💭 🌶️ 🐠 ¿Por qué es necesario usar cosechadoras agrícolas robóticas, cuáles son las dificultades y cómo lo hicimos en dos años? 🔩 🤴🏻 🔫

En tiempos normales, el operador de la máquina gana alrededor de 30 mil rublos al mes. Pero todo cambia dramáticamente durante la cosecha, cuando el operador de la máquina se convierte temporalmente en el operador de la cosechadora, la cosechadora, para este período recibirá hasta 150 mil rublos. Hay literalmente dos semanas en las que necesita recolectar todo lo que invirtió una gran cantidad de dinero para trabajar, fertilizantes, combustible diesel, etc. durante todo un año. Puede trabajar desde aproximadamente las ocho de la mañana (configure el automóvil, comience a las nueve) hasta que oscurezca, porque el rocío y la humedad nocturna empeoran drásticamente la calidad del grano. Vestir. Y en el tercer o cuarto día, los problemas comienzan con accidentes o con el mal y el mal.

Desde el exterior, parece que la tarea es conducir por el campo con una "serpiente" y "moler" todo el trigo u otro cultivo en la cosechadora. De hecho, esto está lejos de ser el caso. El operador debe monitorear cientos de cosas y al mismo tiempo mirar constantemente el borde del campo para moverse sin problemas. Imagine que conduce de 12 a 14 horas en la carretera a una velocidad de 120 km / h detrás de una persona que de repente disminuye la velocidad cada media hora. El operador siente lo mismo: el trabajo es increíblemente monótono, pero al mismo tiempo debe estar preparado constantemente para una sorpresa.

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La sorpresa puede verse así. Mientras conducíamos "hacia los campos", no vimos una sola cosechadora completa sin rastros de soldadura.

De hecho, el combinador monitorea el proceso de procesamiento de granos (un lugar de trabajo) y al mismo tiempo conduce el equipo (otro lugar de trabajo). Pero esta es solo una persona. Consecuencia: una cosa sufre. Dado que, si es malo liderar, puede moler accidentalmente una piedra o una persona en el campo, y la calidad de la cosecha de granos generalmente se ve afectada.

Parte del trabajo se automatiza fácilmente. Ahora te diré exactamente lo que hicimos y cómo modificamos incluso las cosechadoras bastante antiguas con nuestros robots.

Vueltas

Entonces, durante dos semanas, el operador de la cosechadora trabaja por desgaste. Su pago consiste en un salario (los mismos 30 mil en la región) y un bono por la cantidad de grano recibido (que le permite obtener hasta 150 mil rublos en la región). Al mismo tiempo, el ingeniero agrónomo observa la uniformidad de la cobertura de campo: si los "gallos" permanecen en el proceso (es decir, áreas cortadas debido a un giro desigual), necesitarán gastar muchos recursos adicionales para recolectarlos: combustible y lubricantes, depreciación, transporte, tiempo. Como regla general, tales áreas están "siendo finalizadas" en la mañana, y la eficiencia de la cosechadora es muy baja allí. Y todo el efecto comercial de la economía depende en gran medida de reducir el costo de la limpieza: no pueden afectar el mercado, pero pueden reducir el costo del grano por sí mismos. Por lo tanto, hay consecuencias:

El campo está cubierto por rutas combinadas de tal manera que se garantice un movimiento continuo para un llenado completo.
— . . : . , — . — . , . — , , , — . — 30–50 , — . .
. ( , 90 % ) .

Según las estadísticas, el operador de la máquina debido a la fatiga al final del turno deja fuera de la garra hasta un metro de la longitud del cabezal. Con la velocidad de la cosechadora a 10 km / hy una disminución de la captura de un metro en cuatro horas, "subestimará" cuatro hectáreas. Además de perder tiempo para la limpieza, aumenta el consumo de combustible. A un nivel de consumo de combustible de 20 l / ha, la pérdida directa de combustible (que se requerirá para limpiar el espacio perdido) será: 4 ha x 20 l x 45 rublos / l = 3,600 rublos / turno. La limpieza del área restante en el próximo turno tomará tres horas adicionales de trabajo. Durante cuatro días, el operador de la máquina aumenta la duración de su trabajo en un día. Durante la temporada, el tiempo de cosecha aumenta debido a un error del operador de la máquina del 25%.

Durante 20 días, la pérdida de combustible será de 20 x 3.600 rublos. = 72,000 rublos, una flota de 10 autos pierde 720,000 rublos durante este tiempo en combustible y lubricantes.

