Смарт-контроль: инновационные решения для техники от СМАРТ АГРО ИНЖИНИРИНГ

В ноябре 2020 года Ассоциация дилеров сельскохозяйственной техники «АСХОД» и Отраслевой союз производителей сельскохозяйственной техники VDMA Agricultural Machinery провели международную онлайн-конференцию и питч-сессию для агротехстартапов.

В мероприятии приняли участие наиболее перспективные стартапы, прошедшие предварительный отбор экспертами платформы AgTechInventum, среди которых — ведущие мировые производители сельхозтехники (CLAAS, John Deere), cельхозпроизводители, лидеры российского рынка цифровых решений в сельском хозяйстве (Cognitive Pilot, ГЕОМИР, Агросигнал), отраслевые ВУЗы, а также банки и финансовые организации, активно инвестирующие в продвижение технологических решений в АПК. 

Среди многообразия актуальных работ редакцией нашего портала был отмечен проект «СМАРТ АГРО ИНЖИНИРИНГ» — комплексная автоматизированная система контроля и управления производственными процессами в сельском хозяйстве.

«ГлавПахарь» предлагает Вам ознакомиться с инновационными решениями компании и ключевыми направлениями смарт-контроля.

«СМАРТ АГРО ИНЖИНИРИНГ» ведет разработки и продвижение на российский рынок инновационных решений для контроля технологических процессов в агропроизводстве.

Проект, презентованный в рамках питч-сессии — комплекс систем смарт-контроля, включающих инновационные устройства: датчики и контроллеры для автоматизации контроля технологических процессов в сельскохозяйственном производстве. Наиболее актуальная составляющая, реализованная в этом проекте как один из модулей комплекса — решение для достоверного высокоточного автоматизированного измерения концентрации действующего вещества (реагента) в агрохимических растворах (баковых смесях и так далее).

По заверению членов комиссии и экспертов мероприятия, решения «СМАРТ АГРО ИНЖИНИРИНГ» отвечали основным критериям отбора AgTechInventum: экономический эффект, экологичность, уникальность предлагаемого решения, инновационность и реализуемость на практике. 

Напомним, что AgTechInventum является международной некоммерческой платформой, направленной на поиск, оценку и практическое внедрение прорывных цифровых решений в сфере АПК.

Проект «СМАРТ АГРО ИНЖИНИРИНГ» получил одну из главных наград конкурса AgTechInventum 2020.

Расскажем о победителе подробнее.

Компания начинала свою деятельность с разработки систем автоматизированного контроля расходования ГСМ автомобильной и самодвижущейся самоходной техникой и внедрила в ряде предприятий отрасли комплексные системы, обеспечивающие постоянный достоверный контроль расходования ГСМ с высоким уровнем точности (максимальная погрешность составила 1,6%).

Затем у клиентов компании сформировался запрос на расширение набора технологических операций, для которых можно обеспечить достоверный и точный контроль в режиме реального времени с полным исключением постороннего влияния на результат: и в момент непосредственного получения контрольных данных, и при их обработке, и при анализе, и при архивировании и хранении результатов.

Для выполнения запросов и растущих потребностей клиентов компания сформировала линейку актуальных решений. Она включает в себя 11 основных систем. Для сферы сельхозмашиностроения особый интерес могут представлять системы:

• «Смарт контроль — концентрация агрохимических растворов»;
• «Смарт контроль — связь и телеметрия».

Решения, составляющие эти системы, имеют «двойное назначение»: обеспечивают точный контроль корректного проведения технологических операций и позволяют осуществлять точный и достоверный учет расходования материально-технических ресурсов. Широко известно, что в агропроизводстве происходят значительные по объемам «утечки» МТР различного рода: топлива и ГСМ, химикатов, комбикормов, наконец, части собираемого урожая.

Система представляет собой аппаратно-программный комплекс для постоянного контроля концентрации действующего реагента в агрохимических растворах, вносимых автоматическими опрыскивателями, приготовляемых на растворных узлах, применяемых в магистралях тепличных хозяйств.

