Как умные системы в российской агротехнике повышают производительность сельского хозяйства
В современной агросфере наблюдается ярко выраженный тренд по автоматизации всех процессов. Роботизация сельхозтехники – часть этого тренда. Ростсельмаш, как лидер российского агромашиностроения, также идет по пути автоматизации своих комбайнов. Как происходит в 2020-х годах эволюция нашего комбайностроения? Какие возможности сегодня есть у наиболее «продвинутых» моделей комбайнов в части облегчения труда механизаторов и специалистов техобслуживания? Исчезновение профессии механизатора и появление вместо него оператора беспилотных машин — все об этом уже говорят, но в какой срок мы увидим массовое проникновение полностью беспилотных комбайнов на наши поля? Каким специалисты Ростсельмаша видят российский комбайн, например, спустя 10 лет – в 2035 году? Увидим ли мы скоро на наших полях электрические комбайны? Все эти вопросы редакция медиаресурса «Техносфера. Россия» задала специалистам крупнейшего предприятия сельхозмашиностроения. И вот что нам ответили:
Электронные системы на российских комбайнах — это реальность
Агромашины, оснащенные электронными системами, работают эффективнее и точнее человека. Их использование делает бизнес аграриев более эффективным, а труд механизаторов легче.
Что касается беспилотных комбайнов, то здесь стоит внести уточнение в терминологию: беспилотные машины, способные без механизатора самостоятельно выполнять основные операции в поле, это вопрос будущего. Для этого, в том числе, пока не готова законодательная база.
На данном этапе развития электронные системы автоуправления не только снижают нагрузку на человека, управляя движением агромашины, но и оптимизируют процесс уборки, делая его более эффективным. У компании Ростсельмаш уже есть целое семейство готовых электронных систем. Их объединяет инновационная платформа агроменеджмента и контроля операций агромашин РСМ Агротроник. Она позволяет получить удаленный контроль над технологическими процессами, оптимизировать режимы эксплуатации техники, а также планировать и эффективно управлять парком техники в режиме реального времени.
При этом все электронные системы могут работать как отдельные элементы, так и как единое целое в составе платформы. Вот наиболее востребованные из них: Системы автоуправления РСМ Агротроник Пилот 1.0 и РСМ Агротроник Пилот 1.0 электроруль. Они могут устанавливаться как на комбайны, так и на другую самоходную технику.
РСМ Агротроник Пилот 1.0 управляет движением комбайна (трактора, опрыскивателя или других агромашин) в поле. Способом повышения точности позиционирования является базовая станция RТК, которая обеспечивает высокую точность (до 2,5 см), непрерывно передавая сигналы коррекции посредством радиоканалов. Это решение позволяет получить повторяемую точность даже в рассредоточенных полях на холмистой местности. Одна базовая станция может передавать поправки на целую группу комбайнов. Радиус покрытия базовой станции — 5-7 км.
РСМ Агротроник Пилот 1.0 электроруль обеспечивает устойчивую работу с высокоточными поправками на расстояниях до 30 км от базовой станции RTK, сохраняя точность до 2,5 см. При потере корректирующих сигналов машина в течение 3 минут продолжит движение с прежней точностью с помощью существующего алгоритма.
Главное преимущество электрического автоуправления — отсутствие вмешательства в конструкцию машины, а простота монтажа и настройки позволяет при необходимости переставить РСМ Агротроник Пилот 1.0 электроруль на другую технику.
Функции авторазворота и управления адаптером в автоматическом режиме снижают трудоемкость за счет сокращения времени, затрачиваемого на операции, сводят к минимуму количество пропусков и перекрытий и снижают затраты на ГСМ. В то же время работа в условиях плохой видимости в темное время суток становится эффективнее. Другие электронные системы позволяют не только облегчить работу механизатора, но и предложить пользователю, владельцу агробизнеса, решения, повышающие эффективность и рентабельность. Главный результат — увеличение производительности, снижение нагрузки на механизатора, возможность работать в темное время суток, что приводит к снижению агросроков, экономии на потерях зерна от самоосыпания и экономии ГСМ.
Экономический эффект от использования систем автоуправления оценивается на основе расчетов с использованием комбайна TORUM 785. В беспилотном режиме при обработке 500 га в сезон в поле с урожайностью 65 ц/га с 9-метровым адаптером сменная производительность комбайна в среднем оказалась на 30% выше, чем при «водительском» режиме (43,5 га против 33,4 га). Уборка выполняется на 23% быстрее, при этом такой же показатель в процентах характеризует и экономию топлива. Отмечено также и сокращение потерь зерна при уборке на 3,2%.
Еще одна система — РСМ Адаптивный Круиз контроль — оптимизирует процесс уборки и может работать как самостоятельно, так и в сочетании с РСМ Агротроник Пилот. Система автоматически регулирует скорость комбайна в зависимости от текущей урожайности, уровня потерь, загрузки двигателя и других параметров. РСМ Оценка возврата на домолот помогает оперативно корректировать настройки обмолота и очистки, а РСМ 4Д Очистка автономно, без участия человека, настраивает величину зазоров решет и скорость вращения вентилятора, исходя из особенностей рельефа местности. Это позволяет получить максимум урожая с сохранением качества очистки.
