost-na-a/avtomatizaciya-v-selskom-hozyaystve.html

Развитие процессов автоматизации производства

Стратегией машиннотехнологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г. определена настоятельная необходимость формирования конкурентоспособного агропромышленного производства, обеспечивающего продовольственную безопасность страны, интеграцию его в мировое сельскохозяйственное производство.

При этом конкурентоспособное сельское хозяйство России должно базироваться на автоматизированных высокоинтенсивных с точным исполнением технологиях. Техника, обеспечивающая эти технологии, должна отвечать требованиям прецизионного управления продукционными процессами как в растениеводстве, так и в животноводстве.

Автоматизация производ- ственных процессов – стратегическое направление развития техники и технологий

Автоматизация создает научную и техническую основу для возникновения и развития новых направлений технического прогресса. Быстрый рост технической оснащенности и развитие микропроцессорной базы с использованием топоориентированных технологий и новых радионавигационных систем создают необходимые предпосылки для автоматизации процессов в сельскохозяйственном производстве.

Учитывая, что мировой уровень механизации основных процессов в полеводстве и животноводстве приближается к 100%, дальнейшее развитие сельскохозяйственной техники будет характеризоваться еще более интенсивным использованием средств и методов автоматизации, информатизации и робототехнических комплексов.

https://www.youtube.com/watch?v=hEWsUlfSSUk

Однако внедрение более интенсивных технологических процессов и стремление получить более высокое качество продукции ограничиваются физиологическими возможностями человека. Поэтому уже широко используются высокоточные технологии, базирующиеся на автоматическом управлении процессами.

Так, в растениеводстве для этого все больше используются технические средства точного позиционирования на базе спутниковых навигационных систем для точного местоопределения сельскохозяйственных агрегатов на поле.

Это позволяет автоматически получать и считывать информацию с электронных карт, отражающих состояние каждого фрагмента поля, закладывать требуемый вид операций по времени и объему в МТА.

За последние десятилетия автоматизация сельского хозяйства сформировалась в самостоятельную отрасль науки и техники, охватывающую теорию, принципы построения и способы использования автоматизированных систем управления в сельском хозяйстве, действующих с минимальным участием человека или без его непосредственного участия.

Основная особенность автоматизации на современном этапе развития сельскохозяйственного производства заключается в неразрывной связи техники с биологическими объектами, а значит, с непостоянными во времени параметрами (почвы, растений, животных), со свойственной только им непрерывностью процессов производства продукции и цикличностью ее получения. В этих условиях системы автоматики должны учитывать:

связь техники с биологическими объектами, а технику рассматривать как человекомашинную систему;
многообразие и сложность производственных процессов, что обусловлива ет разнообразие технологических процессов и техники;
распределенность контролируемых и регулируемых параметров многих объектов по большому технологическому полю (теплицы) или объекту (хранилища) со случайными возмущающими воздействиями;
рассредоточенность сельскохозяйственной техники по большим территориям, удаленность ее ремонтной базы, не редко недостаточную квалификацию об служивающего персонала;
условия работы систем автоматики (на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях) с изменением в широких пределах температуры, влажности, состава агрессивных газов, запыленности, интенсивности солнечной радиации и т.д.

Производственные процессы сельского хозяйства относятся к сложным объектам управления, что характеризуется большим числом контролируемых и управляемых параметров и действием многочисленных возмущений, влияющих на эффективность выполнения этих процессов. Обслуживающий персонал (механизаторы) часто не в состоянии своевременно реагировать на эти возмущения, носящие заведомо случайный характер.

Поэтому ручное управление сельскохозяйственными машинами, агрегатами и технологическими процессами на практике оказывается недостаточно эффективным.

Например, для эффективного использования МТА оператор (тракторист) должен управлять загрузкой двигателя трактора, направлением движения агрегата, изменением тяговой мощности, в том числе за счет уменьшения буксования ведущих колес, следить за качественным выполнением технологических операций и обеспечивать безопасность движения.

Чем выше рабочая скорость, больше ширина захвата МТА, сложнее управляемая операция, тем большее количество информации должен переработать оператор в единицу времени и тем чаще ему приходится пользоваться органами управления, что приводит к быстрой утомляемости.

