Сам и сеет, сам и пашет. Производители агротехники тестируют первые образцы беспилотных сельхозмашин

05 октября 2020 года

В этом году некоторые аграрии столкнулись с проблемой нехватки рабочей силы в период сева и уборки урожая. Мигранты не могли въехать в Россию из-за карантинных ограничений, а местные сотрудники не выходили на работу из-за режима самоизоляции. Ситуация заставляет задуматься об уменьшении роли человеческого фактора на сельхозпроизводстве. Один из способов это сделать — освоение и использование на полях беспилотной техники

Проблема нехватки рабочей силы во время распространения COVID-19 была актуальна как для России, так и для европейских стран, которые на каком-то этапе в срочном порядке в обход различных карантинных мер стали завозить трудовых мигрантов. «Пандемия показала, что процесс роботизации процессов в различных отраслях будет развиваться активнее», — говорит замдиректора Центра научно-технологического прогнозирования Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ Ядвига Радомирова. Потребность в беспилотной технике связана и с другими очевидными факторами — старение населения, нехватка рабочей силы, особенно в сельской местности, и ее высокая стоимость. На фоне обостряющейся конкурентной борьбы за глобальные рынки нарастает необходимость постоянного снижения издержек производства за счет распространения современных технологий.

Система, которая видит

Идея создания беспилотной техники полностью соответствует текущей эпохе и главным трендам последнего времени — цифровизации, роботизации, комментирует старший менеджер группы по оказанию услуг предприятиям АПК компании EY Максим Никиточкин. Такие разработки активно ведутся в России уже несколько лет. В 2019 году Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н. А. Семихатова (НПО автоматики) на международной выставке «Иннопром» представило прототип беспилотного трактора, а роботы-комбайны Cognitive Pilot (дочерняя компания Сбербанка) в начале августа уже убирали урожай в южных регионах, напоминает Радомирова. «Глава правления Сбербанка Герман Греф сам продемонстрировал, как он управляется с таким комбайном, причем проводил демонстрацию на серийной модели», — подчеркивает эксперт. Хотя Cognitive Pilot уже тестирует свою беспилотную технику в поле, пока присутствие водителя в кабине во время проведения работ обязательно, так как не все процессы полностью автоматизированы, отмечает Никиточкин.

Cognitive Agro Pilot — разработанная в России система автономного управления сельскохозяйственной техникой (зерноуборочным комбайном, трактором, опрыскивателем). Технология используется в хозяйствах США, Бразилии и Китая, а также в целом ряде регионов нашей страны: в Белгородской, Тамбовской, Пензенской, Ростовской, Томской, Курганской областях, Красноярском крае и других. «Мы внедрили наши решения уже более чем на двадцати российских сельхозпредприятиях. В целом отзывы пользователей положительные, — утверждает руководитель департамента разработки беспилотных транспортных средств Cognitive Pilot Юрий Минкин. — Данная система позволяет механизатору доверить управление техникой роботу-помощнику, при этом самому сконцентрироваться на контроле качества технологического процесса обработки и уборки урожая». Пока присутствие водителя за рулем комбайна во время работы Cognitive Agro Pilot обязательно, подтверждает он. Однако автоматическая система управления позволяет механизатору в большей степени сосредоточиться на управлении и контроле других параметров технологического процесса: угле наклона жатки, настройке процесса обмолота и очистке зерна и т. д. По оценкам представителей компании, это позволяет сократить потери агрокультур при уборке до двух раз и снизить себестоимость их производства на 3-5%.

Первый заместитель гендиректора компании «ЭкоНива Техника-Холдинг», которая является крупнейшим в России дилером сельхозтехники John Deere, Бйерне Дрекслер отмечает, что Cognitive Agro Pilot уже работает на комбайнах как этого производителя, так и других. «Первый год эксплуатации Cognitive Agro Pilot показал, что система обеспечивает нужную точность следования курсу согласно геометрии кромки, валка или рядка, погрешность в траектории составляет порядка 15 см, — рассказывает топ-менеджер. — В целом решение снижает утомляемость комбайнера и влияние человеческого фактора, значительно сокращает потери урожая, позволяет экономить ГСМ, выработка за смену заметно увеличивается».

