📸 😉 🚙 Por que é necessário combinar robôs agrícolas, quais são as dificuldades e como fizemos isso em dois anos 🧒🏿 🅱️ 🏄

Em tempos normais, o operador da máquina ganha cerca de 30 mil rublos por mês. Mas tudo muda drasticamente durante a colheita, quando o operador da máquina se torna temporariamente o operador da colheitadeira - a colheitadeira, por esse período ele receberá até 150 mil rublos. Há literalmente duas semanas em que você precisa coletar tudo o que investiu uma quantia enorme de dinheiro em trabalho, fertilizantes, diesel e assim por diante durante um ano inteiro. Você pode trabalhar a partir das oito da manhã (montar o carro, começar às nove) até escurecer, porque o orvalho e a umidade da noite degradam drasticamente a qualidade do grão. Vestir. E no terceiro ou quarto dia, os problemas começam com acidentes ou triturar o errado e o errado.

Do lado de fora, parece que a tarefa é dirigir ao longo do campo com uma “cobra” e “moer” todo o trigo ou outra colheita na colheitadeira. De fato, isso está longe de ser o caso. O operador deve monitorar centenas de coisas e, ao mesmo tempo, observar constantemente a borda do campo para se mover sem problemas. Imagine que você dirige 12 a 14 horas na estrada a uma velocidade de 120 km / h atrás de uma pessoa que diminui de repente a cada meia hora. O operador sente a mesma coisa: o trabalho é incrivelmente monótono, mas ao mesmo tempo você precisa estar constantemente preparado para uma surpresa.

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Surpresa pode ser assim. Enquanto estávamos dirigindo "para os campos", não vimos uma única combinação sem vestígios de soldagem.

De fato, o combinador monitora o processo de processamento de grãos (um local de trabalho) e, ao mesmo tempo, realiza o equipamento (outro local de trabalho). Mas esta é apenas uma pessoa. Consequência - uma coisa sofre. Como se é ruim liderar, você pode moer acidentalmente uma pedra ou uma pessoa no campo, e a qualidade da colheita de grãos geralmente sofre.

Parte do trabalho é facilmente automatizada. Agora, vou lhe dizer exatamente o que fizemos e como modificamos combinações até bastante antigas com nossos robôs.

Turns

Assim, por duas semanas, o operador da colheitadeira trabalha para o desgaste. Seu pagamento consiste em um salário (os mesmos 30 mil na região) e um bônus pela quantidade de grãos recebidos (o que permite obter até 150 mil rublos na região). Ao mesmo tempo, o engenheiro agrônomo analisa a uniformidade da cobertura do campo - se houver “galos” no processo (ou seja, áreas cortadas devido a uma curva irregular), eles precisarão gastar muito recursos extras para coletá-los: combustível e lubrificantes, depreciação, transporte, tempo. Como regra, essas áreas estão sendo finalizadas pela manhã e a eficiência da colheitadeira é muito baixa lá. E todo o efeito comercial da economia depende muito da redução do custo da limpeza: eles não podem afetar o mercado, mas podem reduzir o custo dos grãos para si. Portanto, há consequências:

O campo é coberto por rotas combinadas de forma a garantir um movimento contínuo para o preenchimento completo.
— . . : . , — . — . , . — , , , — . — 30–50 , — . .
. ( , 90 % ) .

Segundo as estatísticas, o operador da máquina devido à fadiga no final do turno sai da garra até um metro do comprimento do cabeçalho. Com a velocidade da ceifeira-debulhadora a 10 km / he uma diminuição na captura de um metro em quatro horas, “subestimará” quatro hectares. Além de perder tempo para limpeza, o consumo de combustível aumenta. Em um nível de consumo de combustível de 20 l / ha, a perda direta de combustível (que será necessária para limpar o espaço perdido) será: 4 ha x 20 l x 45 rublos / l = 3.600 rublos / turno. A limpeza da área restante no próximo turno levará mais três horas de trabalho. Durante quatro dias, o operador da máquina aumenta a duração de seu trabalho em um dia. Durante a temporada, o tempo de colheita aumenta devido a um erro do operador da máquina de 25%.

Por 20 dias, a perda de combustível será de 20 x 3.600 rublos. = 72.000 rublos, uma frota de 10 carros perde 720.000 rublos durante esse período em combustível e lubrificantes.

