Полезные программы и онлайн приложения для агроинженеров и руководителей сельскохозяйственных предприятий

Работа инженера на селе является творческой и направлена на решение целого комплекса задач. В голове нужно держать большое количество информации, поэтому «ГлавПахарь» предлагает решения, способные компьютеризировать трудовые будни инженеров, механизаторов и руководителей сельскохозяйственных производств, предлагая обзор программного обеспечения и онлайн приложений, которые будут полезны в работе.

Подборка приложений выполнена с учетом мнения инженеров аграрного профиля. «ГлавПахарь» также ознакомился с мнением доктора Саймона Мандера, агроинженера и совладельца программных инноваций фирмы Bosch. Д-р Мандер отмечает, что более 25 лет занимается вопросами разработки инженерного программного обеспечения для сельскохозяйственного производства. По его мнению для обработки большого количества данных, необходимо развивать продукты для учета и обработки информации.

Программы и онлайн-приложения будут полезны для учета оборудования, оптимизации технических и технологических параметров машинно-тракторных агрегатов, совершенствования конструкции сельскохозяйственных машин, логистических расчетов при выполнении транспортных и полевых работ и многого другого.

Начнем обзор с CAD-систем. Наиболее распространённой на постсоветском пространстве системой трехмерного моделирования является КОМПАС-3D. Для специалиста с высшим техническим образованием работающего на селе программа является полезным инструментом.

Даже без особых навыков в трехмерном моделировании можно без труда нарисовать простые трехмерные модели для последующего анализа их геометрических параметров. Если стоит задача в совершенствовании конструкции рабочих органов сельскохозяйственных машин, имеет смысл поискать готовые трехмерные модели в формате STEP или IGES, широкий спектр которых можно найти на сайтах Инженерных сообществ.

Подходящую модель созданную в зарубежных системах трехмерного моделирования можно импортировать в КОМПАС-3D и выполнить необходимые прочностные расчеты, редактирование и анализ модели.

Трехмерное моделирование современно, модно и позволяет сэкономить время и материал для всевозможных ремонтных приспособлений, которые приходится разрабатывать инженеру на селе в повседневной практике. Плюс ко всему — это возможность проводить прочностной анализ разрабатываемых и ремонтируемых деталей.

Посредством встроенной библиотеки APM FEM для импортированной или созданной модели необходимо задать начальные условия моделирования. Также нужно указать совпадающие поверхности, их температуру, приложить давления, распределенные силы, угловое ускорение, установить закрепление и выполнить расчет.

После разбиения модели и генерации сетки конечных элементов можно проанализировать результаты прочностного анализа. Дополнительно можно провести расчеты собственных частот, например, корпуса плуга. Выполнить расчеты на устойчивость, проверить инерционные характеристики модели.

После выявления «опасных зон» и концентраторов напряжения, можно упрочнить соответствующие участки и изменить массу и размеры детали.

Прочностные расчеты и моделирование можно проводить также и в других популярных системах трехмерного моделирования, таких как SOLIDWORKS, Autodesk Simulation Mechanical и др. В частности, SOLIDWORKS предоставляет широкий набор инструментов для тестирования моделей сельскохозяйственной техники, выполнения кинематических расчетов и сборки/разборки элементов конструкции.

Среди систем трёхмерного моделирования большую популярность приобрел также сервис 3D Warehouse, где можно найти большое количество моделей сельскохозяйственной техники, разработанных в программе sketchup.

Следует отметить, что трехмерное моделирование позволяет свести к минимуму ошибки при проектировании сборочных единиц и наглядно представлять разрабатываемый элемент. После того, как модель разработана, для получения чертежа, соответствующего требованиям ЕСКД ее нужно спроецировать на плоскость. Затем выполнить необходимые сечения, проставить размеры и осевые линии. Для чертежей деталей необходимо указать шероховатость поверхностей и технические требования, а также другую информацию, необходимую для изготовления.

Если деталь и сборочная единица проста в изготовлении и в разработке трехмерной модели нет необходимости, можно просто нарисовать чертежи деталей и сборочных единиц в системе Компас-График — автоматизированной системе оформления чертежей, либо в других аналогичных системах.

Определенную ценность для инженера аграрного профиля представляет также библиотека стандартных изделий КОМПАС-3D. В ней можно как в справочнике получить необходимую информацию о геометрических параметрах широкой номенклатуры изделий, таких как подшипники, хомуты, скобы и другие элементы крепежа. Такие знания являются особенно полезными при разработке конструкции различных приспособлений для выполнения ремонтно-обслуживающих работ.

Для получения информации о мировом уровне производства продукции растениеводства и животноводства, руководителям сельскохозяйственных предприятий целесообразно ознакомиться с браузером известной системы компьютерной математики Wolfram Alpha.

Например, если мы хотим сопоставить урожайность зерновых в России и Беларуси, то вводим grain yield in Belarus vs Russia и получаем следующий результат.