«Ростсельмаш» — еще одна российская компания, которая работает над созданием беспилотной техники. Летом производитель представил рынку комбайн высокой степени автоматизации Torum 785, однако он пока также требует присутствия комбайнера, знает Никиточкин. «Во время работы машина двигается по заранее намеченной траектории, придерживаясь заданного маршрута с точностью до 2,5 см, а при обнаружении препятствий на пути автопилот автоматически ее останавливает — предупреждение о помехе отправляется оператору, — рассказывает руководитель данного проекта «Ростсельмаша» Олег Александров. — Автоматизированы также функции управления скоростью и жаткой: перед въездом в загонку она автоматически опускается, а при выезде поднимается. Задача оператора, который находится в кабине — только отслеживать параметры процесса обмолота».

Над проектом автономизации комбайна «Ростсельмаш» работает уже более пяти лет, делится топ-менеджер. В основе не только технология автовождения, но и автоматизации массы процессов, которые происходят во время посева, обработки растений и уборки урожая. Основная цель разработки — сокращение влияния человеческого фактора. «Зерноуборочный комбайн — сложнейшая система механизмов, которые, взаимодействуя друг с другом, должны неминуемо привести к самому продуктивному результату: увеличению производительности на фоне минимальных потерь и высокого качества зерна», — говорит Александров. Кроме того, при создании беспилотных систем специалисты «Ростсельмаша» руководствовались запросами крупных агропредприятий, где есть проблема с кадрами и их квалификацией.

В помощь человеку

Еще одна компания, ведущая разработки в области точного земледелия и автоматизации сельхозмашин, — John Deere. В прошлом году производитель представил их на выставке Agritechnica. В частности — автономный электротрактор John Deere мощностью 500 кВт (680 л. с.), полуавтономный трактор, автономный беспилотник-опрыскиватель, а также другие продукты, перечисляет специалист по маркетингу тракторов John Deere Анатолий Линевский. Текущий уровень автоматизации техники компании позволяет говорить о ней если не как о полностью автономной, то как о полуавтономной, уточняет он.

Автономный, то есть работающий в отсутствие человека, электротрактор John Deere может быть оснащен либо колесами, либо гусеницами. Можно использовать гибкую балластировку от 5 до 15 т в зависимости от сценария использования, что помогает снизить степень уплотнения почвы. Электропривод позволяет полностью исключить выбросы в атмосферу и обеспечивает чрезвычайно низкий уровень шума. Машина также имеет низкие расходы на эксплуатацию и малый износ.

Полуавтономный трактор — машина, оснащенная интегрированным полевым опрыскивателем. Встроенные камеры дают возможность применять его на пропашных агрокультурах, вносить препараты для защиты растений на плантациях фруктовых деревьев и обеспечивают безопасность работ: при пересечении траектории движения трактора человеком или другим живым существом машина остановится. Заполнение бака опрыскивателя производится полностью автоматически на заправочной станции, так что оператор не вступает в контакт с пестицидами. Это решение разработано для сокращения расходов и повышения производительности — более чем на 30%, акцентирует внимание Линевский.

Еще одна машина — автономный беспилотник-опрыскиватель, оснащенный сканером сорняков, который позволяет сканировать посевы на наличие сорных трав с воздуха и в дальнейшем отслеживать их появление. «10,6-литровый бак заполняется полностью автоматически на станции на краю поля, где также производится автоматическая замена разряженного аккумулятора заряженным, а первый ставится на зарядку, — разъясняет специалист. — Время полета при полностью заряженном аккумуляторе составляет 30 минут». Основное преимущество — точечное использование пестицидов, что помогает сократить расходы вносимого материала в несколько раз и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Кроме того, опрыскивание с воздуха возможно при любом состоянии почвы и на рельефе, недоступном обычному опрыскивателю, отмечает Линевский.

