7 декабря 2019

Агророботы наступают

Робототехника
Усилия ведущих разработчиков и производителей оборудования для животноводства сегодня направлены на то, чтобы максимально автоматизировать все процессы ухода за животными, в том числе — процессы приготовления и раздачи кормов. О том, как эта тенденция меняет отрасль, в чем проявляется ее позитивное и негативное влияние, а также о том, какие потенциальные возможности и риски несут новые технологии, пойдет речь в этой статье.

Современное животноводство — очень специфический бизнес. Главная его особенность заключается в том, что он связан с непрерывными биологическими циклами животных. Цена любой ошибки здесь чрезвычайно высока.

Сбалансированный и вовремя предложенный рацион — один из основных факторов, влияющих на увеличение надоев и прирост поголовья, а значит, и на рентабельность всего производства. От грамотного управления кормовым столом напрямую зависит эффективность кормления и здоровье животных. Это сложный технологический процесс, который подчиняется жестким нормативам. Так, крупный рогатый скот кормят 2-3 раза в сутки в зависимости от типа кормления и возраста животных. Раздача кормов поголовью, которое находится в одном помещении, не может продолжаться больше 20–30 минут. Нужно точно соблюдать дозировку: погрешность для стебельчатых кормов допускается в пределах ±15%, для концентратов — ±5%. Потери кормов, которые можно собрать после раздачи, не могут превышать 1% от их общего количества. Невозвратимые потери не допускаются.

Вот только на практике четко следовать нормативам не так просто: человеческий фактор ставит стабильную раздачу корма под большой вопрос. Рационы на кормовом столе зачастую не соответствуют рецептуре, составленной зоотехником. Бывает и так, что составленный, приготовленный и полученный животными — это три абсолютно разных рациона. График подачи корма также нарушается: человек не успел, где-то задержался, заболел, его некому было заменить и т.д. Это приводит к нарушению биологического ритма у животных и, как следствие, к снижению их продуктивности.

На процесс приготовления и раздачи корма приходится до 70% общих затрат труда: это один из самых трудоемких технологических процессов в животноводстве. Можно ли освободить человека от рутинной работы, гарантируя при этом, что животные будут обеспечены кормами точно по заданной рецептуре и строго в определенное время? Да, если доверить процесс кормления автоматике.

Рис. 1. Молочное скотоводство занимает лидирующие позиции по внедрению робототехники



Эволюция процесса кормления


Первым шагом к автоматизации кормления могут считаться стационарные смесители, которые измельчают и перемешивают грубые корма. Надежные и «работящие», они экономят массу времени и избавляют от тяжелого труда. Применяют стационарные смесители главным образом в небольших хозяйствах. Раздача из них может происходить либо вручную (полученная масса перегружается в тракторный прицеп и раздается с помощью вил и лопат), либо посредством раздающих корм механизмов.

Следующая ступень — более современные мобильные смесители-кормораздатчики. Они измельчают загружаемые из силосной траншеи объемистые корма, перемешивают его с концентратом и сами раздают животным полученную массу. Такие смесители могут быть прицепными или самоходными. Они могут использоваться как при полносмешанном и частично смешанном рационе, так и при раздельном кормлении концентратом. Встроенные электронные весы позволяют мобильным кормораздатчикам точно соблюдать дозировку.

Сегодня более 50% всех скотоводческих хозяйств в РФ используют мобильные смесители-кормораздатчики. Большинством предприятий предпочтение отдается прицепным моделям, которые на порядок дешевле самоходных: если прицепной кормораздатчик обходится в среднем в €20 тысяч, то за самоходный надо будет выложить около €250 тысяч.

Главным достижением науки и техники в области оптимизации кормления сельскохозяйственных животных на сегодняшний день может считаться полная автоматизация кормления, когда все процессы — отбор, взвешивание, дозирование, смешивание и подача кормов — происходят без участия человека.