В связи с этим оператор не редко запаздывает с принятием решения по управлению МТА, в результате чего эффективность и качество работы агрегата существенно снижаются. Поэтому уже сегодня используются на прямолинейном ходе гона системы автоматического вождения МТА.

Например, в почво обрабатывающем посевном агрегате “СоюзHorsche” производства Украины используется система GPS с точностью движения по прямой 1,52 см.

Еще большим числом параметров требуется управлять при послеуборочной обработке зерна.

Рабочий персонал поточных линий должен решать две группы задач: первая – управление многочисленными электроприводами машин и механизмов при выборе маршрутов обработки зерна и ликвидации нештатных ситуаций; вторая – управление режимами работы отдельных машин. При этом контролируется более 20 параметров.

Своевременная обработка такого количества информации, как показали исследования, превышает психофизиологические возможности оператора, и поэтому ручное управление поточными линиями послеуборочной обработки зерна малоэффективно (производительность не превышает 65-70% от номинала).

Автоматизация в полеводстве

К обобщенным объектам автоматизации в растениеводстве относятся технологии получения сельскохозяйственной растениеводческой продукции. В качестве примера на рис. 1 показаны упрощенные блоксхемы технологий выращивания зерновых, технических (на примере свек лы), овощных культур и картофеля.

Большинство технологических процессов и операций в этих технологиях механизировано, т.е. осуществляется с помощью сельскохозяйственных машин и их комплексов, что позволяет их считать частными объектами автоматизации. Однако сведение автоматизации технологий к автоматизации частных объектов допустимо лишь при системном подходе к автоматизации этих объектов, т.

е. при учете взаимосвязи их в той или иной технологии.

Вся сельскохозяйственная техника, рассматриваемая как объекты автоматизации, может быть разделена на три большие группы: отдельные сельскохозяйственные машины, агрегаты, поточные линии.

Автоматизация в животноводстве

Для животноводства и птицеводства так же характерны все группы объектов автоматизации: автоматизируемые технологии и непосредственно объекты автоматизации. Автоматизируемые технологии (рис. 2) под разделяются на три группы: производство молока, яиц и мяса (откорм животных); вы ращивание молодняка для ремонта (воспроизводства) стада; заготовка, хранение, подработка, раздача кормов.

Технологии животноводства имеют ряд общих технологических процессов – отопление и вентиляция, уборка и переработка биоотходов, освещение и облучение животных, приготовление и раздача кормов и др.

Заготовка и хранение кормов включают в себя технологические процессы посева, ухода за культурами, уборки, сушки и вентилирования, химической консервации.

Объекты автоматизации включают в себя машины, агрегаты и поточные линии, характеризующиеся большим разнообразием, но по ряду операций они довольно схожи (регулирование микроклимата, водо потребление, раздача кормов и др.).

Пути развития автоматизации технологических процессов

В растениеводстве на ближайшую перспективу они определяются в значительной мере наметившимися прогрессивными тенденциями совершенствования систем автоматизации, средств механизации и в целом машинных технологий производства сельхозпродукции.

Читайте также: Минимализм в гостиной

К прогрессивным тенденциям в совершенствовании систем автоматизации машин, агрегатов и поточных линий в растениеводстве относится переход от использования совокупностей локальных систем автоматического контроля и регулирования к разработке и использованию многомерных систем автоматизированного управления.

В них осуществляются централизация приема и обработки информации локальных систем и формирование контрольных и управляющих воздействий. В техническом отношении – это переход от релейноконтактной и электронной аппаратной техники к програм мируемой микропроцессорной технике.

В микропроцессорных системах автоматизированного управления локальные системы автоматического контроля и регулирования будут уже играть роль подсистем.

Эти под системы необходимо совершенствовать путем использования более эффективных алгоритмов управления, например, переходом в обоснованных случаях от стабилизирующих систем (подсистем) автоматического регулирования к самонастраивающимся и адаптивным системам.

Микропроцессорное исполнение автоматизированных систем управления позволяет их унифицировать, т.е.

создать одну унифицированную систему для целой группы аналогичных объектов (например, самоходные комбайны различных типов, пред приятия по послеуборочной обработке зерна различной производительности и назначения и т.д.).

При этом некоторая неодинаковость функций такой унифицированной системы применительно к разным объектам одной группы будет устраняться программными средствами без конструктивного из менения систем.