А вот представители компании Claas утверждают, что российские аграрии не выражают серьезной заинтересованности в беспилотных комбайнах и тракторах. «Однако если бы она появилась, то мы нашли бы возможность предложить такое решение», — уверен менеджер по продукту по России и странам Восточной Европы «Клаас Восток» Леонид Яковлев. Пока перед инженерами компании не стоит задача «выселить» механизатора из кабины, наоборот, все усилия ведутся в сторону повышения эффективности связки «человек-машина». Кроме того, есть еще и ограничения законодательного характера, напоминает он: «Все-таки комбайны и тракторы — это техника, являющаяся источником повышенной опасности для человека. Во всех внештатных ситуациях ответственность ложится на сидящего за рулем механизатора, ведь он принимает то или иное решение, отключает автоматику, останавливает работу машины». Таким образом, речь пока больше идет о том, чтобы снизить до минимума влияние человеческого фактора на производственные процессы за счет их автоматизации и увеличить производительность и качество работы, но не исключить присутствие оператора в кабине. В этом тандеме, считает Яковлев, автоматика берет часть работы механизатора на себя, предостерегая от ошибок, а механизатор контролирует работу автоматики и может оперативно вмешаться в работу в случае вероятных сбоев.

Второй момент связан с реальными потребностями аграриев — так называемым «запросом рынка». «Сельхозпроизводителям на текущий момент нужны в большей степени универсальные машины, а беспилотной проще сделать узкоспециализированную технику для выполнения определенной операции, — поясняет менеджер. — В этом плане сделать беспилотным зерноуборочный комбайн проще, чем трактор, который должен пахать, транспортировать грузы, трамбовать и выполнять многие другие операции, то есть параметров контроля качества выполняемых работ у такой машины гораздо больше, и нам еще предстоит обучить искусственный интеллект все это контролировать».

Видеть поле помогает нейронная сеть

Комплекс Cognitive Agro Pilot включает в себя блок автоматического управления сельхозтехникой, видеокамеру, дисплей, набор соединительных кабелей и других элементов системы управления. Создатели данного решения обещают безопасную работу своей беспилотной техники в различных климатических зонах и полях со сложной формой. Это первая в мире система, которая делает анализ всей сцены по ходу движения техники, уверяет Юрий Минкин. «Она не использует комплекс GPS-навигации в основе модели управления, — поясняет он. — В отличие от систем параллельного вождения, с помощью модифицированной под агротехнические задачи нейронной сети глубокого обучения система „понимает“ ситуацию на поле, позволяет детектировать на пути техники неожиданно возникающие препятствия, включая людей, столбы и т. п., передавая необходимые команды для выполнения маневров, а также дает возможность работать на территориях со слабым спутниковым сигналом». Решение облегчает труд комбайнера, а также помогает агрохозяйствам решать проблемы с отсутствием высококвалифицированных кадров. Систему автодвижения и автоподруливания Cognitive Agro Pilot можно установить на комбайны как российских, так и зарубежных производителей: «Ростсельмаш», CNH, Claas, John Deere, «Гомсельмаш» и др.

Вопрос цены

Использование беспилотных машин в сельском хозяйстве позволит клиентам увеличить прибыльность предприятия путем снижения уровня риска, связанного с человеческим фактором, полагает Линевский. «Беспилотники позволят реализовать работу 24/7, что особенно эффективно в сжатые сроки посевной и уборочной кампаний, использовать технику на пределе возможностей, с максимальной точностью и при этом безопасно для самой машины», — добавляет он.

По подсчетам Cognitive Pilot, благодаря использованию разработанной компанией беспилотной системы масштаб экономии за сезон на площади полей порядка 350 тыс. га и при комплектации парка комбайнов в 500 единиц достигнет 450 млн руб. Стоимость Cognitive Agro Pilot на один комбайн, включая установку и год гарантии, в зависимости от решаемой задачи и функционала составляет от 700 тыс. руб. По словам Минкина, на данный момент пока нет подобных комплексных решений, подходящих для обычных комбайнов, за приемлемую стоимость.

