Журнал «Агротехника и технологии»
Ко-боты, 3D-печать, дистанционное управление и мониторинг, точное земледелие — всё это технологии, меняющие сельское хозяйство уже сегодня и определяющие, каким оно будет завтра. Сокращение расходов на ГСМ и расходные материалы, СЗР и удобрения, повышение урожайности и рентабельности, облегчение человеческого труда и новые возможности взаимодействия между человеком и машиной — не фантастика, а новая реальность. О перспективных направлениях развития сельскохозяйственного машиностроения, инновационных разработках и технологиях будущего журналу «Агротехника и технологии» рассказали эксперты и участники рынка
В настоящее время основные инвестиции компании CLAAS в НИОКР распределяются между семью ключевыми направлениями. Генеральный директор компании «КЛААС Восток» Дирк Зеелиг рассказал о тех, которые наиболее ярко отражают глобальные тенденции в сельскохозяйственном машиностроении.
Во-первых, к приоритетным направлениям он отнёс исследования, связанные с использованием искусственного интеллекта, подчеркнув, что машины уже умеют собирать, систематизировать и анализировать широкий спектр данных о работе систем и агрегатов, объёме и качестве урожая, состоянии почвы
Во-вторых, весьма интересным и перспективным направлением Дирк Зеелиг считает так называемых ко-ботов — машины, способные работать не автономно, без человека, но вместе с человеком, реагируя на его действия и изменения в окружающей среде. «Это связано со спецификой сельскохозяйственного производства, основная часть процессов в котором происходит на природе или с участием человека, где принцип «не навреди» всегда будет оставаться первостепенным», — пояснил он.
И наконец, третье направление, с точки зрения Дирка Зеелига крайне интересное и по-настоящему меняющее наше будущее, - это 3D-печать. «Представьте, как изменится работа сервисной службы, когда та или иная деталь будет не заказываться и отправляться с какого-либо склада, а «распечатываться» непосредственно в региональном центре обслуживания?», — отмечает Зеелиг. По его словам, CLAAS ведёт исследования и разработки по внедрению этой технологии в производство деталей и комплектующих.
В свою очередь менеджер по тракторам высокой мощности и альтернативным видам топлива CNH Industrial в международном регионе AMEA (Азия, Ближний Восток, Африка) Алексей Савинов рассказал, что сегодня производители сельхозтехники всё больше внимания стали уделять разработкам в области точного земледелия, телематики, обработки и передачи данных. «Это говорит о том, что сельское хозяйство тоже постепенно переходит на «удалёнку», — считает он. — Современные технологии уже позволяют максимально автоматизировать работу оператора, собрать данные о поле, погоде и произведённых работах, обработать их, визуализировать и даже дать заключения и советы».
Все эти системы, как отметил Алексей Савинов, находятся в постоянной эволюции: повышается их точность, качество и объём предоставляемой информации, открываются новые возможности взаимодействия между человеком и машиной. В качестве примера он привёл цифровой интерфейс Case IH AFS Connect, который уже сегодня позволяет владельцу управлять своим парком машин и своими полями, находясь в любой точке мира.
Вторым фокусным направлением, по мнению Савинова, является альтернативное топливо: электричество, газ, водород и пр. Он полагает, что использование такого топлива — неизбежный шаг для человечества, связанный с необходимостью перехода на возобновляемые источники энергии и снижения вредных выбросов в атмосферу. В частности, среди перспективных разработок компании CNH Industrial выделяются тракторы, работающие на метане, которые являются частью концепта энергонезависимой фермы. «По результатам испытаний двухтопливного трактора Т7060 в РФ, работающем на смеси дизеля и метана, была выявлена экономия расхода топлива до 27%. Для двигателей, работающих на одном метане, ожидаемая экономия ещё выше (тестирование пока не проводилось). Однако на сегодняшний день основной сложностью является газовая инфраструктура и большие инвестиции на её создание», — рассказал Алексей Савинов.
Руководитель отдела маркетинга John Deere в России Александр Беляев объединяет технологии, на которые сейчас делаются ставки в сельском хозяйстве, в три большие группы. Во-первых, по его словам, это навигационные технологии. К ним относятся автоматическое рулевое управление и кинематика реального времени, когда машина точно и оперативно позиционируется за счёт сигнала со спутника.
Во-вторых, продолжает Александр, это технологии сбора данных — всевозможные датчики, системы мониторинга, беспилотные летательные аппараты и так далее.