Aqui está um vídeo onde mostramos à au pair como o robô funciona. O operador da colheitadeira está filmando as ações da máquina. Esta é a reação de uma pessoa repentinamente confrontada com o futuro:

Outra coisa importante - os operadores de máquinas geralmente são rotacionados. O proprietário do campo ou o engenheiro agrônomo não os conhece, não sabe onde eles trabalharam, como eles trabalharam. Ele entende que eles perseguirão os campos para obter o bônus máximo. Ele precisa desse sistema para proteger seu equipamento.

Confrontos

Em média, de acordo com nossas estatísticas, uma ou duas colisões sérias ocorrem anualmente. Nenhuma colheitadeira trabalha em campo, mas várias. Ao longo do caminho, a colheitadeira pode encontrar outra colheitadeira, um trator, uma árvore, um poste de energia inesperadamente entrando no campo, uma pessoa (incluindo outra colheitadeira que foi ao banheiro), uma vaca e outros obstáculos.

Conheço o caso quando o operador observou a borda e, de repente, vi que algo vermelho estava começando a voar da colheitadeira. Um homem estava deitado no campo, ele foi apanhado pelo ceifador e começou a processar. O operador da máquina foi absolvido: a investigação descobriu que era como se os rapazes locais tivessem jogado o cadáver no campo. Mas ele foi para um hospital psiquiátrico. Aqui estão mais alguns casos: eu dirigi para reabastecer, bati no motorista , e este é o misterioso "Adam" .

É claro que quando algo está escondido na cultura, é quase impossível evitar uma colisão com ele. Portanto, a propósito, não há pedras grandes nos campos: elas são removidas antes mesmo da semeadura (e as pequenas caem nas armadilhas de pedra da colheitadeira). O operador fica bem alto e a maioria dos obstáculos é visível com antecedência. A questão é para onde ele olha (de lado, na borda, no console ou na frente) e quão boa é a reação.

Segundo as minhas informações, os troncos de roedores costumam ser danificados e os ceifeiros são batidos. Um dos motivos mais comuns é que, ao se mover em um grupo (por exemplo, uma cunha), a velocidade desigual da colheitadeira na frente.

Nosso robô permite que você mantenha distância à frente.

O Cognitive Pilot usa uma câmera de vídeo que olha da cabine do piloto logo acima do assento do operador e reconhece obstáculos. O robô sabe que os pilares e as árvores ficam parados, mas calcula os vetores de movimento de pessoas, vacas e tratores. Quando a situação se torna simplesmente exigindo atenção, ocorre uma notificação. Em circunstâncias críticas, a colheitadeira irá parar abruptamente.

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Isso significa que economizamos vários dias de reparos durante a colheita. Ou seja, o reparo nesse momento não é apenas o custo de peças e trabalho, mas também grandes perdas de grãos.

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Velocidade e outras configurações

O que um operador pode gerenciar? O primeiro é a velocidade do molinete (este é um dispositivo como um parafuso que comprime as orelhas sob o cisalhamento). A velocidade depende diretamente do tipo de colheita (uma para o milho, outra para o trigo) e a maturidade da colheita.

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A peculiaridade do trabalho do combinador é que é uma tarefa difícil algoritmizável com muitas suposições puramente experimentais. Por outro lado, um log de ações quase completo é gravado na própria colheitadeira, e você pode definir a porcentagem de perdas de grãos devido a modos incorretos. Faltam dados de entrada: umidade, tipo de cultura, sua variedade específica, região (a cultura é muito diferente em forma e tamanho do solo e do clima) e o grau de maturidade. Se você combinar tudo isso, poderá obter uma rede neural treinada em 20 anos de experiência na cabeça de um operador habilidoso ou um robô que fará o mesmo por ele.

Operadores habilmente trabalhando agora estão morrendo. Quase todos os operadores de máquinas eficazes foram treinados sob a URSS, após o que os segredos tecnológicos dessa civilização foram perdidos. Especificamente, o treinamento enfraqueceu e os recém-chegados, é claro, trabalham pior. Isso é normal para quase todas as profissões de trabalho, mas especificamente aqui, nosso robô está em alta demanda, tanto quanto possível, devido a esse efeito.

Portanto, se a velocidade de rotação for maior que a ideal para esta situação, o grão será chutado pelo cabeçalho quando mesmo antes de entrar no processamento principal, o grão começará a desmoronar no chão sob a colheitadeira. Isso representa de três a dez por cento das perdas para o modo errado. Se você der menos velocidade - as orelhas não dobrarão até o fim e começarão a cair no chão, e não no cabeçalho. O mesmo resultado.