Расширение областей использования средств автоматики в растениеводстве на перспективу обусловливается появлением новых средств механизации и отдельных машинных технологий.

К ним относятся, например, технология дифференцированного внесения удобрений, технология уборки и послеуборочной обработки всего биологического урожая зерновых культур в стационаре (очес зерновых), координатное земледелие и др.

В животноводстве – это разработка и производство технических средств для приготовления точного, по соответствующей программе, сбалансированного состава кормов для различных половозрастных групп животных и птицы со всеми не обходимыми микродобавками, включая и лечебнопрофилактические, а также средства доставки корма до каждого животного по зоотехнической норме в установлен ное время.

Важными проблемами, требующими решения, являются: достижение необходимой надежности позиционирования и идентификации животных, создание микроклимата с требуемыми параметрами как в целом в помещении, так и в зоне содержания животного, замер продуктивности в потоке и др. При этом следует учитывать и экономические аспекты этих проблем.

Важные направления дальнейшего развития автоматизации в растениеводстве и животноводстве – создание и широкое использование роботов и робототехнических систем. Эти работы в нашей стране получили лишь начальное развитие.

Применение средств робототехники необходимо, в первую очередь, в процессах, вредных для человека (хранение и использование минеральных удобрений и средств химической защиты растений, протравливание зерна перед посевом и др.

), и в процессах, требующих больших затрат труда (посадка рассады, сбор урожая продукции и т.д.).

Автоматизация и информатизация сельскохозяйственного производства относятся к приоритетным направлениям научнотехнического прогресса.

Их активное совместное развитие будет всемерно способствовать более ускоренному использованию достижений биотехнологии, генной инженерии, созданию интегрированных систем защиты растений и животных, интенсификации продуктивности животных и птицы, технологий мониторинга и управления природными ресурсами, программированию урожая в конкретных агроландшафтных системах и др.

Учитывая неразрывную постоянную связь тех или иных технических средств с животными (контактную или дистанционную), необходимо активизировать работу по созданию приборной базы для контроля и измерения значительного количества биологических параметров.

Следует отметить, что около 20% различных параметров в сельскохозяйственном производстве недоступно непосредственному измерению, для них пока еще не разработаны даже первичные преобразователи.

К тому же приборы и датчики зачастую должны закрепляться на биообъектах, иметь высокую надежность работы, малые габаритные размеры и массу, способность функционировать в средах с высокой влажностью и достаточно агрессивной газовой среде, выдерживать ударные нагрузки.

Для выполнения технологических операций в животноводстве применяются десятки машин, почти половина из которых не в достаточной мере восприимчива для применения в них средств автоматизации. Здесь особое внимание следует уделять защите от перегрузки технических средств (что является предтечей не только нарушений технологического процесса, но и травмирования персонала).

Механизация и автоматизация – неотъемлемые части ресурсосберегающих интенсивных технологий производства продукции, малоотходных технологий ее переработки, хранения и реализации.

По прогнозам, новые высокоинтенсивные технологии позволят повысить продуктивность растениеводства и животноводства в 2,53 раза и сократить трудозатраты в 1,5-2 раза и более.

Этого не решить без фундаментальных и поисковых исследований.

К сожалению, из-за недостаточного финансирования фундаментальные исследования в стране значительно сократились. Большой вклад в развитие фундаментальной науки по автоматизации и информатизации делают соискатели при подготовке кандидатских и докторских диссертаций. Задачи фундаментальных исследований по автоматизации на современном этапе видятся в следующем:

разработка алгоритмов функционирования и формализация математического описания объектов автоматизации, разработка единых методик исследований родственных технологических процессов, совершенствование сельскохозяйственных технологических процессов с учетом возможностей их комплексной механизации, автоматизации и информатизации;
исследования физиологических и поведенческих аспектов взаимодействия систем “человек – машина”, “животное – машина”, “растение – машина” в условиях автоматизированного производства;
научное обобщение мирового опыта автоматизации и информатизации сельского хозяйства, выявление типовых решений и их аналогов в промышленности с целью использования серийной аппаратуры автоматики в сельскохозяйственном производстве;
определение роли и места фундаментальных исследований в разработке и проектировании новых технологий, машин, агрегатов и установок с учетом возможности расширения их автоматизации в дальнейшем;
изыскание методов разработки принципиально новых датчиков физических, химических и биологических величин, которые в автоматических системах используют параметры объектов для управления и передачи информации о них в соответствующие устройства. Датчики являются главным элементом системы автоматики. Они должны быть простыми по устройству, малоинерционными, высоконадежными, способными сочленяться с объектами управления, особенно биологическими, и не влиять на функционирование этих объектов;
проведение исследований информационных характеристик машин, агрегатов и по точных линий как систем “человек – машина”, оценка возможностей человекаоператора по приему, обработке и использованию информации;
совершенствование методик техникоэкономических расчетов эффективности применения систем автоматизации сельхозпроизводства с учетом технологического, структурного, энергетического, трудового, социального выигрыша;
разработка и внедрение в перспективе комплекса унифицированных микропроцессорных систем автоматизированного управления машинами, агрегатами и поточными линиями как составных частей нового поколения автоматизированных технологий производства сельскохозяйственной продукции;
совершенствование рабочих программ, курсов, дисциплин, баз практик, способствующих более качественной подготовке специалистов (мастеровналадчиков, техников, инженеровэлектромехаников) по проектированию, наладке, техническому обслуживанию и ремонту, эксплуатации систем и средствав томатики, расширение аспирантуры и докторантуры в НИИ и вузах по специальности “Автоматизация технологических процессов и производств” (по отраслям АПК).

Задачи фундаментальных исследований являются составной частью Стратегии машиннотехнологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г.

На третьем этапе направлений развития техники для сельского хозяйства в Стратегии ставится задача “… создания интеллектуальной техники за счет качественно нового уровня автоматизации и даже автоматических процессов сельскохозяйственного производства“.

Грядущее реформирование науки требует теснейшей увязки результатов фундаментальных исследований с инновационной деятельностью творческих коллективов – отделов и лабораторий в целях ускоренной материализации новых знаний.

Ю. Ф. Лачуга, вице-резидент, академик Россельхозакадемии,
И. Ф. Бородин, акад. Россельхозакадемии,
В. К. Хорошенков, канд. техн. наук, зав. отделом ГНУ “ВИМ”

Источник: http://www.techagro.ru/read/procs_avt

Техника для выращивания картофеля

Здравствуйте дорогие друзья , коллеги фермеры, и дачники и читатели Agrolain. Современные способы ведения сельского хозяйства уже немыслимы без применения различной сельскохозяйственной техники, в число которой входит и техника для выращивания картофеля применяемая в наиболее перспективных и развитых агропромышленных предприятиях.

Современная техника для выращивания картофеля позволяет не только получать прекрасные урожаи, но, и производить своевременную и качественный сбор урожая, что считается одним из важнейших факторов рентабельности любого сельскохозяйственного предприятия занимающегося выращиванием этой культуры.

Основные виды техники применяемой для выращивания картофеля.

Применение механизации в выращивании картофеля, позволяет практически полностью исключить применение дорогостоящего рабочего труда.

https://www.youtube.com/watch?v=4yqasvcDto8

В основном, для выращивания, сбора и обработки этой сельскохозяйственной культуры применяются следующие виды техники и оборудования:

Машины для междурядной обработки, позволяют подготовить поле к посадке картофеля, формируя гряды необходимого размера, в которые, и будет производится последующий посев картофеля.

Картофелесеялки, позволяют механизировать процесс посадки картофеля, причем производительность данных машин предоставляет прекрасную возможность осуществить процесс посадки картофеля в сжатые сроки, что критично важно при проведении посевных сельскохозяйственных работ.

Картофелеуборочные комбайны, служат для автоматизации процесса уборки картофеля, и позволяют производить уборку этого корнеплода с минимальными потерями как в количестве собираемого урожая, так и в качестве сборки картофеля.

Картофелекопалки для упрощения сбора урожая — кстати можете ознакомиться со статьей как сделать картофелекопалку своими руками.

Ведь наиболее совершенные модели этих комбайнов практически исключают возможность повреждения картофеля в процессе сбора урожая.

Сортировочная линия для картофеля, применяется на окончательном этапе сборки урожая, и позволяет производить механизированную сортировку картофеля по заданным параметрам, что позволяет отбирать картофель по нескольким типам размеров корнеплода.

Агротехника картофеля, включает в себя еще несколько наименований и разновидностей машин применяемых при выращивании и уборке этой культуры, но, в основном, они не являются узкоспециализированными, и могут использоваться в различных областях сельского хозяйства.