И в-третьих, это технологии переменных норм: они используются, в основном, на посевных агрегатах и опрыскивателях для дифференцированного внесения семян, удобрений
Директор по маркетингу компании «Амазоне» Олег Скобов в первую очередь в качестве перспективных направлений для новых разработок называет дифференцированный сев, опрыскивание, внесение удобрений и даже почвообработку. По его мнению, эффективность использования материалов выходит на первый план не только потому что СЗР, удобрения и семена являются очень большой статьёй затрат при выращивании сельхозкультур, но и потому, что это позволяет получать лучшие результаты урожайности.
«Сегодня мы можем работать по картам заданий, внося больше удобрений только там, где это нужно, с помощью модулей телеметрии улучшать логистику, следить за неисправностями и исключать ошибки в работе», — перечисляет достоинства новых решений Олег Скобов. Он уверен, что в ближайшие годы мы увидим всё больше разработок и стартапов в IT для сельского хозяйства, которые помогут собирать больше данных и работать с более высокой прецизионностью.
«Что касается новых модификаций сельхозтехники, то речь, прежде всего, идёт о повышении эффективности её использования для аграриев, увеличении уровня надёжности, повышения эргономичности, удобства для механизаторов, механиков, улучшения экстерьера машин», - говорит директор департамента маркетинга компании Ростсельмаш Андрей Рябов.
Как отмечает специалист, Ростсельмаш большое внимание уделяет как развитию модельных линеек (в том числе, разработке новых машин, созданию и оптимизации работы узлов и агрегатов, оптимизации техпроцессов, внедрению новых принципов работы сельхозмашин), так и внедрению систем автоматизации агротехники и инновационных технологий, в которые входит большой блок цифровых решений.
«Результатом применения цифровых решений становится увеличение точности проведения сельскохозяйственных работ, снижение нагрузки на механизатора, повышение безопасности проведения операций, уменьшение затрат на ГСМ и расходные материалы. Кроме того, внедрение подобных решений увеличивает производительность агропроцессов, повышает рентабельность работы сельхозпредприятий», — подчеркнул Андрей Рябов.
Говоря об экономии и снижении затрат для аграриев, Сергей Мочалов, специалист по FarmSight и по технологиям точного земледелия компании John Deere, указывает на то, что технологии точного земледелия дают возможность уменьшить стоимость владения техникой, расход топлива и так далее: «Поля в хозяйствах отличаются, и даже в масштабах одного поля на разных участках будет не один и тот же тип почвы и разная доступность питательных веществ. Внося разные нормы в зависимости от участка, аграрии получают максимальную отдачу от наиболее плодородных сегментов поля и, напротив, сокращают расход семян и, соответственно, удобрений на менее плодородных местах».
В качестве другого примера он приводит Operations Center и систему JDLink — эти решения позволяют любому аграрию независимо от размера хозяйства и наличия современной техники начать цифровую трансформацию своего производства. Operations Center — это инновационная платформа для планирования, управления и анализа сельскохозяйственных работ. Открытость платформы позволяет добавлять инструменты или видоизменить функционал по первому желанию клиента за счёт многочисленных компаний-партнёров. Без каких-либо лицензий, активаций и дополнительного оборудования любой аграрий может оцифровать свои производственные процессы. Клиенты могут подготовить карты-задания для дифференцированного внесения, проанализировать состояние культур по спутниковым снимкам и проводить сбор данных для интегрированной защиты растений. Благодаря системе JDLink машины могут самостоятельно сообщать не только о проблемах, возникших во время работы, но и уведомлять владельцев о том, что работа могла бы выполняться более эффективно, а ресурсы — расходоваться более рационально (в случае, если выставлены неоптимальные параметры).
Технологии точного земледелия помогают устранить потери урожая (при уборке), посевного материала, СЗР, удобрений, топлива и, что немаловажно, времени, подчёркивает Сергей Мочалов. Если говорить обобщённо, то доходность сельского хозяйства складывается из трёх основных составляющих, рассуждает специалист: цены реализации, объёмов производства и себестоимости продукции. «На первый из них с помощью новых технологий повлиять не получится, а вот на два оставшихся — вполне. Но, как я уже отмечал, все эти технологии работают в комплексе, и внедрять их тоже следует комплексно, постоянно обновляя», - заключает Мочалов.
Что нас ждет?
В будущем, как утверждает Алексей Савинов, нас ждёт полная цифровизация сельского хозяйства, автоматизированный анализ агрономических данных и автономная техника на возобновляемом топливе, способная производить автоматическую настройку в зависимости от типа культуры и внешних факторов.