Подвесные кормовагоны


К последнему поколению систем кормления относятся, например, системы подвесных кормовагонов. Лидирующие позиции в их разработке, производстве и внедрении занимают фирмы Pellon (Финляндия), DeLaval (Швеция) и Mullerup (Дания). В России такое оборудование впервые было установлено в 2012 году в молочном хозяйстве «Дашенька» в поселке Ротово Псковской области.

Подвесной кормовагон передвигается по смонтированному на потолке коровника монорельсу параллельно кормовому столу, рассчитывает компоненты кормовой смеси, дозирует их и раздает готовый корм в соответствии с указаниями программы. То есть выполняет действия, аналогичные действиям мобильного миксера-кормораздатчика, только обходится при этом без человека.

Единственное, что требуется здесь от человека — это обеспечить кормами складские помещения, откуда их будет отгружать автоматика. А еще человек нужен для того, чтобы запрограммировать систему: ввести в нее набор ингредиентов, состав, нормы, дозировку и т.д. Иначе говоря, ей нужно один раз подробно «объяснить», что от нее требуется, а далее весь процесс осуществлять и контролировать будет уже она сама.

Для того, чтобы раздавать в коровнике корма наземным транспортом — кормораздатчиком или трактором — нужен проход шириной 5-6 м. Подвесному кормовагону хватит 2,5 м. Таким образом экономится около 15% площади. Соответственно снижаются затраты при строительстве коровника. Кроме того, использование подвесных кормовагонов исключает попадание на кормовой стол грязи с колес техники.

Кормовагон может быть запрограммирован на раздачу как грубых кормов, так и концентратов, а также их смеси — полносмешанного монокорма. Он может раздавать корм индивидуально каждому животному или группам животных. Отдать на откуп автоматике можно даже стоимость порции, чтобы контролировать кормление в рамках бюджета: для этого нужно всего лишь заранее вбить в программу цену ингредиентов.

Рис. 2. Автоматическая система для раздачи корма DeLaval

image

Автоматическая выпойка телят


Автоматические системы выпойки телят — еще один пример того, как с помощью высоких технологий решаются задачи оптимизации кормления сельскохозяйственных животных. Такое оборудование выпускается целым рядом производителей: в их числе Urban, Delaval, Milkline и многие другие. Голландская фирма Lely считается одним из первопроходцев в этой области, а самой передовой ее разработкой признана система Lely Calm.

Главное преимущество такой системы заключается в том, что она максимально приспособлена к естественному поведению телят и позволяет им пить молоко в любое время в течение всего дня — что называется, «по требованию». Молоко (или его заменитель) в системе сохраняет оптимальную температуру на протяжении 24-х часов в сутки: оно не остывает, как при выпойке вручную.

На каждого теленка надевается ошейник с транспондером. Система следит за тем, сколько раз он подходит к соске и сколько молока выпивает. Можно настроить автоматику так, чтобы она выдавала каждому животному определенный объем при каждом подходе. Теленок, который уже употребил свою норму, молока не получит. Если животное пропускает кормление, система сообщает об этом, чтобы оператор мог выяснить, в чем дело.

Грязь или насекомые попасть в молоко не могут: система промывается автоматически. Производителями роботов предусмотрен и другой полезный функционал: например, возможность добавлять в молоко лекарства или витамины (только для тех животных, которые в этом нуждаются) и функция дезинфекции соски после каждого теленка.

Но и это еще не все. Система анализирует особенности питания теленка (частоту, размер порции и т.д.) с тем, чтобы впоследствии под него подстроиться. То есть память «кормомамы», как называют такие системы, хранит всю информацию о каждом животном. Правда, последнее слово все равно остается за человеком — он располагает информационным дисплеем, на котором отображаются все данные о работе «кормомамы», и с помощью клавиш управления может в любой момент внести в нее свои коррективы.

Кстати, сама же автоматика и помогает и «отлучить» от нее теленка. По достижению 2-х месячного возраста она перестает его кормить, давая вместо корма обычную воду. Сделав несколько попыток, теленок перестает подходить к соске, после чего быстро переходит на грубые и концентрированные корма.

