Фермеры полагаются на комбайны для сбора урожая во время сбора урожая, особенно на крупных промышленных сельскохозяйственных фермах, выращивающих зерновые культуры, такие как пшеница, кукуруза, соевые бобы и рис. Исторически эта задача выполнялась вручную и механически. Однако по мере развития технологий и недавнего бума в применении искусственного интеллекта (ИИ) наблюдается растущая тенденция к умному сельскому хозяйству и умному сбору урожая.
Применение новых технологий, при правильном применении, может повысить скорость уборки урожая, максимизировать урожайность, минимизировать потери, а также сократить ручные усилия и численность персонала. В данной статье рассматриваются некоторые основные инновационные разработки и тенденции, которые сейчас применяются в сфере уборки урожая и комбайнов.
Содержание
Рост умного сельского хозяйства
Захватывающие применения технологий в зерноуборочных комбайнах
Обзор текущих тенденций и событий
Заключение
Рост умного сельского хозяйства
Умное сельское хозяйство или умное сельское хозяйство — это термин, описывающий использование новейших технологий, которые делают сельское хозяйство проще, умнее, эффективнее и экономически выгоднее.
В 2022 году мировой рынок умного сельского хозяйства оценивался в 18.5 млрд долларов США. По прогнозам, совокупный годовой темп роста (CAGR) составит около 12% в период с 2023 по 2032 год.
Захватывающие применения технологий в зерноуборочных комбайнах
Зерноуборочные комбайны выполняют множество задач по уборке урожая, объединяя несколько операций за один проход машины. Название «зерноуборочный комбайн» произошло от сочетания этих задач. Сбор урожая включает в себя жатву (срезание зерновой травы), обмолот (отделение соломы от зерна), очистку (удаление грязи и камней), а затем веяние (отделение грубой соломы от семян внутри).
Стоимость и эффективность всегда стоят на повестке дня фермера. Фермеры хотят минимизировать затраты на рабочую силу, одновременно увеличивая продуктивное рабочее время. Эффективность сбора урожая становится все более важной, поскольку позволяет максимизировать урожайность и минимизировать потери.
Простые механические процессы сбора урожая оставляют множество возможностей для потерь зерна и низкого качества урожая, поэтому с появлением технологий во всех аспектах сбора урожая дела фермера улучшаются.
Существует ряд интересных и инновационных технологических тенденций, которые могут значительно улучшить жизнь фермера, и многие из них сейчас применяются при сборе урожая. К ним относятся Интернет вещей (IoT), датчики, обработка изображений в реальном времени, робототехника, автономное сельское хозяйство, а теперь и искусственный интеллект.
Некоторые из способов применения технологий включают в себя:
- Картирование полей и урожайности, составление плана урожая для уборки
- Использование GNSS и GPS для обеспечения оптимального перемещения по полю.
- Роботизированное и автономное вождение снижает потребность в человеческом вмешательстве и позволяет увеличить рабочее время.
- Возможность подключения к Интернету вещей для предоставления данных о сборе урожая в несколько систем в режиме реального времени.
- Датчики и камеры вместе с обработкой изображений с помощью искусственного интеллекта позволяют отслеживать и сокращать отходы, а также максимизировать урожайность.
- Интеллектуальное движение жатки и регулировка угла для обеспечения точного среза даже на наклонной и неровной поверхности.
- Прогнозируемое техническое обслуживание для оптимизации использования машины, сокращения времени простоя и
Обзор текущих тенденций и событий
Картографирование полей, GNSS и GPS, а также автономный сбор урожая.
Новейшее сельскохозяйственное программное обеспечение способно составить карту поля, подлежащего уборке, и картирование может быть выполнено различными способами. Один из способов создания карты поля — вручную с использованием картографического программного обеспечения со спутниковым изображением для увеличения масштаба и обозначения границ. Большинство крупных производителей предоставляют программное обеспечение для картографирования полей.
