Земеделците, които днес искат да обновят зърноприбиращите си комбайни, са изправени пред нелека задача – особено ако искат новата машина да има приличен коефициент на интелигентност
Д-р Томас Радемахер
Технически университет, Бинген, Германия
С всяка изминала година комбайните стават все по-умни. Те вече са в състояние не само да събират данни и да улесняват труда на оператора, но и самостоятелно да оптимизират работата си, стремейки се към максимална ефективност. Предлагането на информационни системи на пазара продължава да расте, което е едновременно и добре и не толкова – то става все по-малко разбираемо и обозримо за стопаните.
Регулиране на хедера и изравняването му на склонове вече се предлага дори в стандартните окомплектовки на четири и петсламотръсните комбайни от нисък мощностен клас от практически всички производители. Взаимствани от високопроизводителните машини са и прости системи за настройки, например регулирането на оборотите на вентилатора в зависимост от движението на машината под наклон. За комбайните от малките и средните класове на мощност са налични също функции на картиране на добивите, измерване на влажността на зърното, управление с GPS и телеметрия, засега като опция. Като пример тук може да се посочат New Holland серия ТС, Fendt серия С, John Deere WC, CLAAS TUCANO. Фирмите производителки, лидери в цифровите технологии за високопроизводителните комбайни и автоматичното им управление, вече предлагат такива технологии в цялото им разнообразие и за комбайни с по-ниска мощност. Например, CLAAS предлага своите AVERO от компактен клас директно със стандартен набор от информационни системи, контролиращи параметрите на машините и управлението на жътвата, което обаче е несравнимо с оборудването на машините от серия TUCANO, разполагащи със системи за компютърна поддръжка и телеметрия. John Deere оборудва своите машини от серия S700 с всички възможни електронни системи за поддръжка, собствена разработка.
По принцип за този, който иска да си купи комбайн от малък и среден клас, са достъпни всички важни интелектуални системи, но наборът от опции при всяка компания производител е толкова различен, че преди решението за покупка да бъде взето, те все пак трябва да се сравнят.
ОТ СЪБИРАНЕТО НА ДАННИТЕ
Информационните системи, използвани в комбайните, са много различни и е възможно само доста грубото им класифициране. Бордовите компютри на системите работят без никакво предаване на данни. Информационните системи са автономни, комбайнът не разпраща никаква информация, например към сървъра на стопанството, той не получава и никаква информация отвън, с изключение само на GPS сигнала, необходим за картирането на добивите. Ако запазените данни (например добиви, отработено време и т.н.) трябва да бъдат пренесени в компютъра в офиса, това се прави в определен срок в офлайн режим, с използването на карти памет или посредством Bluetooth.
Ако има достъп до телеметрия, то компютъризираните системи вече получават възможност да предават данните на сървър посредством мобилната връзка без каквито и да било допълнителни действия. По този начин се предава преди всичко информация, включваща техническите показания на работата на машината, параметрите на добивите и настройките за водене на жътвата. Тези данни в бъдеще се използват при управлението на цялото стопанство и в частност растениевъдството. Така, опирайки се на техническите параметри и данните от системата за позициониране, може да се оптимизира логистиката. Получените данни се използват при анализа на разходите на време за провеждането на конкретните работи, в зависимост от това се коригира цялата логистична верига.
Ако достъп до телеметричните данни освен собственика има и дилърът на компанията производител, то в случай на аварии може да бъде направено дистанционно диагностициране на машината и при необходимост да се поръчат необходимите резервни части. В идеалния случай може да се очаква пристигането на сервизен техник вече с необходимата част директно на полето. Интересно е, че този вид техническа поддръжка за пръв път е представен на изложението Агритехника в Хановър още през далечната 2002 г. За тази разработка компанията Riegger бе наградена от DLG със сребърен медал за иновации.
Достъпът до техническите данни на машината, особено до показателите на работата на двигателя, създава прозрачност при оценката на потенциалните аварии. Например, може да се установи дали аварията е станала вследствие на отказ на машината или на неправилно техническо обслужване. Причините стават очевидни за всички участници в доставката и работата на техниката.