Другие системы:
Система маршрутизации РСМ Роутер. Ее основная задача — координация работы через передачу карт заданий в бортовой компьютер агромашины. В результате техника не просто движется по заданной траектории, но и реагирует на все сопутствующие процессы – скорость уборки, ширину жатки, конфигурацию поля, характеристики других комбайнов, участвующих в уборке. РСМ Роутер организовывает движение техники, обозначая даже места выгрузки для агромашин. Система позволяет производить уборку в срок без потерь и повышает производительность на 15-30%.
Отдельно выделим системы идентификации, разработанные компанией Ростсельмаш:
РСМ Транспорт АйДи — это система идентификации транспортного средства «свой-чужой». Помогает контролировать весь путь движения урожая от поля до элеватора. Работает в рамках платформы Агротроник и позволяет разблокировать шнек для выгрузки зерна только в разрешенное транспортное средство, либо бункер-перегрузчик.
Для распознавания механизаторов, управляющих агромашинами и контролирования их рабочего времени разработана электронная система РСМ Фэйс АйДи, позволяющая при помощи биометрии и распознавания лица идентифицировать механизатора. Для внедрения этой опции нет необходимости в установке дополнительного оборудования — достаточно установить на смартфон приложение Агротроник. Система работает на основе геопозиции механизатора (определение координат должно быть включено в смартфоне), геопозиции агромашины (должно быть установлено оборудование для подключения к Агротроник).
«Ассистент внимания» РСМ Ок АйДи – это уникальная система распознавания усталости и сонливости механизатора агромашины. Подобные, но более простые, системы используются в автомобильной отрасли, в сельхозмашиностроении ранее они не применялись. Ростсельмаш не только «перенял принцип»: система, созданная на основе машинного зрения, искусственного интеллекта и нейросетей, была разработана и адаптирована именно для аграрного сектора.
«Ассистент внимания» непрерывно отслеживает и обрабатывает несколько показателей физического состояния водителя и при обнаружении расхождений с «базовыми характеристиками» человека подает звуковой сигнал, генерирует и отправляет сообщение в Агротроник и останавливает агромашину. Добавим, что эта система также получила престижную награду — серебряную медаль Innovation Award Agritechnica.
РСМ Умная метка позволяет автоматически идентифицировать адаптеры: жатку, подборщик, а также прицепное или навесное оборудование для тракторной техники. Система помогает автоматически рассчитывать амортизацию и наработку оборудования. Данные метки передаются в Агротроник посредством смартфона.
Вектор наших разработок направлен не только на интеллектуализацию средств производства (а именно, сельхозтехники), но и на создание целостной экосистемы управления предприятием, подразумевающей выстраивание всех его технологических процессов в единую систему (или серсвис). Основы этой экосистемы закладываются уже сейчас.
Уже сейчас техника Ростсельмаш способна выполнять множество технологических процессов самостоятельно – передвигаться по полю, управлять орудием, корректировать настройки, контролировать выгрузку из комбайна в транспорт-перегрузчик и многое другое.
Однако, машины, выполняющие без механизатора операции в поле, это вопрос не ближайшего времени. Для реализации полностью беспилотной техники остается пока очень много вопросов – как этического, так и правового характера. В настоящее время в России нет законодательной базы для использования таких технологий в том числе в сельском хозяйстве.
Всем кажется, что 2035 год – далекое будущее, но это всего 10 лет. Сельхозмашиностроение не является отраслью, которая развивается быстрыми темпами. Здесь работают не с электронными процессами, которые еще до недавнего времени обновлялись каждые три года, а с физическими, и поэтому разработка идет гораздо медленней.
Реален ли приход новых силовых агрегатов в комбайностроение?
Полностью электрическая агромашина в ближайшее время не появится. Изготовить ее, в принципе, можно уже сейчас, но насколько эффективна она будет?
Основная проблема таких машин – большая, тяжелая аккумуляторная батарея и ее короткое время работы. Сегодня уже существуют электрические тракторы, правда, период их работы не превышает 4 часов и они не нагружены. В основном электротракторы используются в закрытых помещениях, например, коровниках, где и так повышенное содержание метана, чтобы еще больше не загрязнять воздух. Такая техника не приспособлена к тяжелым полевым работам.
Если же появится электроэлемент небольших размеров, способный выдавать на длительном промежутке времени стабильную энергию, тогда можно будет говорить о переходе на электрику.
Что касается гибридных установок – та схема, что сейчас применяется в автомобилях, не применима для сельхозтехники. Потому что на комбайнах, например, нет как таковой системы рекуперации. В легковых авто она проявляется в торможении, когда часть энергии используется для подзарядки аккумуляторов. Агромашины же всегда нагружены – комбайн непрерывно выполняет несколько технологических операций, трактор, даже если едет с горки, тянет орудие. У сельскохозяйственных машин нет свободного движения.
Сегодня множество производителей заявляют о разработках альтернативных силовых агрегатов, но это нереально без энергоустановки, которая будет давать стабильную энергию на длительном промежутке времени. Пока что это не более чем популизм.
Материал подготовлен для медиаресурса «Техносфера. Россия» специалистами компании «Ростсельмаш». Фото предоставлены пресс-службой «Ростсельмаш».
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ наши материалы о российском агромашиностроении:
Новые модели российских комбайнов разработаны для сложных климатических условий