После составления карты поля можно точно обозначить границы и рассчитать площадь. Затем карту можно использовать для картирования урожайности, оценки продуктивности сельскохозяйственных культур и прогнозирования урожайности. Можно добавлять планы работ и легко просматривать исторические данные о месторождении. После того как поле будет нанесено на карту, передовые системы отслеживания смогут спланировать и помочь оптимизировать сбор урожая.
Другой способ составить карту поля — использовать глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) вместе с GPS и встроенными возможностями беспроводной связи и Интернета, чтобы обеспечить очень точное позиционирование. Можно использовать данные, полученные в результате предыдущей сельскохозяйственной деятельности, которые можно записать в ходе предыдущей обработки почвы, посадки или сбора урожая. Записанные данные можно быстро и точно передавать на локальные и удаленные устройства.
В сочетании с новейшими датчиками и камерами, а также другими интеллектуальными функциями сбора данных операторы и менеджеры ферм могут собирать подробную аналитику о производительности, эффективности и безопасности.
Эти системы точного позиционирования также обеспечивают автономное, роботизированное или дистанционное управление оборудованием, повышенную точность и безопасность, предотвращение столкновений и дистанционное отслеживание.
Например, компания John Deere предоставляет компьютеризированный операционный центр с инструментами для картирования полей, а их программное обеспечение AutoTrac™ интегрируется с операционным центром для прокладки и контроля путей уборки урожая, что позволяет сократить пробелы и перекрытия для оптимизации уборки урожая. Их системы также могут работать как полностью автономные и беспилотные операции.
Kubota предлагает аналогичные функции в своей FMIS (информационная система управления фермой), которая может предоставить многоуровневую карту поля, которую можно интегрировать с датчиками и анализом, а также с решениями для автоматического вождения.
Сочетание датчиков и камер для максимизации урожайности.
Производители комбайнов уже много лет пытаются сбалансировать скорость комбайна и потери зерна во время обмолота. Было обнаружено, что увеличение скорости комбайна с целью повышения эффективности приводит к засорению и увеличению потерь зерна либо из-за падения, либо при выгрузке с пылью, мякиной и соломой.
Компания Yanmar уже более 10 лет использует датчики вместе с картами полей, чтобы находить решения для выявления потерь зерна в режиме реального времени и быстро анализировать, вызваны ли они обмолотом или встряхиванием, чтобы можно было отрегулировать питатели, решета и разгрузочные клапаны по мере необходимости.
Эволюция систем искусственного интеллекта сделала обработку изображений с камер в реальном времени быстрой и точной. Это позволяет интегрироваться с другими сенсорными системами для определения точек разной урожайности на поле, а также областей с большей или меньшей плотностью посева. Применение этих комбинированных технологий позволяет соответствующим образом регулировать скорость уборки урожая для поддержания постоянной производительности. Эта быстрая регулировка в режиме реального времени позволяет максимизировать производительность и минимизировать потери, а также максимизировать эффективность двигателя.
Например, технология IntelliSense компании New Holland позволяет рассчитывать количество материала на роторах и ситах и измерять потери зерна, используя датчики на очистном башмаке вместе с камерами мониторинга зерна. Затем система может выбрать соответствующие действия и настройки для обмолота, вентилятора и решет.
Модели New Holland, такие как TC5.30 и модели Yanmar, оснащенные SMARTASSIST, объединяют несколько интеллектуальных систем для оптимизации производительности, повышения урожайности, измерения уровня влажности зерна и улучшения общего качества зерна.
Наземные датчики и камеры для адаптации к высоте урожая и местности.
В менее интеллектуальных комбайнах высота среза урожая обычно устанавливается до начала уборки урожая, как и большинство других настроек. Регулировка режущего аппарата будет производиться вручную на харвестере, пока он неподвижен, и настраиваться в зависимости от типа собираемой культуры.