Se o grão não estiver totalmente amadurecido - já grande, mas ainda apertado no ouvido - o ouvido com ele pode ser facilmente considerado um único objeto. Mas se estiver um pouco maduro demais, é fácil acertar o pico e ele começará a desmoronar. Em um campo para passes diferentes, é necessário alterar as configurações: acontece que uma massa ligeiramente carregada ou não carregada. Em algum lugar, um pedaço de campo fica em uma colina, e o outro lado está em uma planície. A planície tem mais umidade e ali o caule é mais alto.

É necessário manter a borda, alterar constantemente a velocidade da colheitadeira, dependendo das características do lote (em grãos mortos - até um ou dois quilômetros por hora, em cultura comum - em média de seis a oito quilômetros por hora), ajustar constantemente a velocidade de rotação do carretel.

E o operador da máquina recebe pelo volume.

Existem muitos operadores de máquinas em campo. E a quantidade de cultura é limitada. Portanto, eles naturalmente querem ganhar mais. Eles não têm tarefa a economizar para a economia, têm a tarefa de coletar pessoalmente o máximo de grãos possível. Portanto, em vez de se mover na velocidade certa e selecionar todas as dezenas de parâmetros, basta mover-se para que o engenheiro agrônomo não saia da fazenda para a próxima safra. Ou seja, o mais rápido possível antes que ele comece a arruinar e xingar.

Na prática, isso significa que a eficiência da colheita de grãos está longe de ser ótima. Os antigos mestres no início do turno mostram excelente desempenho, mas é difícil mantê-los até o final do turno. Os "jovens" se concentram no movimento e trabalham com baixa eficiência, tentando ganhar mais grãos por turno. A colheita passou, a primeira chuva - as listras verdes são. Foi alguém que plantou o grão. Isso é uma perda.

Processamento de espigões

O próximo tipo de configurações é o que acontece dentro da colheitadeira. As orelhas do transportador do cabeçalho caem no aparelho de separação. Pode diferir no design, mas em geral existem dois tambores, nos quais existem peneiras. Bateria trabalha em nocauteando grãos de orelhas com a ajuda de martelos. Eles simplesmente batem na massa e o grão se derrama em uma peneira.

É muito importante ajustar o côncavo de acordo com o volume da massa (ou seja, modos diferentes para diferentes velocidades ou velocidades diferentes para diferentes partes do campo: depende da densidade das orelhas, do tamanho e da densidade dos grãos, do tamanho relativo dos grãos e da facilidade de bater na orelha, ou seja, maturidade e umidade). O grão verde precisa ser batido com mais força, um maduro não precisa ser batido especialmente.

De fato, isso significa que, antes de cada seção diferente do campo, você precisa reconfigurar esses parâmetros. Minha prática mostra que ninguém faz isso, porque ele tem medo de entrar nas configurações ou simplesmente não quer lidar com elas. Em combinações modernas, existem sistemas de sensores que mostram o processo no monitor. No antigo, isso não é. Os tempos já passaram quando era necessário distorcer algo físico para alterar os modos de operação do mecanismo. Agora você pode ajustar tudo a qualquer momento. Mas minha experiência de aproximadamente 12 anos em vendas mostra que, após a venda da colheitadeira, um revendedor chega, define as principais características e as escreve em um pedaço de papel. Das cerca de 200 combinações que cancelei, vi exatamente três com parâmetros diferentes do pedaço de papel desse revendedor.

Ou seja, as perdas simplesmente continuam aqui porque geralmente sacrificam essa parte do trabalho para não desperdiçar a atenção. Vi como, sob as notificações "menos velocidade, perda", "inacabado, reduza côncava", ignore alertas. “O avô trabalhou assim - comer um figo? Se algo der errado, toda a temporada ficará ociosa. ” Como resultado, eles se concentram na direção.

Em seguida, vem o pós-tratamento dos grãos. Existem mecanismos rotativos e de teclado, há muito mais teclados no mercado. A palha é puxada através de um mecanismo de teclado e um separador abaixo. O tratamento adicional e o refino do grão resultam na queda de toda a massa no vento (ou em um mecanismo semelhante) quando a corrente de ar sopra todos os pulmões (pequenos pedaços de palha, pedaços de folhas) para o lado e o grão cai na tremonha. Os ventos precisam ser controlados com força, mas, felizmente, você pode configurá-los antes do turno da manhã. Colza - é necessário um fluxo de ar mínimo: a semente é muito leve. Milho - vazão máxima.

Novamente, na prática, é assim: Mikhail Kuzmich, de 64 anos, chega, pega uma orelha, mói o grão nas mãos e depois prepara os ventos no local. O resto da mecânica aparece, olha, copia as configurações.