Aquí hay un video donde mostramos al au pair cómo funciona el robot. El operador de la cosechadora está filmando las acciones de la máquina. Esta es la reacción de una persona confrontada repentinamente con el futuro:

Otra cosa importante: los operadores de máquinas a menudo vienen de forma rotativa. El propietario del campo o el agrónomo no los conoce, no sabe dónde trabajaron ni cómo trabajaron. Él entiende que perseguirán los campos para obtener la bonificación máxima. Necesita este sistema para asegurar su equipo.

Enfrentamientos

En promedio, según nuestras estadísticas, una o dos colisiones serias ocurren anualmente. No una cosechadora trabaja en el campo, sino varias. En el camino, la cosechadora puede encontrar otra cosechadora, un tractor, un árbol, un poste eléctrico que ingresa inesperadamente al campo, una persona (incluida otra cosechadora que fue al baño), una vaca y otros obstáculos.

Conozco el caso cuando el operador observó el borde, y de repente vio que algo rojo comenzaba a volar desde la cosechadora. Un hombre yacía en el campo, fue recogido por el segador y comenzó a procesar. El operador de la máquina fue absuelto: la investigación descubrió que era como si los muchachos locales hubieran arrojado el cadáver al campo. Pero fue a un hospital psiquiátrico. Aquí hay un par de casos más: conduje para repostar, golpeé al conductor , y este es el misterioso "Adam" .

Está claro que cuando algo se esconde en la cultura, es casi imposible evitar una colisión con él. Por lo tanto, por cierto, no hay piedras grandes en los campos: se eliminan incluso antes de sembrar (y las pequeñas caen en las trampas de piedra de la cosechadora). El operador se sienta bastante alto y la mayoría de los obstáculos son visibles de antemano. La pregunta es dónde se ve (de lado en el borde, en la consola o hacia adelante) y qué tan buena es la reacción.

Según mi información, los troncos de roedores a menudo se dañan y los segadores golpean. Una de las razones comunes es que cuando se mueve en un grupo (por ejemplo, una cuña), la velocidad desigual de la cosechadora en el frente.

Nuestro robot le permite mantener una distancia antes de comenzar.

Cognitive Pilot utiliza una cámara de video que se ve desde la cabina del piloto justo arriba del asiento del operador y reconoce los obstáculos. El robot sabe que los pilares y los árboles se detienen, pero calcula los vectores de movimiento de personas, vacas y tractores. Cuando la situación simplemente requiere atención, se produce una notificación. En circunstancias críticas, la cosechadora se detendrá abruptamente.

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Esto significa que ahorramos varios días de reparaciones durante la cosecha. Es decir, la reparación en ese momento no solo es el costo de las piezas y el trabajo, sino también las enormes pérdidas de grano.

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Velocidad y otras configuraciones

¿Qué puede gestionar un operador? El primero es la velocidad del carrete (este es un dispositivo como un tornillo que comprime las orejas debajo de la cizalla). La velocidad depende directamente del tipo de cultivo (uno para el maíz, otro para el trigo) y la madurez del cultivo.

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La peculiaridad del trabajo del combinador es que es una tarea algoritmizable difícil con muchos supuestos puramente experimentales. Por otro lado, se escribe un registro de acción casi completo en la combinación, y puede establecer el porcentaje de pérdidas de grano debido a modos incorrectos. Faltan datos de entrada: humedad, tipo de cultivo, su variedad específica, región (el cultivo es muy diferente en forma y tamaño del suelo y el clima) y el grado de madurez. Si combina todo esto, puede obtener una red neuronal capacitada en 20 años de experiencia en la cabeza de un operador hábilmente trabajando, o un robot que hará lo mismo por él.

Los operadores que trabajan con habilidad ahora están muriendo. Casi todos los operadores de máquinas efectivos fueron entrenados bajo la URSS, después de lo cual se perdieron los secretos tecnológicos de esta civilización. Específicamente, la capacitación se ha debilitado y los recién llegados, por supuesto, trabajan peor. Esto es normal para casi todas las profesiones de trabajo, pero específicamente aquí, nuestro robot tiene una gran demanda tanto como sea posible debido a este efecto.

Por lo tanto, si la velocidad de rotación es más alta que la óptima para esta situación, el grano será expulsado por el cabezal cuando incluso antes de ingresar al procesamiento principal, el grano comenzará a desmoronarse en el suelo debajo de la cosechadora. Esto representa del tres al diez por ciento de las pérdidas por el modo incorrecto. Si le da menos velocidad, las orejas no se doblarán hasta el final, y comenzarán a caer al suelo, y no al encabezado. El mismo resultado.

