У пошуках автономного трактора

Оптимізація витрат і ресурсів

За словами Герріта, перед ним стоїть складне завдання: ефективно обробляти 13 тис. гектарів, маючи лише 5 постійних працівників, і при цьому не завантажувати їх роботою 24/7. І таке завдання — типове для австралійських фермерів. Набір додаткового персоналу — це велика проблема в Австралії. Настільки велика, що фермери готові наймати європейських і канадських студентів, ба навіть туристів, щоб вони керували дедалі складнішою технікою. Тож не дивно, що Австралія стала полігоном для випробування автономних машин і систем.

Однак нові технології розвивалися не так швидко, як хотілося б фермерам. Наприклад, усі зраділи, коли з’явився один із перших точкових розпилювачів WeedSeeker із шириною захвату 24 м. Так, він заощаджував 90% витрат на хімічні препарати і працював чудово. Однак він виконував роботу втричі довше, ніж стандартний широкозахватний обприскувач. І це була проблема.

Вирішити цю проблему міг би трактор, який би працював автономно, тобто без залучення людини. Тож Герріт вирішив зробити свій трактор автономним. У Нідерландах він познайомився із трьома колишніми студентами, які протягом 10 місяців виготовили для нього перший автономний блок для трактора Fendt 936. Наскільки можна зрозуміти з блогу Герріта, це були засновники нідерландського стартапу Probotiq.

Автономний комплект для Fendt 936

Герріт згадував, як страшно йому було вперше запустити автономний трактор у роботу і спостерігати, як машина зникає вдалині без водія. Лишалося тільки сподіватися, що трактор безпечно доїде до наступної контрольної точки, яка знаходиться за 5 кілометрів, розвернеться і поїде назад. У першу ніч керування автономним Fendt 936 Герріт не міг заснути взагалі.

Попри хвилювання, ефективність першого прототипу обладнання для автономного трактора виявилася значно вищою за очікування фермера. Протягом першого року роботи машина в автономному режимі змогла охопити приблизно 10 тис. га, проводячи на них переважно точкове обприскування, а також прокладаючи постійні технологічні колії для контрольованого руху техніки.

Значних проблем із функціонуванням автономної системи не було. Компанія Probotiq, яка пізніше була продана компанії Precision Makers, зрештою змінила прототип автономної системи на передсерійну модель, яка була набагато зручнішою.

Герріт був у захваті від автономності, яку отримав його трактор Fendt 936 завдяки встановленню додаткового обладнання, тому через кілька місяців він замовив ще два такі комплекти для тракторів John Deere 8345 R.

За спостереженнями фермера, найбільша економія від використання автономних систем на тракторі досягається не завдяки зменшенню потреби в робочій силі, а завдяки можливості подвоїти робочий час, адже автономна машина може працювати довгими ночами та на вихідних. Замість 60 годин на тиждень, які може відпрацювати людина, автономний трактор легко відпрацьовує 160 годин на тиждень, а його черговий водій може при цьому зустрічатися з друзями чи навіть ходити по магазинах.

І все було чудово, аж доти… Доки Precision Makers, виробник обладнання для забезпечення автономності тракторів, був поглинений компанією John Deere. У той час усе обслуговування та підтримка припинилися, тож автономна система Precision Makers на тракторах Герріта невдовзі повністю вийшла з ладу та стала непридатною для використання.

Тоді фермер почав шукати інші автономні рішення.

Чому великі бренди не зацікавлені в автономних рішеннях?

Герріт згадує, як 18 років тому, коли керування технікою за допомогою GPS було ще цікавою новинкою, він зупинився біля невеликого демонстраційного майданчика компанії John Deere. Нові трактори зовні не мали нічого особливого, але вони рухалися без водія — тобто були на 100% автономними. 

Чому автономні системи на основі керування за допомогою GPS, з додатковими датчиками безпеки, які б зупиняли трактор у разі виявлення перешкод, досі не надійшли у масовий продаж?

Герріт вважає, що на те є кілька причин. По-перше, в деяких країнах існують правила, які передбачають, що в полі має бути людина, яка керуватиме машиною, навіть якщо ця машина може працювати автономно. Однак над вдосконаленням цих правил активно працюють.

По-друге, великі виробники сільськогосподарської техніки не зацікавлені у поширенні автономних систем. Герріт стверджує, що звертався до кількох великих брендів із наміром придбати трактор, на який буде встановлено систему для автономного керування (за рахунок покупця, звісно). І отримав відповіді: «Поки що не в наших інтересах працювати з автономними системами».

На думку Герріта, пояснити це доволі просто. Виробник сільськогосподарської техніки прагне продавати якомога більше тракторів. Утім, фермерам, які використовуватимуть автономні трактори, знадобиться вдвічі менше техніки. Тобто вони купуватимуть менше, а виробники техніки в цьому не зацікавлені, адже для них це означає падіння обсягів продажу і зменшення прибутковості.

Реальні потреби фермерів

Якщо пильно слідкувати за новинами зі світу агробізнесу, то складається враження, наче щодня десь на планеті розробляється нова футуристична автономна сільськогосподарська машина, яка незабаром вийде на ринок. Однак на практиці нові розробки часто не є придатними або економічно доцільними для рослинницьких ферм. 

Скажімо, австралійські фермери не зацікавлені в заміні сівалки шириною 24 м на дві сівалки шириною 12 м, які будуть тягти два окремі трактори, навіть якщо цими двома тракторами керуватиме один оператор. І чи є сенс фермеру замінити свій обприскувач шириною 48 м на цілий загін із 4 точкових обприскувачів, навіть якщо ними можна керувати за допомогою планшета?