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Imagem muito comum.

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Interação do trator

A colheita pode ser feita com o despejo de grãos em algo próximo da colheitadeira ao longo da área já desgastada, ou você precisa chamar um trator de tempos em tempos para descarregar a colheita.

Se estamos falando de dirigir nas proximidades, você precisa garantir que o fluxo de grãos entre no transporte. Isso significa que agora devemos olhar intensamente em duas direções: no controle remoto e na frente.

Se estamos falando de uma chamada, devemos monitorar o preenchimento do bunker e pensar em como o transporte se aproximar, ou seja, resolver o problema estratégico de otimizar sua chamada. Como sabemos, as pessoas geralmente resolvem problemas estratégicos usando algoritmos gananciosos imperfeitos, e é por isso que as perdas de combustível também ocorrem aqui. Felizmente, este é o menor dos problemas em campo, por isso não estamos tocando essa parte ainda.

A situação se torna muito mais interessante quando as combinações não se movem nos cantos (em suas seções), mas em uma cunha. Isso está junto. Aqui você precisa seguir o lead e outras combinações além.

Pontos de melhoria

O que um robô pode fazer?

Uma das partes mais carregadas do trabalho é seguir a trajetória do movimento. Isso é dirigir.

A geração passada de automação resolveu a tarefa de usar dispositivos GPS. Aqui está um exemplo de como isso termina mal e regularmente o suficiente. Deixe-me lembrá-lo, você precisa de uma precisão de 20 centímetros. Há um problema com eles na Rússia: se não houver uma alteração ativa via Internet, você precisará de uma estação terrestre com um raio de 15 km. Uma estação terrestre custa dinheiro e, além disso, você precisa comprar pacotes de sinal para que funcione, ou seja, uma assinatura. As colhedoras de GPS são muito "oblíquas" - sim, elas próprias podem limpar o campo ideal, mas fazem curvas ruins e não monitoram a situação. Quando o sinal está distorcido, "galos" são deixados.

A princípio, pensamos em análise de vídeo GPS +, mas rapidamente ficou claro que apenas a análise de vídeo é suficiente.

Agora a colheitadeira é capaz de se mover de acordo com o plano da caneta, é capaz de reconhecer obstáculos e diminuir a velocidade na frente deles, é capaz de coordenar o movimento com o transporte de grãos e outras máquinas na cunha.

O GPS requer uma longa programação de mapas nos pontos de navegação. Essa é uma interface complexa e as interfaces complexas no campo não funcionam. Tornamos muito mais fácil: o piloto automático vê: "Uau, campo!" - e se oferece para transferir o controle para ele. Todos.

O operador pode monitorar a ceifeira e a cultura. O robô dirige.

Modos:

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Ao longo da borda de uma colheita cortada ou terra cultivada, consecutivamente (milho, girassol), derrubada (colheita separada) + desvio de obstáculos estacionários, parando quando há risco de colisão com outros equipamentos ou pessoas, identificando parcelas da colheita caída e alertando ou parando na frente deles.

Além da colheitadeira, ainda é possível instalar um copiloto em um trator, cortador de grama ou pulverizador.

Agora você pode imaginar o que é preciso para obter pão, milho, macarrão, trigo sarraceno em sua mesa e onde você pode cortá-lo. Vou me concentrar nisso por enquanto, porque por muitos anos trabalhei na agricultura com tecnologia, e não no desenvolvimento e não com redes neurais, mas no próximo post meu colega de desenvolvimento lhe dirá exatamente como tudo funciona e quais foram exatamente as dificuldades para fazer tudo isso daqui a dois anos. E eles foram, acredite em mim.

O efeito econômico geral é uma redução no custo dos grãos de 2,5% a 5%. Infelizmente, isso é analítico, não um teste AB (é difícil conduzi-lo porque todas as seções são diferentes, os operadores de máquinas também e este é apenas o segundo ano de trabalho), mas, se estiver interessado, posso dizer como o calculamos.

PS Se o seu engenheiro agrônomo não estiver em Habré e ele estiver interessado, você pode encontrar contatos aqui: promo.cognitivepilot.com e discutir em detalhes o que colheitadeira combinada, qual conjunto específico de equipamento é necessário, quanto custa e como você pode vê-lo rapidamente- experimentar.

PS Aqui está o post prometido - habr.com/ru/company/cognitivepilot/blog/497098 .

Por que é necessário combinar robôs agrícolas, quais são as dificuldades e como fizemos isso em dois anos