Приобретение картофелеуборочной техники

Сегодня, не все сельскохозяйственные предприятия могут позволить себе покупку дорогостоящей техники для выращивания и уборки картофеля, и наиболее распространенным способом стало приобретение техники в лизинг, либо аренда техники на период посадки, и уборки урожая.

Приобретение техники в лизинг позволяет произвести постепенный выкуп техники в течении длительного срока, за который техника, как правило успевает окупить себя, что несомненно, является одним из наиболее выгодных и предпочтительных способов покупки картофелеуборочной техники.

Выращивание картофеля, считающегося достаточно гибкой сельскохозяйственной культурой, позволяет брать технику для посева и уборки в аренду, ведь сроки посева, и уборки картофеля могут сильно отличатся в зависимости от сорта и применяемых удобрений, что позволяет производить сбор урожая в различные сроки, беря в аренду необходимую технику у специализированных предприятий.

Такой способ позволяет брать технику на непродолжительное время, что помогает сэкономить бюджет сельхозпредприятия, особенно в том случае, если оно только начинает свою деятельность, и не обладает достаточными финансовыми средствами для покупки техники в кредит, или в лизинг.

Современные методы выращивания картофеля

Одним из наиболее передовых и высоко продуктивных методов, заслуженно считается способ выращивание картофеля по Голландской технологии, который позволяет получать обильные урожаи, даже в случае возникновения неблагоприятных погодных условий.

Основой метода, является посадка картофеля на рыхлых почвах, которые предварительно обрабатываются специальными фрезерными орудиями, позволяющими достичь необходимой рыхлости почвы.

При этом способе подготовки почвы, к корням картофеля беспрепятственно может поступать большое количество воздуха содержащего кислород, и воды, что считается наиболее благоприятным фактором для быстрого созревания клубней картофеля.

Кроме этого, Голландская технология подразумевает минимальное количество механических операций в процессе созревания картофеля, что отображается положительным образом на процессе созревания этой культуры.

Также, для предотвращения развития сорняков, технология позволяет применять различные гербициды, а так же, производить опрыскивание картофеля специальными химическими препаратами исключающими развитие на листьях картофеля вредоносных насекомых.

Все эти методы, применяемые тесном взаимодействии, позволяют получать превосходные урожаи, этой замечательной сельскохозяйственной культуры.

Источник: http://AgroLain.ru/kartoshka/texnika-dlya-vyrashhivaniya-kartofelya

Роботизированная сборка фруктов – выбор решений растет

03.05.2017сельское хозяйство, Израиль, США

Сбор урожая огромного числа американских фруктовых садов требует усилий тысяч сезонных рабочих, многие из которых работают и проживают в США нелегально.

Труд этих людей дорожает год от года, а потому фермерское хозяйство становится все более лакомой целью для компаний, занимающихся роботизацией.

Роботы не устают, трудятся 24 часа в сутки, не нуждаются в каких-либо удобствах, не уходят в отпуск, а главное – дешевеют и совершенствуются с каждым годом.

По словам Гада Кобера, со-основателя израильской компании FFRobotics, молодежь все реже готова работать на фермах, а предыдущее поколение сборщиков фруктов постепенно выходит на пенсию.

Читайте также: Обзор компании двери тут

В этих условиях на рынке формируется спрос на роботизацию сбора урожая яблок и ряда других фруктов.

За рынок роботов для сборки фруктов в ближайшие годы будут соревноваться израильская FFRobotics и калифорнийская компания Abundant Robotics.

Сбор урожая большинства сельхозкультур уже подвергся механизации или автоматизации – это касается, прежде всего, пшеницы, кукурузы, зеленой фасоли земляники, помидоров, латука. Продукты, внешний вид которых важен для покупателя, например яблоки, различные ягоды и виноград, до сих пор, за редким исключением, собирают вручную.

Объемы сельскохозяйственного рынка только штата Вашингтон впечатляют – $7.5 млрд. Регион характеризуется нехваткой работников и зависит, в частности, от мексиканских сотрудников, которые каждый год приезжают в США, чтобы поучаствовать в сборе урожая.