Беспилотная техника только начинает внедряться, но у самой технологии большой потенциал, соглашается Сергей Мочалов. Он полагает, что будущее, в частности, за автономной техникой, кроме того, сегодня ярко выражен тренд на электрификацию. «На мой взгляд, через несколько лет будет появляться всё больше машин на электротяге вместо двигателей внутреннего сгорания. Но это, несомненно, ещё не “финал прогресса”. Развитие, безусловно, будет, и сейчас сложно сказать, в какую сторону оно пойдёт, поскольку существует масса концепций, и пока невозможно определить, какие из них “выстрелят”», — считает Сергей Мочалов.
По мнению Дирка Зеелига, в ближайшие годы на сельскохозяйственных машинах всё активнее будут внедряться всевозможные датчики и сенсоры, о которых он уже упоминал. При этом будет смещаться акцент в их работе: датчики и сенсоры будут отслеживать не состояние и параметры работы самой техники, а оценивать внешнюю среду: почву, всходы, полученный урожай. Такие примеры, по его словам, уже есть: специальный датчик CLAAS CROP SENSOR, который незаменим при внесении минеральных удобрений и средств защиты растений. Устройство учитывает количество фактической биомассы и усвоенного всходами азота и корректирует расход удобрений. А датчик ближнего инфракрасного спектра NIR SENSOR на кормоуборочных комбайнах JAGUAR в режиме реального времени проводит спектральный анализ убираемых кормовых культур: определяет влажность, содержание крахмала, сахара и других определяющих качество корма веществ.
Второе направление, которое, с точки зрения Дирка Зеелига, изменит сельское хозяйство в будущем, — это развитие средств коммуникации и так называемого «сетевого общества». Он обращает внимание, что машины в сельском хозяйстве объединяются в «глобальную сеть». Это происходит не только на уровне отдельных хозяйств, где весь парк техники превращается в единую взаимосвязанную систему, но и на уровне региональных дилеров, которые на мониторе могут отслеживать техническое состояние всех «подотчётных» машин в хозяйствах своих клиентов, а также на глобальном уровне, когда даже конкурирующие бренды согласовывают свои действия и разработки, чтобы обеспечивать совместимость продукции.
В качестве примера специалист приводит появление в 2019 году на рынке совместной разработки компаний CLAAS, 365FarmNet, John Deere и CNH Industrial — протокола DataConnect, позволяющего фермерам получать доступ к облачным данным всех участников системы.
Кроме того, как ожидает Дирк Зеелиг, сельскохозяйственные машины будут всё более «умными» благодаря внедрению технологий искусственного интеллекта и машинного обучения. Он отмечает, что на зерноуборочных комбайнах CLAAS LEXION уже сегодня используется система CEMOS AUTOMATIC, которая помогает механизатору оптимизировать под меняющиеся условия уборки такие настройки машины, как частота вращения молотильного барабана, ротора и вентилятора, зазор деки, степень открытия верхнего и нижнего решёт
В свою очередь, Андрей Рябов замечает, что увеличение доли автоматизации — это общая тенденция. Со временем, не сомневается он, управление машинами будет осуществляться, в том числе, дистанционно. В отдалённой же перспективе, по его мнению, агромашины будут безкабинными. «Но это не значит, что не потребуется участие сотрудников-аграриев. Просто их работа станет более комфортной и интеллектуальной», — уточняет специалист.
Так, уже сегодня Ростсельмаш производит целый спектр электронных систем, делится специалист. В их основе — цифровая платформа агроменеджмента «Агротроник», которая объединяет системы в единое целое. Как рассказал Андрей Рябов, в «Агротроник» интегрированы сервисы «РСМ Роутер» и «РСМ Фейс АйДи». Первый представляет собой алгоритм, благодаря которому система определяет оптимальные маршруты передвижения основных и вспомогательных машин, помогает выстроить траекторию их передвижения, по-максимуму задействовать их в уборке. А второй распознаёт пользователя на основании поиска по базе биометрии и разрешений на управление сельскохозяйственной техникой. Система допускает к управлению агромашиной только разрешённых водителей.
Комплекс цифровых сервисов, говорит Андрей Рябов, представлен широким набором систем, например, системами автоуправления. «РСМ Агротроник Пилот 1.0» позволяет управлять траекторией движения комбайна и вести его параллельно предыдущему гону. При этом базовая станция RТК обеспечивает высокую точность (до 2,5 см), непрерывно передавая сигналы коррекции посредством радиоканалов. «Одна базовая станция может передавать поправки на группу комбайнов. Система автоматически выполняет развороты, а также поднятие и опускание жатки в начале и в конце гона», — рассказывает Рябов.