Si el grano no está completamente maduro (ya es grande, pero todavía está apretado en la oreja), la oreja con ella puede considerarse fácilmente un solo objeto. Pero si está un poco maduro, es bastante fácil golpear la espiga y comenzará a desmoronarse. En un campo para diferentes pases, debe cambiar la configuración: sucede que una masa ligeramente cargada o no cargada. En algún lugar, un pedazo de campo está en una colina, y el otro extremo está en una tierra baja. Las tierras bajas tienen más humedad, y allí el tallo es más alto.

Es necesario mantener el borde, cambiar constantemente la velocidad de la cosechadora según las características de la trama (en grano muerto - hasta uno o dos kilómetros por hora, en cultivo normal - en promedio de seis a ocho kilómetros por hora), ajustar constantemente la velocidad de rotación del carrete.

Y el operador de la máquina recibe por el volumen.

Hay muchos operadores de máquinas en el campo. Y la cantidad de cultura es limitada. Por lo tanto, naturalmente quieren ganar más. No tienen tarea que ahorrar para la economía, tienen la tarea de recolectar personalmente la mayor cantidad de grano posible. Por lo tanto, en lugar de moverse a la velocidad correcta y seleccionar todas las docenas de parámetros, es suficiente moverse para que el ingeniero agrónomo no salga de la granja para el próximo cultivo. Es decir, lo más rápido posible antes de que comience a arruinar y maldecir.

En la práctica, esto significa que la eficiencia de la cosecha de granos está lejos de ser óptima. Los antiguos maestros al comienzo del turno muestran un excelente rendimiento, pero es difícil mantenerlos hasta el final del turno. Los "jóvenes" se centran en el movimiento y trabajan con baja eficiencia, tratando de ganar más grano por turno. La cosecha ha pasado, la primera lluvia: las rayas verdes son. Fue alguien que sembró el grano. Esto es una perdida.

Procesamiento de pico

El siguiente tipo de configuración es lo que sucede dentro de la cosechadora. Las orejas en el transportador desde el cabezal caen en el aparato de separación. Puede diferir en diseño, pero en general hay dos tambores, debajo de los cuales hay tamices. Los tambores funcionan para eliminar el grano de las mazorcas con la ayuda de martillos. Simplemente tocan la masa y el grano se derrama en un tamiz.

Es muy importante ajustar el cóncavo de acuerdo con el volumen de la masa (es decir, diferentes modos para diferentes velocidades o diferentes velocidades para diferentes partes del campo: depende de la densidad de las mazorcas, del tamaño y la densidad del grano, del tamaño relativo del grano y de la facilidad de sacarlo del oído, es decir, madurez y humedad). El grano inmaduro necesita ser golpeado más fuerte, uno maduro no necesita ser machacado especialmente.

De hecho, esto significa que antes de cada sección diferente del campo, debe volver a configurar estos parámetros. Mi práctica muestra que nadie hace esto, porque tiene miedo de entrar en la configuración o simplemente no quiere lidiar con ellos. En las cosechadoras modernas hay sistemas de sensores que muestran el proceso en el monitor. En el viejo, esto no es. Los tiempos ya han pasado cuando era necesario torcer algo físico para cambiar los modos de funcionamiento del mecanismo. Ahora puede ajustar todo en cualquier momento. Pero mi experiencia de ventas de aproximadamente 12 años muestra que después de la venta de la cosechadora, llega un concesionario, establece las características principales y las escribe en una hoja de papel. De las aproximadamente 200 cosechadoras que descarté, vi exactamente tres con parámetros que diferían de la hoja de papel de este distribuidor.

Es decir, las pérdidas simplemente continúan aquí porque generalmente sacrifican esta parte del trabajo para no perder la atención. He visto cómo, bajo las notificaciones "menos velocidad, pérdida", "sin terminar, reducir cóncava", ignorar las alertas. “Los abuelos trabajaron así, ¿te subiste a un higo? Si algo sale mal, entonces toda la temporada estará inactiva ”. Como resultado, se concentran en conducir.

Luego viene el tratamiento posterior del grano. Hay mecanismos rotativos y de teclado, hay muchos más teclados en el mercado. La paja se tira a través de un mecanismo de teclado y un separador debajo. El tratamiento adicional y el re-acabado del grano da como resultado que toda la masa caiga al viento (o un mecanismo similar) cuando la corriente de aire sopla todos los pulmones (pequeños pedazos de paja, pedazos de hojas) hacia un lado, y el grano cae a la tolva. Los vientos deben controlarse estrictamente, pero, afortunadamente, puede configurarlos antes del turno de la mañana. Colza: se necesita un flujo de aire mínimo: la semilla es muy ligera. Maíz - flujo máximo.