Жесткая политика Дональда Трампа в отношении иммигрантов может привести к тому, что большинство фермеров обратятся к альтернативным методам сбора урожая. Стоимость покупки или аренды роботов для сбора яблок еще не озвучены, однако представители обеих компаний заявляют о том, что срок окупаемости робо-сборщиков – около 2 лет.

Сложно предположить, что стоимость машин будет измеряться в сотнях тысяч долларов.

FFRobotics разрабатывает устройства с трехпальцевыми захватами, при помощи которых роботы могут отодвигать фрукт от листвы и веток и “сворачивать” его (как вариант – срезать) с ветки.

У одной машины может быть от 4 до 12 рук, производительность – вплоть до 10 тысяч собранных яблок в час. Устройство не идеально – оно способно собрать 85-90% плодов, остальные придется добирать вручную.

По расчетам производителя, в условиях США такой робот окупится за 2 года.

Abundant Robotics разрабатывает своеобразный “плодовый пылесос”, который должен оказаться на рынке до 2019 года. Прототипы роботов обеих компаний будут продемонстрированы осенью 2017.

Чтобы роботы могли собирать урожай эффективно, яблони придется выращивать с использованием подхода, основанного на применении trellis system (направляющих решеток), что позволяет превратить фруктовое дерево из трехмерного объекта почти в двумерный.

Крупные фермерские хозяйства задействуют сборочных роботов для фруктов уже в ближайшие годы, а вот широкое распространение подобных машин – вопрос пары десятилетий.

+ +

Источник: http://robotrends.ru/pub/1718/robotizirovannaya-sborka-fruktov—vybor-resheniy-rastet

Автоматизация производства сельскохозяйственной продукции на современном этапе

Особо важную роль автоматические системы вентиляции играют в овоще-, плодохранилищах и элеваторах. Благодаря им, значительно снижены потери при хранении сельхозпродукции.

В тепличных хозяйствах при помощи компьютеризированных автоматических установок искусственного климата в парниках поддерживается постоянный уровень влажности, температура почвы – это дает возможность выращивать овощи и фрукты даже в северных районах нашей страны.

В управленческой деятельности сельского хозяйства так же используются компьютеры. Полностью автоматизирована система бухгалтерского учета, а сервер терминального доступа, установленный на сельхозпредприятии обеспечивает быструю и бесперебойную работу компьютерных программ.

Выводом к данной главе можно сделать то, что автоматизация – одно из основных направлений научно-технического прогресса.

Механизация и автоматизация сельского хозяйства повышает производительность труда, способствуют увеличению выпуска сельскохозяйственной продукции, росту ее качества.

Эти процессы тесно связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления. Машины, механизмы, компьютеры, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда.

Комплексная автоматизация в сельском хозяйстве позволила существенно сократить затраты на оплату труда. Поскольку там, где раньше требовались целые бригады, сейчас может справиться один человек- оператор автоматизированной системы. Такая экономия позволят направить средства на дальнейшее развитие этой отрасли.

2 Технологии автоматизации производства сельскохозяйственной продукции

При автоматизации производства применяются автоматизированные и автоматические устройства, а также системы для частичного или полного освобождения людей от выполняемых ранее ими работ по контролю и управлению при получении, обработке, использовании и передаче энергии, информации, материалов и др.

Автоматизация является главным направлением научно-технического прогресса. В сельском хозяйстве механизация и автоматизация увеличивают производительность труда, способствуют росту качества сельскохозяйственной продукции и увеличению её выпуска.

Эти процессы связаны с использованием индустриальной технологии производства в сфере сельского хозяйства, совершенствованием управления и планирования. Компьютеры, машины, механизмы, автоматические системы улучшают условия труда и облегчают труд людей.

В России были созданы большие специализированные животноводческие комплексы, зверофермы, птицефабрики, тепличные комбинаты, где всё производство сформировано на промышленной основе, это позволяет на все 100% использовать технические средства автоматики.

Возьмём, к примеру, современные птицефабрики, где для вывода утят, цыплят и других птиц используются автоматизированные инкубаторы, в которых в автоматическом режиме поддерживается постоянная влажность воздуха, температура и через определённые интервалы времени с помощью специального аппарата яйца переворачиваются с одного бока на другой. Птичники оборудованы автоматическими устройствами искусственного освещения, которые нужны для увеличения длительности светового дня. Это освещение включается зимой и осенью до рассвета, днем, если стоит пасмурная погода, а также вечером при нехватке реального освещения.