По словам Александрова, создание беспилотного комбайна — коммерческий проект для увеличения прибыли сельхозпредприятий. Так, на первом этапе комбайн движется самостоятельно и предлагает различные варианты настройки оператору. Это дополнительные 15-20% сокращения издержек за счет снижения человеческого фактора и увеличения производительности. На втором — комбайн движется самостоятельно и сам же выбирает наиболее приемлемые настройки, а оператор следит за правильностью процесса — еще 10% сокращения потерь или затрат в зависимости от стратегии ведения работ. А уже на третьем этапе оператор из офиса выдает задание комбайну, а тот самостоятельно его выполняет — и это в целом позволит сократить издержки, а значит, увеличить прибыль минимум на 40%. «Мы сейчас находимся на втором этапе и активно готовимся к третьему», — подчеркивает топ-менеджер.

По расчетам специалистов «Ростсельмаша», беспилотный комбайн поначалу не будет дешевле пилотируемого: увеличится количество датчиков и сенсоров, стоимость которых сейчас достаточно высока. Однако с постепенным наращиванием производства беспилотных машин их цена может сократиться за счет целого ряда пунктов, которые сейчас включены в стоимость машины: кабина и ее наполнение, включая кресло, педали, панель приборов, подлокотник, климат-контроль и т. п.

Пока же основной проблемой внедрения разработанных «Ростсельмашем» систем автодвижения на основе компонентов, произведенных в России — RSM Auto Driver и RSM Explorer Plus — остается их высокая цена, признает Александров. Если для трактора стоимостью в 10 млн руб. стоимость системы автовождения в 0,75 млн руб. еще приемлема, то для более бюджетных и небольших тракторов это просто заоблачная сумма, считает он. К тому же, как правило, эти решения требуют дополнительных затрат в виде абонентской платы за поправки.

В настоящее время полностью беспилотная техника дороже, чем пилотируемая, признает Линевский. Процент удорожания разный и зависит от модели трактора, его нельзя точно посчитать. Кроме того, пока еще нет серийных беспилотных машин, есть только тестовые образцы. «Плюс наценка сильно зависит от мощности трактора: если для больших машин повышение стоимости будет измеряться в процентах, то для малых это может быть цена нескольких единиц техники, — говорит он. — Однако технологии развиваются очень быстро, и их стоимость падает». К тому же в большинстве случаев беспилотные машины строятся на «устаревшей» для них базе, например кабине для оператора. Если от нее отказаться, то стоимость снизится на десятки процентов. Поэтому в перспективе беспилотный трактор может стоить ненамного дороже пилотируемого или даже — в отдаленном будущем — так же, прогнозирует представитель John Deere.

Цикл внедрения любых новых технологий предполагает их более высокую стоимость на начальном этапе и постепенное снижение цены по мере расширения их использования, соглашается Яковлев. «Например, ноутбуки первоначально были очень дорогим устройством, предназначавшимся исключительно для бизнесменов, а сегодня это основной вид персонального компьютера, фактически вытеснивший так называемые десктопы», — напоминает он. То же самое, полагает специалист, со временем может произойти и с беспилотными машинами: поначалу они будут доступны исключительно крупным агрохолдингам и отдельным средним хозяйствам, стремящимся быть «в передовиках» по внедрению новейших технологий, но затем использование такой техники будет расширяться.

У дронов больше перспектив

По мнению Леонида Яковлева из «Клаас Восток», на текущий момент более перспективным направлением является рынок беспилотных летательных аппаратов — дронов. Они уже достаточно широко используются для мониторинга полей, всходов. Ведутся разработки по применению дронов для внесения СЗР, удобрений. «Это вполне целесообразно, поскольку позволяет эффективно бороться, к примеру, с очагами сорняков, полностью исключая давление на почву», — комментирует он.

