АгроЕкспедиції 
Кабінет 
Менше людей, більше автоматизації: технології, які змінюють елеватори
Поки українські елеватори працюють в умовах війни, дефіциту кадрів, логістичних обмежень і постійної необхідності економити, світова зернова індустрія рухається далі — до максимальної автоматизації та цифровізації. Ми зібрали кілька найцікавіших технологій і розібралися, що саме вони роблять, які проблеми елеваторів вирішують і чи є за ними вже реальні приклади використання.
ШІ-агент для прийняття оперативних рішень
Уявіть, що маєте персонального ШІ, прив’язаного до вашого виробництва, який знає всі нюанси роботи та видає найраціональніші рішення. Саме так працює система AVA+ Engine від американського стартапу Swarm Engineering. Це платформа ШІ для оптимізації складних логістичних та операційних процесів в агро та загалом в продовольчому секторі.
Основна мета системи — допомогти підприємству швидше знаходити оптимальні рішення, коли одночасно змінюється багато умов: попит, погода, доступність працівників, транспорт, запаси, виробничі потужності тощо.
Система може працювати з документами, базами даних і структурованою інформацією, знаходити невідповідності. Також ШІ-помічник може опитувати співробітників, щоб зібрати досвід і правила, які не записані в базах даних, але впливають на рішення. Наприклад, які обмеження є у конкретного виробничого майданчика або чому певний маршрут зазвичай не використовують.
AVA+ Engine може порівняти велику кількість можливих сценаріїв і знайти той, який найкраще відповідає заданій меті — наприклад, мінімізує витрати або транспортне плече, забезпечує виконання замовлень чи оптимально розподіляє запаси. У роботі використовуються алгоритми оптимізації, прогнозні моделі та різні математичні методи пошуку рішень, тому система може працювати із задачами, де одночасно потрібно врахувати сотні або тисячі змінних.
Як це працює на практиці? Наприклад, під час розподілу зерна система одночасно враховує залишки й якість у кожному силосі, потужності заводу, доступний транспорт, вартість маршрутів, вимоги клієнтів та строки відвантаження. Вона порівнює тисячі комбінацій і видає варіант, який мінімізує витрати чи транспортне плече.
Для чого можна використовувати AVA+ Engine?
- Планування виробництва та роботи мережі підприємств.
- Оптимізація роботи персоналу і транспорту.
- Розподіл сировини та готової продукції.
- Оптимізація логістики.
- Сценарії «а що, якщо?» — наприклад, що станеться, якщо подорожчає транспорт, зменшиться кількість вагонів, зміниться попит або вийде з ладу частина потужностей. Система може прорахувати різні варіанти ще до того, як підприємству доведеться діяти в реальній ситуації.
В компанії SWARM зазначають, що AVA+ENGINE розрахована на середні та великі агрокомпанії, де багато підприємств, продукції, працівників, транспорту та інших ресурсів. В таких умовах рішення потрібно приймати одночасно за великою кількістю змінних. Серед публічно описаних кейсів SWARM:
- Великий виробник свіжих фруктів та овочів — компанія працює з ягодами, авокадо, спаржею та виноградом у Перу, Мексиці, Марокко та США. Система допомагає планувати роботу і транспорт для 15 тис. польових працівників. За даними SWARM, те, на що раніше могли витрачати тижні, вдалося скоротити до кількох хвилин.
- Великий американський дистриб’ютор агропродукції, кормів та інгредієнтів — використовував систему для визначення оптимальної структури дистрибуційної мережі: де розміщувати підприємства та об’єкти, щоб ефективніше працювати з потоками продукції.
- SWARM також згадує AAFCO та інших представників аграрного й промислового секторів серед організацій, з якими працювала компанія.
За заявами розробників, у великих проєктах клієнти можуть отримувати економічний ефект на рівні $1 млн і більше. Компанія також говорить про скорочення часу планування у кілька разів, у деяких випадках — до 400%.
Як вам таке рішення? Чи довірили б алгоритмам виробничі процеси, за які ви відповідальні? Загалом компанія Swarm Engineering здобула низку нагород у сфері AgTech за інтеграцію передового ШІ у традиційні аграрні ланцюги постачання, тому, можливо, це саме той сценарій, за яким майбутнє агрокомпаній.
Зернова лабораторія в телефоні
Ще одна новітня розробка — лабораторія в смартфоні. Це не єдиний стартап, де намагаються перенести функції професійного лабораторного обладнання у ваш стандартний телефон з камерою та інтернетом.