Птицы также питаются из автоматизированных кормушек. Ещё в России существуют опытные птицефабрики-автоматы, где всё полностью механизировано. На этих фабриках выполнена комплексная автоматизация установками и машинами под управлением программных устройств и компьютеров.

На животноводческих фермах доение коров, обработка молока, раздача и приготовление кормов осуществляется с помощью различных автоматизированных установок. В животноводческих помещениях оптимальный климат поддерживается автоматически. В большем количестве животноводческих ферм системы вентиляции, водоснабжения и отопления помещения полностью автоматизированы.

Использование автоматизированных вентиляционных систем в плодо- и овощехранилищах помогает намного сократить потери при хранении сельскохозяйственной продукции.

Наличие комплексных автоматических линий и установок, которыми сегодня оснащены почти все предприятия по переработке скоропортящейся сельскохозяйственной продукции, резко уменьшают потери, лучше поддерживают качество производимых продуктов питания.

В северных районах России круглый год выращивают цветы, овощи и фрукты, в теплицах создавая искусственный климат.

В этих теплицах поддерживают температуру и влажность почвы и воздуха на постоянном уровне при помощи компьютеризированных устройств искусственного климата.

Дополнительное освещение и вентиляция включается автоматически, обеспечивая оптимальную чистоту воздуха и световой режим. В России почти во всех теплицах установлены автоматические дождевые установки.

Автоматизация отдельных процессов и комплексная автоматизация целого производства с использованием АСУ (Автоматизированных Систем Управления) является главным направлением научно-технического прогресса в сфере сельского хозяйства.

2.1 Автоматизация в полеводстве

К обобщенным объектам автоматизации в растениеводстве относятся технологии получения сельскохозяйственной растениеводческой продукции. В качестве примера на рис. 1 показаны упрощенные блоксхемы технологий выращивания зерновых, технических (на примере свеклы), овощных культур и картофеля.

Большинство технологических процессов и операций в этих технологиях механизировано, т.е. осуществляется с помощью сельскохозяйственных машин и их комплексов, что позволяет их считать частными объектами автоматизации.

Однако сведение автоматизации технологий к автоматизации частных объектов допустимо лишь при системном подходе к автоматизации этих объектов, т.е. при учете взаимосвязи их в той или иной технологии.

Вся сельскохозяйственная техника, рассматриваемая как объекты автоматизации, может быть разделена на три большие группы:

отдельные сельскохозяйственные машины;
агрегаты;
поточные линии.

Вывод, в первом пункте данной главы можно сказать о том, что переход к автоматизации технологических процессов в полеводстве благоприятно способствуют, во-первых, внедрение промышленных индустриальных методов и поточной технологии возделывания, уборки и обработки урожая, во-вторых, широкое распространение в сельском хозяйстве достижений науки и передовой практики и, в-третьих, разработка и массовый выпуск широкого класса высоконадежных, с малым собственным потреблением энергии, малогабаритных и относительно дешевых электронных, гидравлических и пневматических элементов автоматики.

2.2 Автоматизация в животноводстве

производство молока, яиц и мяса (откорм животных);
выращивание молодняка для ремонта (воспроизводства) стада;
заготовка, хранение, подработка, раздача кормов.

Заготовка и хранение кормов включают в себя технологические процессы посева, ухода за культурами, уборки, сушки и вентилирования, химической консервации.

Объекты автоматизации включают в себя машины, агрегаты и поточные линии, характеризующиеся большим разнообразием, но по ряду операций они довольно схожи (регулирование микроклимата, водопотребление, раздача кормов и др.).

Выводом во втором пункте данной главы будет являться то, что автоматизация в животноводстве развивается, разрабатываются новые технологии и системы, которые активно используются на предприятиях страны.

3 Автоматизация управления производством продукции сельского хозяйства на примере ГИС «Точный фермер»

Точный фермер – геоинформационная система (ГИС), посредством которой автоматизируются процессы в сельском хозяйстве, а именно в области земледелия. Автоматизация сельского хозяйства с применением технологии точного земледелия («precision farming») инновационная область на стыке информационных технологий и сельского хозяйства.