НЕОБХОДИМИЯТ АНАЛИЗ
Съвременните комбайни с високото си ниво на оборудване с информационни системи са най-големите машини за събиране на данни в селското стопанство. Наред с техническите параметри на сървърите на участниците в телеметричната услуга пристигат и данни за добивите. Тук трябва да се каже, че съществуват съмнения и опасения, че спекулантите на зърнените пазари могат да получават достъп до данните за добивите по основните зърнопроизводителни райони и да ги използват за собствените си интереси. Но предоставянето на телеметричните данни за ползване от трети лица би навредило на интересите на доставчиците на тези услуги. Такива действия подкопават доверието на клиентите в тях, водят до разрушаване на базата за взаимнополезно сътрудничество. И въпреки това много земеделци продължават да не хранят доверие към телеметричните системи.
Ако събраните от комбайните данни се обединят с информация, получена по други начини, например се корелират с информацията за изразходваните производствени средства или с картите на влагата и почвите, то въз основа на получения информационен масив може да се създаде система за управление на стопанството (Farm Management System). Такива системи, отчитащи особеностите на конкретните стопанства, днес вече се предлагат от много производители. При John Deere този продукт носи името JD Farmsight, при CLAAS – 365Farmnet. Подобни разработки имат и други производители.
С развитието на системата Big Data интересна е перспективата за обработка на данни, получени от цялото множество доставчици, в конкретния случай комбайните. В резултат ще бъдат генерирани нови знания, представляващи интерес за използване с различни цели в рамките на различни бизнес модели.
В СРАВНЕНИЕ С ДРУГИТЕ
През 2017 г. на пазара се появи първата информационна система, откриваща достъп към данните от работата на комбайна от мобилен телефон. Това е продуктът ConnectHarvest на John Deere. Да предположим, че стопанинът е недоволен от актуалната производителност на комбайна или качеството на овършаването – тогава той, въоръжавайки се с дадената разработка, може да промени настройките на машината дистанционно. При това системата се обръща към данните от комбайните, които жънат същата култура в райони с подобни условия, разделя ги на групи по производителност – висока, средна и ниска, оценява качеството на овършаването или ефективността на работата им, а след това отнася машините на клиента в съответствие с параметрите им на работа към някоя от категориите. Така потребителят веднага вижда доколко неговите комбайни са ефективни в сравнение със съпоставими машини и кои настройки трябва да се оптимизират.
По аналогичен принцип е построена и системата на CLAAS Telematics, която съществува вече 15 години. И тук включеният в услугата участник получава достъп до данните от другите комбайни в системата. Той може да приложи към собствените си машини настройките на най-добре представящите се комбайни в системата. Всички участници получават рейтинг на показателите на най-добрата производителност за деня. Всеки участник в системата задължително се регистрира и си дава сметка, че става част от дадена информационна система. Анонимният анализ на данните не е възможен.
АСИСТЕНТИ
Алтернативно на решенията, правещи сравнения с показателите на други машини и провеждащи настройки в зависимост от тях, CLAAS и John Deere предлагат използването на изкуствен интелект. Простият асистент на оператора на комбайна при CLAAS се нарича Cemos Dialog, а при John Deere – ICA (Integrated Combine Adjusment). Cemos Dialog асистира при настройките на всички системи на комбайна, включително хедера и сечката. ICA на John Deere оптимизира работата на машината в съответствие със зададените приоритети. При мощните сламотръсни машини от серия Т системата се предлага в базов вариант.
РАЗНООБРАЗНА АВТОМАТИКА
Днес всички големи производители на зърноприбиращи комбайни залагат предимно на автоматичното регулиране на параметрите на овършаването. При CLAAS системата се нарича CEMOS AUTOMATIC. Тя се използва в различни конструктивни варианти за сламотръсните и роторните комбайни LEXION. Например, на роторните машини работи автоматика за доовършаване на зърното и сепарирането, а от 2017 г. и автоматика на овършаването. Като цяло пълната версия на CEMOS AUTOMATIC е съставена от шест управляващи модула, има възможност за работа както в автоматичен, така и в диалогов режим. В автоматичен режим потребителят може да смени стратегията на жътвата, ако актуалната производителност или картина на овършаването не го задоволяват. При това той не трябва да знае как се регулират настройките на комбайна, достатъчно е да въведе агрономичните целеви показатели, и системата пренастройва работните зони на комбайна, а след това вече ще реагира на текущите изменения на параметрите на овършаваното зърно.