Выгода и риски

Преимущества беспилотных тракторов заключаются главным образом в том, что на базе этого транспорта можно обкатывать различные технологии, которые пока невозможно тестировать с помощью беспилотных автомобилей на дорогах общего пользования, говорит Ядвига Радомирова. Это позволит продвинуться в их освоении. Кроме того, беспилотные машины дают возможность осуществлять более точную обработку почвы, посевов, внесение удобрений и уборку урожая.

Развитие беспилотной техники повлечет за собой увеличение рентабельности бизнеса за счет снижения себестоимости, комментирует Никиточкин. «Сократится фонд оплаты труда, увеличится длительность работы в течение суток, снизится потребление ГСМ/СЗР и т. д., вырастет урожайность благодаря уменьшению потерь при уборке, выполнению работ в надлежащие агротехнические сроки, более качественной обработке растений, — перечисляет он. — Одним словом, аграрии получают улучшение производственных показателей».

В числе минусов беспилотных технологий Радомирова отмечает массовую безработицу на селе при их внедрении: «Есть риск, что с выходом в поля беспилотных машин мы будем наблюдать еще больший отток населения из сельской местности». Малые фермерские хозяйства будут не в состоянии приобрести такие трактора, соответственно, их конкурентоспособность по сравнению с крупными холдингами снизится. Для того чтобы избежать возможных проблем, нужно заранее продумать, как обеспечить небольших производителей новейшей техникой, одновременно развивая несельскохозяйственную деятельность на селе, обеспечивая занятость высвобождающихся из-за роботизации работников, предлагает эксперт.

Увеличение безработицы — очень серьезная проблема ближайших десятилетий, соглашается Никиточкин. Когда будет достигнут существенный уровень роботизации, высвободится большое количество работников, и их необходимо будет чем-то занять. В целом эта тенденция может привести к ухудшению жизни на селе из-за снижения численности населения, занятого работой и получающего доход, опасается он. Также присутствуют риски неправильной оценки ситуаций компьютерными алгоритмами, в том числе именно поэтому так долго тестируются системы беспилотного вождения автомобилей, добавляет эксперт. Александров считает, что сложностей с эксплуатацией беспилотной техники возникнуть не должно, ведь основная задача всех систем автоматизации — это упрощение процесса, чтобы и без оператора машина могла принимать решения в рамках алгоритмов, а за этими рамками могла быстро передать данные в центр управления процессами.

Минусом сейчас является и то, что большая часть комбайнов находится в аренде, поэтому аграрии не хотят оснащать чужую технику системами беспилотного вождения, добавляет Никиточкин. Владельцы же техники пока не заинтересованы в несении дополнительных расходов по дооснащению машин, так как стоимость их аренды после этого может остаться прежней (нет гарантии спроса со стороны аграриев), и в таком случае инвестиции не окупятся.

Еще один важный вопрос — безопасность. «Только представьте, что кто-то перехватит управление беспилотным трактором! Что может произойти — никто не знает», — предупреждает Радомирова. Поэтому беспилотную технику нужно серьезно проверять. Должны быть специальные требования к операторам, возможно, страхование ответственности, а все это, конечно, увеличивает издержки.

Есть еще вопросы, связанные с ремонтом и обслуживанием такой техники. Эксперт вспоминает, что в 2016—2018 годах в США широко обсуждались вопросы предоставления фермерам прав ремонтировать собственные тракторы John Deere. Аграрии жаловались, что им приходится простаивать целый день и ждать, когда специалисты приедут чинить сельхозмашины. «Понятно, что не избежать этих проблем и нам, учитывая наш суровый климат и протяженность страны», — прогнозирует Радомирова.

Спрос будет расти

Агрохолдинг «Русагро» сотрудничает с различными компаниями — поставщиками техники, которая управляется независимо от человека. «Мы тестируем разные технологии, у нас есть несколько алгоритмов беспилотников, — рассказывает гендиректор компании Максим Басов. — Однако как таковыми беспилотными их назвать нельзя: несмотря на то, что комбайны могут работать без участия человека, в кабине все равно есть специалист, следящий за процессом». Оценить результат использования таких машин топ-менеджер затруднился. Пока это только эксперименты, о результатах говорить рано, отметил он. По мнению Басова, потребуется еще год-два, чтобы понять, насколько подобная техника эффективна. «При условии подтверждения эффективности будем внедрять ее повсеместно», — добавляет он.