Рис. 3. Система автоматической выпойки телят Urban

image

Автоматическая система выпаса


Выпас коров на обычном пастбище часто ведет к низкой эффективности использования кормовых ресурсов из-за вытаптывания угодий и загрязнения их фекалиями. Намного целесообразнее показывают себя так называемые «фронтальные» пастбища, на которых участок со свежей порцией растительного корма под скармливание его животным ограничивается электроизгородями. Это, с одной стороны, позволяет значительно повысить эффективность использования кормовых ресурсов пастбища. С другой — существенно увеличивает трудозатраты, так как переставлять электроизгородь на новый участок пастбища приходится вручную.

Для того, чтобы минимизировать затраты ручного труда при выпасе скота на «фронтальном» пастбище, фирмой Lely разработана автоматическая система выпаса Voyager. Это два мобильных робота, которые соединены между собой токопроводящей проволокой, ограничивающей участок для выпаса животных.

Роботы перемещаются на определенные расстояния через заданные промежутки времени, при этом каждый раз освобождая новый участок. Режим их движения (расстояние и интервалы между перемещениями) устанавливается оператором и зависит от величины стада, размера «фронтального» пастбища и используемого кормового рациона.

Рис. 4. Автоматическая система выпаса Voyager

image

Обратная сторона автоматизации


По прогнозам экспертов, объем рынка сельскохозяйственных роботов к 2024 году достигнет $74,1 млрд. Их производство вырастет почти в 20 раз: до 600 тысяч единиц техники. Ожидается, что в ближайшее время станут доступными ряд инноваций в автоматизации кормления, которые сегодня находятся на этапе испытаний или на стадии разработки прототипов.

Рис. 5. Процесс перехода сельского хозяйства на робототехнику будет стремительным



Однако, как и любые высокотехнологичные решения, роботизированные системы кормления имеют свои недостатки. Самый главный из них — это высокая цена: так, для фермы на 200 коров инвестиции в автоматизацию процесса кормления составят не менее €450–500 тыс. А ведь нужна еще техника для кормозаготовки, склад для кормов, силосные ямы, подъездные пути и коммуникации.

Автоматика нуждается в контроле со стороны человека, который будет наблюдать за ее работой, корректировать рационы и вовремя проводить техническое обслуживание. Использование роботизированных систем в хозяйстве со слабым менеджментом — напрасная трата денег. Ни одно чудо техники не дает результатов, если на установившей его ферме отсутствует грамотный персонал, способный управлять сложными технологическими процессами. К сожалению, статистика по нехватке квалифицированных специалистов для «цифрового» животноводства выглядит удручающе.

С одной стороны, автоматизация требует приобретения новых умений и навыков, повышения квалификации персонала. С другой, полагаясь на сенсоры и диагностические датчики, человек попадает от них в зависимость, утрачивая самостоятельность в принятии решений. В особенности это касается молодого поколения, которое слишком сильно доверяет технике. Именно поэтому некоторые животноводы, особенно те, кто вырос в окружении животных, скептически относятся к инновациям.

Еще одна проблема связана с необходимостью перепланировки старых коровников под работу новых автоматических систем. Причем даже после реконструкции многие фермы не могут на 100% соответствовать современным технологическим требованиям.

Тем не менее, автоматизация позволяет повысить общую экономическую эффективность хозяйства, добиться более высоких результатов при одновременном сокращении рисков, сделать труд в этой области более интересным и привлекательным для человека. При этом нужно понимать, что технологические и бизнес-процессы поднимают требования к профессии животновода на новый уровень. Вместе с очевидными выгодами новые технологии приносят и новые вызовы, на которые приходится отвечать.
Теги:сельское хозяйствоагропромробототехникаавтоматизация предприятийкормлениемодернизацияоптимизациякорова
Хабы: Робототехника
+33
8,7k 36
Комментарии 50
Лучшие публикации за сутки

Партнерские материалы

Разместить