Контроль концентрации применяемого агрохимического раствора ведется непосредственно при внесении на обрабатываемые участки. 

Сам контроллер монтируется по упрощенной схеме на опрыскиватели любого производителя, модели и года выпуска — в рабочую магистраль за насосом высокого давления, подающим раствор непосредственно на форсунки (распылители). 

Монтаж осуществляется по упрощенной схеме и может быть проведен техническим специалистом без специальной подготовки. Монтаж и настройка контроллера агрохимических растворов на опрыскиватель могут быть осуществлены как на заводе-производителе, так и в полевых условиях. 

Контроллер самокалибруется при включении и не требует дополнительной настройки.

Концентрация действующего вещества в растворе, подающемся на форсунки опрыскивателя, измеряется постоянно в режиме реального времени.

Процедура контроля полностью человеконезависима и защищена от попыток внешних воздействий. Контрольные данные обрабатываются и хранятся непосредственно в «начинке» самого устройства, передаются на сервер или в «облако» для хранения. 

Результаты отображаются в цифровом коде, визуализируются в виде графика и на шкалах специальных виджетов на стационарном компьютере либо мобильном устройстве (планшет, смартфон). 

О нарушениях концентрации и других несоответствиях заданной технологии работы с агрохимическими растворами (изменение агрегатного состояния раствора: колебания температуры смеси, выпадение осадка, образование коллоидных взвесей) рассылаются экстренные уведомления по иерархии, которую устанавливает заказчик (пользователь). Кроме того, по желанию заказчика экстренные оповещения подаются в CAN-шину буксирующего трактора и выводятся на дисплей бортового компьютера, либо передаются оператору-машинисту через специально устанавливаемое сигнальное устройство.

Кроме концентрации рабочего вещества в агрохимическом растворе контроллер позволяет определить: 

• образование пены на растворе и воздушных «пузырей» непосредственно в баке опрыскивателя  для оперативного предотвращения завоздушивания подающих магистралей и нарушения интенсивности опрыскивания;
• «створаживание» реагента и расслоение его в растворе по фракциям  для заблаговременного выявления угрозы тампонирования магистралей;
• кристаллизация реагента в растворе и выпадение осадка  для предотвращения ускоренного износа форсунок и нарушений режимов внесения растворов в результате неконтролируемого и непропорционального расширения каналов подачи.

Выявление в режиме реального времени этих проблем при работе с растворами позволяет своевременно прекратить процесс внесения баковой смеси на почву (растения) и устранить проблему, а не обрабатывать угодья с нарушением технологических параметров: пониженной либо повышенной концентрацией химикатов в растворе.

Сигнал об изменениях физического состояния раствора в баке передается в режиме онлайн оператору опрыскивателя, в кабину тракториста-машиниста и на сервер. 

При отсутствии устойчивой связи сигнал в первую очередь подается оператору (трактористу-машинисту) и затем архивируется для передачи на сервер при возникновении ближайшей возможности передать данные по каналам связи.

Контроллер концентрации агрохимических растворов в составе нового универсального прицепного комплекса для приготовления и внесения баковых смесей Amazone FDC-6000» получил Серебряную медаль AGROSALON-2020.

Система представляет собой аппаратно-программный модуль для обеспечения постоянной устойчивой работы контрольных устройств и своевременной достоверной передачи данных объективного инструментального контроля.

Модуль интегрируется в имеющиеся у предприятия цифровые платформы и контрольные системы, полностью исключает потери данных при передаче и обеспечивает гарантированную доставку имеющейся телеметрической и иной контрольной информации в условиях отсутствующей или слабой связи формата GSM/GPRS — с максимальным использованием имеющихся и созданием дополнительных возможностей передачи телеметрических, геопозиционных, контрольных и учетных данных.