Концерну «Покровский» беспилотные технологии тоже интересны, отмечает управляющий агробизнесом компании Станислав Кашуба. «У нас уже есть заключенные контракты по спутниковому мониторингу на небольших площадях. И когда мы оценим эти результаты и поймем, получаем ли мы те блага, которые продавцы технологий нам обещали, будем принимать решение, применять их на более широкой площади или нет», — делится планами он.

В «ЭкоНиве-АПК» в чистом виде беспилотной техники пока нет, хотя первый замгендиректора холдинга Сергей Ляшко признает, что предприятие может ею заинтересоваться. Сейчас компания использует системы автоподруливания, которые позволяют разворачивать машины без участия механизатора. Такие системы хорошо подходят для работы на ровных полях, а вот в районах с высокой степенью рельефности трудозатраты на поддержание роботизированных систем управления сельхозтехникой будут выше, чем использование традиционных машин с водителем, считает топ-менеджер.

Радомирова надеется, что российские проекты беспилотной техники завершатся запуском ее полноценного серийного производства по цене, которая будет существенно ниже аналогов иностранных разработчиков. «Но нужно понимать, что должна быть стратегия поддержки выхода отечественных разработок и на международные рынки», — подчеркивает она. В перспективе основными пользователями беспилотной техники станут крупные холдинги — такие машины обеспечат им снижение издержек в средне- и долгосрочной перспективе и, как следствие, повышение конкурентоспособности производимой продукции.

Беспилотная техника актуальна для крупных компаний с большими, относительно стандартными полями, которые находятся в непосредственной близости друг другу, соглашается гендиректор Института конъюнктуры аграрного рынка (ИКАР) Дмитрий Рылько. Благодаря данным технологиям эти игроки смогут серьезно сэкономить на рабочей силе. Кроме того, беспилотные машины позволяют повысить качество уборки. А вот для небольших хозяйств с малой земельной площадью такие решения пока не актуальны, думает он.

Беспилотные технологии в первую очередь востребованы на рынках стран СНГ, полагает Александров. Россия, Казахстана и Украина обрабатывают самые большие площади, если сравнивать с европейскими странами. И именно там, особенно в связи с урбанизацией, недостаточно специалистов для работы с сельхозтехникой в поле.

Доля беспилотных машин на рынке агротехники однозначно будет расти, уверен Яковлев. «Конечно, понадобятся еще более квалифицированные специалисты, способные такой техникой управлять, программировать ее и контролировать. Но один такой оператор сможет вести сразу три-пять единиц техники, а возможно, и более — уже в качестве диспетчера», — говорит он.

Скорость внедрения беспилотных машин на российском рынке будет зависеть от многих факторов, но можно с большой долей уверенности утверждать, что через пять лет такие тракторы будут в достаточном количестве на отечественных полях, оптимистична Радомирова. Рылько соглашается, но обращает внимание, что это самый ранний срок.

Полностью автономные машины, удаленно контролируемые человеком, в хозяйствах России появятся уже через 5-10 лет, говорит и Олег Александров. У «Ростсельмаша» есть даже проект полностью автономной фермы, который планируется воплотить в жизнь к 2030 году. «К этому времени возделывание растений может стать независимым от человека процессом: все действия, включая заправку, обслуживание, загрузку СЗР, семенами и удобрениями, а также уборку и транспортировку на элеватор, будут автоматизированы», — верит топ-менеджер. По его мнению, основная сложность сейчас — быстрое внедрение технологии на весь модельный ряд.

А вот Юрий Минкин и вовсе уверен, что в перспективе десяти лет беспилотные машины смогут занять до 100% рынка сельхозтехники.

https://agroinvestor.ru/

#зерно 

Комментариев: 0   Просмотров: 117

Пока нет комментариев. Станьте первым!

Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.