Жатка, срезающая урожай, обычно фиксируется под горизонтальным углом. Однако фиксированная горизонтальная жатка не идеальна для полей, которые не совсем плоские, с впадинами, гребнями или уклонами. Зазор под режущим аппаратом будет означать неравномерный срез, оставление неравномерной стерни и потенциальную потерю зерна. Многие старые харвестеры имеют жатки, которые можно вручную наклонять в соответствии с уклоном.
В настоящее время наблюдается тенденция к использованию передовых машин, которые используют технологию датчика грунта для определения неровностей почвы, а затем автоматически регулируют высоту режущего аппарата. Некоторые производители предлагают регулируемые «крылья» жатки, чтобы они соответствовали рельефу местности. Эти крылья выступают из основного узла в обе стороны и могут независимо регулироваться вверх или вниз, чтобы адаптироваться к различным уклонам.
John Deere предлагает передовую линейку харвестеров новой технологии с гибкими полотняными жатками, которые работают как независимые режущие брусья. Эти регулируемые крылья жатки расходятся от центра и могут независимо регулироваться вверх или вниз в соответствии с наклоном или изогнутым полем. За режущими брусами полотняные ленты также регулируются вместе с жаткой, чтобы обеспечить подачу зерна с минимальными потерями. Производитель заявляет, что крылья могут изгибаться на 10°, что означает, что кончики крыльев могут перемещаться по вертикали до 8.5 футов (2.6 м).
Подобные комбинации датчиков и камер могут определять неровности местности и соответствующим образом регулировать скорость уборки, чтобы увеличить скорость уборки на подъемах и снизить скорость на спусках. Это помогает поддерживать равномерный обмолот и позволяет избежать недостаточного и неэффективного или чрезмерного потока зерна, потерь и последующего засорения.
John Deere делает это, используя комбинацию передних камер и картографирование поля. Интеграция этих технологий позволяет харвестеру действовать прогнозирующим образом, а не просто реагировать на изменение рельефа местности.
Предиктивное обслуживание
Хотя многие применения сенсорных технологий помогают фермерам максимизировать урожайность и эффективность уборки урожая, еще одним важным достижением в сборе данных является использование удаленного мониторинга для предоставления предупредительных предупреждений о техническом обслуживании, сокращая время простоя машин и затраты на техническое обслуживание.
Применение GPS-слежения вместе с IoT, анализируемым с помощью технологии искусственного интеллекта, позволяет компьютеризировать система управления техническим обслуживанием (CMMS) для отслеживания пройденных миль (километров) и часов работы. Эти системы могут выдавать оповещения о сроках обслуживания и анализировать данные для предоставления информации о скорости работы и эффективности оборудования.
Заключение
Сельское хозяйство может быть трудоемкой и неэффективной работой, поэтому приветствуется любое применение технологий, облегчающих задачу и, что наиболее важно, эффективных и экономически выгодных.
Внедрение сенсорных технологий, в том числе использование камер с быстрой обработкой изображений, в сочетании с искусственным интеллектом, приносит фермерам огромную пользу, и в будущем применение этих технологий будет только расширяться.
Зерноуборочные комбайны становятся умнее, и теперь в руках оператора находится гораздо больше информации. Часть этой информации может обрабатываться встроенными системами независимо, а другая информация информируется оператором в режиме реального времени.
Фермеры теперь могут контролировать общее поле и урожайность более разумными способами, уменьшая перекрытие путей уборки урожая и оптимизируя мощность и скорость на участках с малоурожайными культурами. Фермер может собрать больше и лучшего качества и меньше потерять, что означает в целом более высокие урожаи. Это означает более высокую эффективность для фермера, меньшие затраты и больший доход от инвестиций.
Это захватывающие времена для сельского хозяйства. Для получения дополнительной информации о доступных зерноуборочных комбайнах посетите онлайн-выставочный зал по адресу: Chovm.com.