Для учета движения материальных ресурсов, таких как семена, удобрения, пестициды, запчасти, убранный урожай имеется целый ряд набирающих популярность ресурсов и сервисов, например, Granular и Agrivi. Такие сервисы позволяют фермерам вносить нужную информацию и получать к ней доступ в любое удобное время с мобильных устройств непосредственно в поле.

Динамично развивающимся онлайн ресурсом является система Agronaut, которая предоставляет пользователям целый комплекс калькуляторов для решения практических задач.

Для определения экономической эффективности агрегата необходимо выбрать из выпадающих списков тип и наименование операции, вид и марку сельскохозяйственной машины, задать марку трактора. Выбрать наименование вносимого материала, например, семена или удобрения.  Дополнительно задаются эксплуатационные характеристики, такие как средняя скорость движения, расход топлива при выполнении операции. Также может быть выбран метод расчета экономических показателей.

В результате выполнения вычислений можно для любого агрегата, применяемого в сельскохозяйственном производстве, за считанные секунды определить эксплуатационные затраты, включая расходы на амортизацию, проценты за использование кредитных ресурсов, альтернативные издержки, страхование и хранение, обслуживание и ремонты, а также расходы на топливо и оплату труда.

Надлежащее комплектование агрегатов является залогом рационального использования техники. В качестве исходных данных в калькуляторе комплектования агрегатов задаются тип почвы, тип операции, вид и марка машины, марка трактора. После выполнения соответствующих расчетов для тягового агрегата предоставляется соответствующий график и значения рациональной скорости, крюкового усилия, коэффициента использования тяговой мощности и часового расхода топлива, а также выносится определение о правильности комплектования агрегата.

Для приводных агрегатов аналогично определяются рациональная скорость, коэффициент использования мощности и расход топлива.

Если обозначить на карте поля, то с помощью погодных калькуляторов, использующих различные алгоритмы вычислений, можно получить краткосрочный прогноз погоды на конкретном производственном участке с привязкой к геолокационным координатам.

Такой подход позволяет корректировать сроки выполнения технологических операций, а также перераспределять тракторы для выполнения различных операций с целью оптимального использования машинно-тракторного парка.

Для определения оптимальной траектории движения машинно-тракторных агрегатов по полю произвольной конфигурации, также используется соответствующий калькулятор. В качестве исходных данных задается  комплекс технологических и эксплуатационных параметров. Расчеты позволяют получить оптимальную траекторию в виде массива пространственных координат перемещения агрегата. Также по результатам можно определить максимальную производительность на конкретном производственном участке, оптимальное направление его движения в градусах к экватору, количество дозагрузок для агрегатов с технологической емкостью.

Если перед главным инженером или руководителем предприятия стоит задача приобретения новой сельскохозяйственной техники, то незаменимым окажется каталог техники Agronaut. Каталог содержит 6 тематических разделов: тракторы, сельскохозяйственные машины, комбайны, стационарное оборудование, погрузчики и автомобили. Выбрав соответствующий раздел и указав интересующую технику, используя удобный набор фильтров, можно в удобной форме рассмотреть технические характеристики сельскохозяйственным машин, что будет способствовать качественной покупке.

Среди зарубежных сервисов можно отметить Agromonitoring, который предлагает несколько полезных инструментов. Это приложение для доступа к спутниковым снимкам полей, что позволяет оценить уровень развития культурных растений индексами вегетации NDVI и EVI. Различные цвета используются для распознавания полей и их выделения. Снимки предоставляются от двух спутников: американского спутника зондирования Landsat 8 и спутника Европейского космического агентства Sentinel 2. Данные постоянно обновляются и доступны для обширных площадей Земного шара.

Используя приложение для прогнозирования можно определить текущую погоду, получить прогноз на 5 дней вперед с шагом 3 часа. Также можно обратиться к истории метеонаблюдений и получить такие данные, как температура, давление, скорость ветра и другие значимые показатели погоды за последние 10 лет.

Дополнительно сервисы Agromonitoring позволяют получить данные о накопленной температуре и осадках, что позволяет корректировать сроки выполнения сельскохозяйственных операций. Причем температурный индекс рассчитывается как сумма дневных температур, а индекс влажности — как сумма суточных осадков. Все инструменты имеют координатную привязку к конкретным полевым участкам, которые формируются путем рисования полигонов на спутниковых снимках.

Подводя итог сказанному, можно сделать вывод, что в настоящее время на рынке программного обеспечения вопросам механизации сельского хозяйства уделяется повышенное внимание. Можно найти всевозможные инструменты для трехмерного моделирования, построения чертежей на плоскости и оформления документации. Такие инструменты помогут главному инженеру при совершенствовании конструкции существующих машин и при разработке оснастки для ремонта. Программы для учета помогут наладить ведение агробизнеса, а специальные калькуляторы упростят выполнение сложных технических и экономических расчетов. Целесообразно отдельно рассмотреть приложения для мобильных устройств, которые будут полезны инженерам и трактористам, занятым в сельскохозяйственном производстве.