Он также обратил внимание, что «РСМ Агротроник Пилот 2.0» является первой в мире гибридной системой автоуправления на основе RTK и машинного зрения. RTK-поправки дают высокую точность вождения в 2,5 см, а машинное зрение способно вовремя распознать препятствие и остановить перед ним комбайн. Благодаря машинному зрению «РСМ Агротроник Пилот 2.0» обеспечивает безопасность при проведении операций.
В целом, как утверждает Андрей Рябов, благодаря использованию систем автоуправления Ростсельмаш эффективность проведения сельхозработ увеличивается на 30%. При этом экономится ГСМ, а работа в условиях плохой видимости и в тёмное время суток становится эффективнее. В частности, одна из таких систем, помогающих механизатору увеличивать эффективность сельхозработ в ночное время — «РСМ Ночное видение» - основана на технологии машинного зрения, делится специалист. «Технология позволяет определить препятствия ночью на расстоянии до 1,5 тыс. м, тогда как аналогичные системы, которые до этого использовались на сельхозтехнике, предоставляли обзор всего лишь в пределах 20-50 м, — утверждает Рябов, добавляя, что технология востребована при обработке полей пестицидами, так как эти мероприятия проводятся в ночное время.
Новые технологии продолжат идти в ногу со временем, то есть по пути повышения производительности агромашин, считает Андрей Рябов. Если же говорить о ближайшем будущем, то, по его прогнозу, будет увеличиваться доля мощной техники. «Ей по-прежнему будет управлять человек, но управление высокоэффективными машинами будет осуществляться с помощью комплекса электронных систем, включая системы автонастройки под разные культуры, задачи или условия работы, системы автоуправления и синхронизации различных машин и всего парка техники сельхозпредприятия, а также системы идентификации», — рисует картину будущего прогресса Андрей Рябов.
«Совершенно точно можно сказать, что сельское хозяйство ждёт приход технологий, связанных с искусственным интеллектом и интернетом вещей», — уверен директор по маркетингу компании «Амазоне» Олег Скобов.
Говоря о глобальных тенденциях в сельскохозяйственном машиностроении, руководитель отдела маркетинга John Deere в России Александр Беляев, назвал тренд к увеличению, причём во всех смыслах. «Хозяйства укрупняются, и, как следствие, становится актуальнее запрос на крупную технику, — пояснил он. — Разумеется, производители стараются на него отвечать — например, мы выпустили новое поколение зерноуборочных комбайнов X9. Такая машина способна убирать 100 т/час, а повреждение зерна при этом составляет менее 1%».
Кроме того, его компания недавно анонсировала выпуск самого большого прицепного опрыскивателя за всю историю John Deere - R975i с объёмом бака 7500 л. «Разумеется, с учётом этого тренда мелким хозяйствам труднее конкурировать с крупными, поэтому они всё чаще объединяются в кооперативы либо совместно покупают современную технику — эта тенденция распространена в Европе, но российские аграрии также к ней присматриваются», — отметил Александр Беляев.
Он также посетовал, что один из основных вызовов нового времени связан с тем, что многие аграрии достаточно консервативны, поэтому не спешат переходить на инновационные методы. «Отчасти это объяснимо, ведь пробовать новое — это всегда риск. Кроме того, требуются инвестиции, так что далеко не все хозяйства могут себе позволить масштабные внедрения», — признает Александр Беляев.
С другой стороны, по его словам, структура российского агросектора такова, что в нём преобладают крупные хозяйства и агрохолдинги, у которых возможность для внедрений есть. Поэтому, как полагает специалист, вызовы будут преодолены и уже преодолеваются. «Когда владельцы хозяйств видят на конкретных примерах (а мы показываем эти примеры на практике), что современные решения дают повышение урожайности, экономию расходных материалов, снимают нагрузку с операторов и так далее, то даже самые консервативные из аграриев часто пересматривают свою позицию», — сообщил он.
По мнению Александра Беляева, инновации могут оказаться невостребованными только по двум причинам. В первом случае, если была плохо продумана коммерческая составляющая проекта, и производитель не смог донести до клиентов привлекательность продукта или технологии, и, тем самым, не вызвал интереса с их стороны. Во втором случае продукт слишком опережает своё время и к нему не готовы ни клиенты, ни сбытовая сеть, причём, как с точки зрения внедрения, так с точки зрения последующей поддержки и эксплуатации. «Такой продукт ждёт либо медленное и непростое развитие, либо «убирание на полку» до лучших времён», — заключает он.