Благодарение на двете цифрови камери – в зърнения елеватор и в елеватора на недоовършания материал, на промените в параметрите на овършаното зърно реагира и интегрираната система за регулиране ICA2 на John Deere. Операторът променя настройките на групите работни органи на комбайна дотогава, докато изображенията от камерите не дадат картина, съответстваща на идеалното според него качество на овършаване. Тези изображения се програмират като целеви. След това ICA2 се грижи настройките на работните зони на комбайна да се променят така, че получаваната картина на овършаното зърно да съответства на зададената като образец, с други думи резултатът от работата на машината да съответства на зададените параметри.
ДЕНОНОЩНО НА ПРЕДЕЛА
Какво ще спечели потребителят от използването на автоматичните настройки на системите за овършаване, доовършаване и сепариране в комбинация с регулатор на пропускателната способност? Много често производителите на комбайни говорят за увеличаване на производителността на машините при прибирането на зърно с минимум 20 на сто, но при това методите и условията на провеждането на тестовете не се посочват. Но както винаги при жътвената кампания всичко зависи от условията, в която тя се провежда. В рамките на проведени от нашия университет тестове е сравнена работата на комбайн със система CEMOS от CLAAS и без нея – със стандартни настройки. Задействането на автоматичните настройки е позволило да се увеличи производителността от 0 до 30 на сто.
Интересното е, че по време на експеримента нито веднъж не е постигнат минималният показател на производителност – системата или е предупреждавала навреме оператора, или самостоятелно не е допускала развитието на подобен сценарий. Колкото повече условията на жътвата съответстват на тези, при които се използват стандартни настройки, толкова е по-висока производителността при същите загуби или същото качество на овършаване на зърното в случай на оптимизирането на работата в автоматичен режим. В частност, при прибирането на рапица, стъблата на която често остават зелени, с използване на предсерийна версия CEMOS AUTOMATIC успяхме да постигнем пиково 28-процентно увеличение на производителността.
Но пиковите стойности на производителността не означават много. Всъщност както и средните стойности. Много по-важно е, когато автоматичната система за настройване на комбайна удържа неговата производителност и параметрите на качеството на овършаването в пределите на зададен лимит в течение на целия работен ден, тоест грижи се за непрекъснатото максимализиране на ефективността на работа на цялата машина. Това не е по силите дори на най-опитния комбайнер. В зависимост от уменията за работа на оператора с такова ноу-хау и условията на жътвената кампания, ефектът от използването на системите за автоматични настройки на комбайна може да достигне до 10 – 15 000 евро за сезон.
КОМБО ВАРИАНТ
Разбира се, вграденият изкуствен интелект и телеметрията могат да се комбинират. В този случай всички етапи по оптимизиране (настройки) се документират, а след това могат да се използват при усъвършенстването на управлението на производството. С времето всеки собственик на стопанство се пита достатъчни ли са в съвременните условия бордовите информационни и регистриращи добивите системи? Не си ли струва да се инвестира във включване в услугите на телеметрията с възможност за запазване на данните на сървъра на компанията производител? А може би си струва покупката на комбайн със система за полуавтоматично регулиране и самообучение, тоест да се мине с асистент? Или все пак трябва да се поръча пълният пакет и да се заложи на автоматиката?
За стопанствата, оптимизиращи парка си с мощни комбайни, покупката на мощни автоматизирани машини е правилната стъпка. Тези стопанства, които тепърва планират преминаването към високомощна техника, трябва да помислят добре, тъй като покупката на комбайн от среден мощностен клас с всички електронно-интелектуални възможности може да доведе до много повече печалба отколкото използването на великан „без мозък“.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Информационните технологии и регулиращите работата на комбайна системи стават все по-сложни. Предлагането се простира от прости бордови системи за оповестяване и регистриране на добивите през телеметрия с възможност за отдалечен достъп и анализ на данните до самообучаващи се системи за автонастройки. Помощ в управлението, картиране на добивите, както и телеметрията вече се включват в списъка с опции за комбайни дори от нисък и среден мощностен клас. А системите за изкуствен интелект с автонастройки в повечето случаи са привилегия на роторните машини. Но това е само засега…
Резултатите от проведените от нас опити показват, че често е по-добре да се работи с по-ниско производителни комбайни с по-високо IQ, отколкото с мощна машина без асистиращи системи с изкуствен интелект.