Una vez más, en la práctica, se ve así: Mikhail Kuzmich, de 64 años, llega, levanta una oreja, muele el grano en sus manos y luego prepara los vientos para sí mismo en el sitio. El resto de la mecánica aparece, mira, copia la configuración.

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Cuadro muy común.

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Interacción del tractor

La cosecha puede ir con el vertido de grano en algo que va al lado de la cosechadora a lo largo del área ya desgastada, o debe llamar a un tractor de vez en cuando para descargar el cultivo cosechado.

Si hablamos de conducir cerca, debe asegurarse de que el flujo de grano ingrese al transporte. Esto significa que ahora debemos mirar intensamente en dos direcciones: en el control remoto y hacia adelante.

Si estamos hablando de una llamada, necesitamos monitorear el llenado del búnker y pensar cómo se acercará el transporte, es decir, resolver el problema estratégico de optimizar su llamada. Como sabemos, las personas generalmente resuelven problemas estratégicos utilizando algoritmos codiciosos imperfectos, por lo que aquí también se producen pérdidas de combustible. Afortunadamente, este es el menor de los problemas en el campo, por lo que todavía no estamos tocando esta parte.

La situación se vuelve mucho más interesante cuando las cosechadoras no se mueven en las esquinas (en sus secciones), sino en una cuña. Eso esta juntos. Aquí debe seguir el liderazgo y otras cosechadoras además.

Puntos de mejora

¿Qué puede hacer un robot?

Una de las partes más cargadas del trabajo es seguir la trayectoria del movimiento. Eso es dirigir.

La última generación de automatización resolvió la tarea de usar dispositivos GPS. Aquí hay un ejemplo de cómo esto termina mal y con suficiente regularidad. Déjame recordarte que necesitas una precisión de 20 centímetros. Hay un problema con ellos en Rusia: si no hay una enmienda activa a través de Internet, entonces necesita una estación terrestre con un radio de 15 km. Una estación terrestre cuesta dinero y, además, necesita comprar paquetes de señales para que funcione, es decir, una suscripción. Los recolectores GPS son muy "oblicuos": sí, pueden limpiar el campo ideal por sí mismos, pero hacen giros incorrectos y no supervisan la situación. Cuando la señal se distorsiona, quedan "gallos".

Al principio pensamos en el análisis de video GPS +, pero rápidamente se hizo evidente que solo el análisis de video es suficiente.

Ahora la cosechadora puede moverse de acuerdo con el plan en el corral, puede reconocer obstáculos y reducir la velocidad frente a ellos, puede coordinar el movimiento con el transporte de granos y otras máquinas en la cuña.

El GPS requiere una programación de mapas larga en puntos de navegación. Esta es una interfaz compleja, y las interfaces complejas en el campo no funcionan. Lo hicimos mucho más fácil: el piloto automático ve: "¡Guau, campo!" - y le ofrece transferirle el control. Todas.

El operador puede monitorear el segador y la cultura. El robot dirige.

Modos:

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A lo largo del borde de un cultivo cortado o tierra cultivada, en una fila (maíz, girasol), tala (cosecha separada) + desvío de obstáculos estacionarios, deteniéndose cuando existe riesgo de colisión con otros equipos o personas, identificando áreas del cultivo caído y advirtiendo o deteniéndose frente a ellos.

Además de la cosechadora, todavía es posible instalar un copiloto en un tractor, segadora o pulverizador.

Ahora puedes imaginar aproximadamente lo que se necesita para obtener pan, maíz, pasta, trigo sarraceno en tu mesa y dónde puedes cortarlo. Me detendré en esto por ahora, porque durante muchos años trabajé en agricultura con tecnología, y no en desarrollo y no con redes neuronales, pero en la próxima publicación mi colega de desarrollo le dirá exactamente cómo funciona todo y cuáles fueron exactamente las dificultades para hacerlo todo. en dos años. Y lo fueron, créeme.

El efecto económico general es una reducción en el costo del grano en un 2.5–5%. Por desgracia, esto es análisis, no una prueba AB (es difícil realizarla porque todas las secciones son diferentes, los operadores de la máquina también, y este es solo el segundo año de trabajo), pero, si está interesado, puedo decirle cómo lo calculamos.

PD: Si su ingeniero agrónomo no está en Habré, y él está interesado, puede encontrar contactos aquí: promo.cognitivepilot.com y discutir en detalle qué cosechadora, qué equipo específico se necesita, cuánto cuesta y cómo puede verlo rápidamente. experimentar.

PD: Aquí está la publicación prometida: habr.com/ru/company/cognitivepilot/blog/497098 .

¿Por qué es necesario usar cosechadoras agrícolas robóticas, cuáles son las dificultades y cómo lo hicimos en dos años?