Для эффективного управления сельскохозяйственным процессом подготовки, посева и сбора урожая необходимо использовать специальное современное оборудование, такое как системы спутниковой навигации, дозаторы, измерительные датчики и другое, которое позволяет при взаимодействии со специальным программным обеспечением получить точные расчеты различных сельскохозяйственных показателей и получить экспертную поддержку, тем самым поднять качество и количество урожая. Важным элементом процесса сбора и анализа, является программное и аппаратное обеспечение и их взаимосвязь. В процессе НИОКР должны быть апробированы и доработаны новые авторские алгоритмы обработки и анализа сельскохозяйственных данных, а так же схемотехнических решений нового оборудования для установки на сельскохозяйственную технику.

Экспертная система точного земледелия «Точный фермер» состоит из Программы точного земледелия и аппаратного модуля для анализа и мониторинга данных. Устанавливаемые на сельскохозяйственную технику приборы точного земледелия осуществляют сбор необходимой информации для последующего обработки на компьютере.

Основными возможностями программной системы точного земледелия являются:

обработка и анализ данных, полученных в процессе работы сельскохозяйственных машин;
построение карт урожая;
создание карт дифференцированного распыления удобрений;
получение граничных карт поля;
расчет статистических характеристик карты сельхоз угодья и проведение сравнительного анализа карт

Применение систем точного земледелия способствует эффективному использованию сельскохозяйственной техники, повышению производительности сельскохозяйственных работ и соблюдение агротехнических сроков сева, устранению огрехов, уменьшение перекрытий, возможность использования техники в ночное время и при плохой видимости, а так же экономия семян, химикатов и ГСМ. Такой подход, как показывает международный опыт, обеспечивает гораздо больший экономический эффект и, самое главное, позволяет повысить воспроизводство почвенного плодородия и уровень экологической чистоты сельскохозяйственной продукции.

Основной задачей системы «Точный Фермер» является сбор, преобразование, хранение и анализ данных о собранном урожае, и аналитические функции для планирования будущей деятельности. На основании этих данных фермером принимаются решения об обработке и засевах тех или иных полей, частоте использования и количестве удобрений, применяемых на различных участках поля.

Аппаратная часть состоит из миникомпьютера и серии датчиков. Миникомьютер вместе с датчиками устанавливается на сельхозтехнику.

В зависимости от типа сельхозмашины и, соответственно, выполняемой функции, применяется следующий миникомпьютер:

для сельхозмашин, выполняющих сбор зерновых культур (пшеницы) применяется миникомпьютер с модулем хранения и обработки информации
для сельхозмашин, выполняющих функции распыления удобрений применяется миникомпьютер с модулем управления

В задачу датчиков входит сбор статистической информации и передача её в модуль сбора.

Программная часть – это экспертная геоинформационная система. В её задачу входит обработка и анализ данных, полученных в процессе функционирования сельскохозяйственных машин, а также программирование их работы при помощи графического интерфейса. Программная часть дает пользователю следующие возможности:

построение карт урожая с цветовой градацией в зависимости от количества собранного урожая на том или ином участке поля на основании данных, полученных с модуля сбора и обработки информации;
построение карт распыления удобрений для переноса на миникомпьютер с модулем управления;
построение граничных карт поля (при установке на ноутбука с подсоединенным GPS-устройством);
получение наглядных отчетов высокой точности;
построение карт сельхозугодий на основе аэрофотосъемки;
расчет статистических характеристик карты сельхозугодия;
проведение сравнительного анализа нескольких карт сельхозугодий.

Это основные возможности программной части.

Также программный комплекс обладает следующим функционалом:

получение и обработка карт возвышенностей (высот над уровнем моря) поля;
построение и обработка карт образцов почвы поля содержащих информацию о химическом составе;
построение и обработка карт верификации (необходимы для проверки корректности выполнения работ по удобрению полей).

Для работы программного комплекса разработаны и разрабатываются собственные (внутрисистемные) форматы данных, по сути – правила представления информации в модуле сбора и хранения миникомпьютера.

Наряду с этим поддерживаются следующие общеизвестные для геоинформационных систем способы представления информации как “Agleader 2000“ и “ESRI Shape Files“.

Предусмотрены функции экспорта/импорта данных.

Источник: http://referat911.ru/Selskoe-hozyaistvo/avtomatizaciya-proizvodstva-selskohozyajstvennoj-produkcii-na/256253-2543637-place2.html