На думку Герріта, реальна потреба фермерів — це «автономна надбудова» для наявних у них тракторів, тобто пристрій, який забезпечуватиме автономну роботу вже існуючої техніки.

Герріт говорить: «Автономні системи цілком можуть стати стандартною практикою, якщо вони відповідатимуть вимогам фермерів, а інвестиції в них матимуть економічний сенс. Австралійські фермери заробляють за рахунок масштабів. Більшість господарств нашого району обробляють понад 5000 га кожне. На таких площах доцільним є застосування сільськогосподарської техніки з контрольованим рухом, яке вирішує проблему ущільнення, технології ноу-тилл і точкового обприскування, які вже давно стали стандартною практикою в наших краях».

Пропозиція для виробників

У своєму блозі Герріт закликав до співпраці виробників автономного обладнання. При цьому фермер зазначав перелік техніки та робіт, для яких він сподівався залучити автономні системи.

Трактори, які фермер хотів обладнати автономними системами:

• John Deere 8R370, трансмісія E23, 0 годин, рік випуску 2021, ширина колії 3 м,
• John Deere 8345R, трансмісія E23, 7 000 мотогодин, рік випуску 2017, ширина колії 3 м,
• або будь-який трактор, рекомендований постачальником, потужністю не менше 350 к.с. і шириною колії 3 м.

Перелік основних завдань для цих тракторів:

• точкове обприскування – приблизно 3 рази на площі 12 000 га,
• прокладання технологічних колій – 8 000 км або 1 000 годин,
• широкозахватне обприскування – 1 або 2 рази на площі 12 000 га,
• внесення добрив урозкид – на площі 12 000 га.

Мінімальні очікування:

• потрійна система безпеки для виявлення перешкод і кордонів,
• негайна зупинка у разі активації червоної лампочки «стоп» на приладовій панелі,
• трактор має керуватися через ISOBUS або TIM: 1 – знизити швидкість, 2 – негайно зупинитися, 3 – зупинитися на поворотній смузі,
• якщо трактор зупиняється, система має надіслати повідомлення черговому «оператору».
• можливість безперервної роботи протягом 24 годин без дозаправки і дозаповнення,
• перемикання між автономним і ручним режимами за допомогою GPS.

Вибір – автономний трактор Agbot

На пошуки нової автономної системи пішов майже рік, однак результату не було. У серпні 2022 року, коли були зняті обмеження на поїздки через пандемію, Герріт вирушив до Європи та Америки на пошуки потрібної техніки. Він говорить, що побачив багато цікавих і перспективних автономних агрегатів, однак часто вони були недостатньо потужними для його обладнання або не були готові до виходу на ринок найближчим часом. Врешті Герріт вирішив замовити автономний трактор Agbot AgXeed потужністю 112 кВт, хоча фермер і сумнівався, чи буде ця машина достатньо сильною для його господарства. Трактор доставили в Австралію наприкінці 2022 року.

Герріт відзначив, що нова система електроприводу, встановлена на цьому тракторі, має багато переваг: «Її легко регулювати, і вона може робити те, що неможливо зі звичайним трактором. Нові електродвигуни частково компенсують нестачу кінських сил і відомі своїм високим крутним моментом, кращою ефективністю, низькими витратами на обслуговування і довгим терміном служби.

Вражає те, як цей малопотужний агрегат працює в полі з великим і важким обладнанням. За кілька тижнів він напрацював 400 годин, в основному прокладаючи технологічні колії. Я звик налаштовувати нові машини, розмахуючи гайковим ключем. Це новий досвід, коли замість гайкових ключів тобі потрібен лише ноутбук або iPad. За допомогою кількох налаштувань можна зробити набагато більше, наприклад, 100-кіловатний електричний вал відбору потужності можна встановити на будь-які оберти, залежно від крутного моменту на валу відбору потужності можна трохи підняти 3-точкову навіску, можна зменшити швидкість руху вперед або збільшити оберти двигуна, без проблем».

Плани і перспективи

Основна робота, яку Герріт планував виконувати за допомогою Agbot, – це точкове обприскування наявним 24-метровим обприскувачем, оснащеним системою Weed-It. Але після першого досвіду роботи з Agbot фермер змінив свою думку і тепер планує поставити Weed-It на 48-метрову штангу позаду Agbot.

«Досі в господарстві 48-метровий обприскувач завжди тягнув JD 8345, але ми оптимістично налаштовані на те, що Agbot зможе буксирувати його, маючи вдвічі менше кінських сил. Якщо це спрацює, нам вдасться істотно зменшити вартість контролю бур'янів за допомогою Agbot та Weed-It порівняно з обприскуванням всієї площі».

AgXeed Agbot 

AgXeed Agbot — роботизований трактор, який оснащений чотирициліндровим дизельним двигуном Deutz AG потужністю понад 100 кВт з водяним охолодженням. Трактор має вал відбору потужності з електричним приводом для живлення різноманітних сільськогосподарських агрегатів.

Agbot має GPS та датчики, а також комп’ютерний зір, що розпізнає рядки та рослини. Щоб привести робота в дію, оператору потрібно спочатку обрати поле, налаштувати маршрут на інші параметри на інтернет-порталі, прокласти лінії AB, тобто визначити стартові та кінцеві положення. Робот-трактор може розрахувати оптимальний маршрут для максимально ефективної роботи на полі.

Компанія AgXeed встановила на машину невеликий блок з усіма параметрами для управління: робоча глибина, висота і норми внесення. Після цього оператор обирає спосіб роботи: шлях уздовж рядка (наприклад, для оранки) або маршрут, оптимізований програмним забезпеченням. Для завершення планування потрібно надіслати онлайн всю інформацію на Agbot.

ВІДЕО

Австралійський фермер здивований потужністю робота AgXeed Agbot