Модуль обеспечивает надежную и своевременную передачу телеметрических данных и информационных пакетов, получаемых от установленных на сельскохозяйственной технике контрольных устройств, в соответствии с автоматически определяемой иерархией срочности и очередности. 

Все данные обрабатываются «на борту», пакеты данных передаются в управляющие (диспетчерские либо логистические) центры по специальным алгоритмам передачи информации и рассылки оповещений.

Модуль обеспечивает также высокую надежность передачи и хранения контрольных данных, защищенное хранение обработанных данных с возможностью ретроспективного восстановления на любом промежутке. Модуль имеет защищенное техническое исполнение аппаратных компонентов.

По заверению руководства компании, технологии не имеют на рынке конкурентных решений по ряду позиций:

• виды измерений и технологии контроля;

• уникальный функционал для сельскохозяйственной техники (индукционное считывание, работа с CAN-шинами, управление исполнительными механизмами);

• устойчивая работа в режиме онлайн (24/7);

• достигнутая высокая точность получаемых телеметрических данных.

При этом разработанные решения имеют возможность дополнительного усиления основных функций без существенной доработки изделий и переформатирования производственных цепочек.

Основная сложность реализация проекта заключается в том, что решения серии «Смарт контроль» — высокотехнологичные устройства, производство которых требует особых компетенций и применения самых передовых производственных технологий. 

Таким требованиям соответствуют считанные предприятия в нашей стране, поэтому выпускать изделия в огромных сериях невозможно. Это определяет, несмотря на все усилия разработчика, возможность серийного производства такого количества изделий, которое пока не способно быстро покрыть существующие запросы рынка.

Есть определенные затруднения и со стороны пользователей: поскольку решения обеспечивают независимый контроль расходования материальных ресурсов, на предприятиях, которые их внедряют, всегда находятся группы работников, крайне не заинтересованные в том, чтобы их деятельность была под постоянным объективным контролем, а с тем, кто его осуществляет, невозможно было бы «договориться». Поэтому возникают регулярные попытки не только саботажного сопротивления внедрению таких контрольных систем, но и открытого вандализма. 

Следовательно, приходится производить устройства с высокой степенью защиты от механических воздействий, влаго- и пылезащитой, в жестком антивандальном исполнении. Это не может не влиять на цену изделий.

Описанные автоматизированные контрольные устройства — по сути, модули единой интегрированной контрольной системы, однако до сего времени ни одно из предприятий агропромышленной отрасли не оказалось готовым к построению подобных масштабных комплексных систем, поэтому сейчас эти устройства применяются именно как самостоятельные контрольные и коммуникационные решения.

Решение для обеспечения связи используется несколькими хозяйствами Краснодарского края и Республики Башкортостан.

Контроллер концентрации агрохимических растворов, разработанный в 2019 году, выпущен опытной серией и прошел три цикла опытной эксплуатации в условиях реальных полевых работ нескольких хозяйств в трех «сельскохозяйственных» регионах. 

В настоящее время достигнуто соглашение о ОЕМ-поставках контроллера компании Amazone для опциональной установки по предзаказам на прицепные и самоходные опрыскиватели, поставляемые на российский рынок.

В целом, если оценивать данную систему, она заслуживает внимания на рынке. Проектные решения являются не столько стартапом, сколько инновационным продуктом, уже готовым для использования как в сфере АПК, так и, в частности, в отечественном сельхозмашиностроении.

В 2019 году в ходе «Дня поля России-2019» (г.Санкт-Петербург) Министр сельского хозяйства Российской Федерации Дмитрий Патрушев дал высокую оценку представленным разработкам «СМАРТ АГРО ИНЖИНИРИНГ», но теперь дело за конечными потребителями, так как именно им на практике придется использовать технологию в своих хозяйствах и на своих предприятиях. 

Чтобы сделать окончательный вывод об эффективности смарт-контроля, необходимо продолжать апробировать проект в условиях реальной эксплуатации.