Одні з таких розробників — французька компанія Inarix, яка з 2018 року розвиває комп'ютерний зір та машинне навчання для розпізнавання зерна. Основний продукт компанії — мобільний застосунок PocketLab: система аналізує зображення зерна і видає результати вологості, білка, засміченості та інших показників.
Технологія працює на основі аналізу зображень та машинного навчання. Система навчилася розпізнавати зерно за великою базою фотографій. Розробники заявляють, що мають одну з найбільших у світі баз зображень зерна.
Додаток дозволяє аналізувати зерно безпосередньо в полі чи в причепі, а тоді швидко вирішувати, як розподілити партії зерна: окремо зберігати, змішувати, відправляти на переробку чи продавати. Серед заявлених плюсів — незалежні від людського фактора результати, коли різні оператори можуть по-різному оцінювати одну й ту саму пробу.
Читайте також: Цифрове зерно: як дані змінюють правила українського аграрного ринку
При цьому Inarix заявляє, що додаток не замінює повноцінний лабораторний аналіз. Його завдання — дати швидку попередню оцінку зерна безпосередньо там, де потрібно прийняти рішення. Результати з мобільного додатка синхронізуються з аналітичним веб-порталом, дозволяючи керівництву бачити якість врожаю з усіх полів і складів у режимі реального часу.
Користувач відкриває PocketLab на смартфоні, фотографує пробу зерна, після чого зображення завантажується в систему. AI аналізує його, а результат з’являється на екрані телефона. Дані також можна переглядати через вебпортал. Для аналізу важливо правильно підготувати пробу та зробити фотографію за рекомендованих умов — зокрема, забезпечити достатню кількість зерна та рівномірне освітлення.
Залежно від культури та обраного модуля система може визначати вміст білка, вологість, натуру, чистоту зерна, частку битого зерна, для твердої пшениці — проросле, уражене фузаріозом, плямисте та інше дефектне зерно. Результат можна отримати за хвилину. У системі також зберігається історія аналізів, тому можна відстежувати зміни якості партій. Не всі показники доступні для всіх культур — набір аналізів залежить від конкретного модуля та його калібрування.
Вартість додатку передбачає річну підписку та окрему оплату аналізів. Підписка на рік коштує близько €500.
Технологію Inarix найактивніше використовують у Франції та інших країнах Європи. За даними компанії, серед клієнтів понад 100 кооперативів та зерносховищ, більше 30 переробних підприємств, зокрема солодовні, та дві сотні фермерів, переважно французьких. Зараз технологія виходить і за межі Європи: Inarix розвиває партнерства у Північній Америці, зокрема для аналізу сої в Канаді, та співпрацює з Barilla над контролем якості твердої пшениці для виробництва макаронів.
Відбір проб з автомобілів без оператора
Ще одне новаторське рішення: відбір проб без оператора. Розробкою такої системи займається американська компанія RealmFive. Їхній продукт — FlowGrade AutoProbe — це повністю автоматизована стаціонарна система відбору проб зерна з вантажівок. Це не окремий продукт, а частина лінійки FlowGrade, в якій є також продукт для автоматичного аналізу зерна без оператора FlowGrade AutoAnalyzer.
Як працює система відбору проби без участі людини?
- Вантажівка заїжджає на приймання. Система може працювати окремо або бути інтегрована з ваговою.
- Система сканує кузов та створює його 3D-карту: визначає, де є зерно, а також знаходить перекладини, ремені, тенти та інші перешкоди.
- Автоматично обираються точки для проб. Щуп не опускається щоразу в одні й ті самі місця — система сама визначає безпечні точки по всій площі кузова. Це унеможливлює змову водія з лаборантом.
- Щуп занурюється в зерно до самого дна і відбирає пробу. На дні найчастіше осідають важкі домішки, пісок або вологе зерно.
- Окремі проби об’єднуються в одну загальну пробу. Її можна автоматично передати на аналізатор AutoAnalyzer або в лабораторію.
- Є захист від помилки водія. Якщо водій почне рух, спеціальний механізм дозволяє щупу безпечно від’єднатися, не пошкодивши обладнання.
- Систему можна встановлювати по-різному: окремо, як додаткове обладнання до вже існуючої приймальної лінії, або повністю інтегрувати з ваговою, аналізатором зерна та системою оформлення приймання.
Одна з переваг такого підходу — відбір проби можна організувати окремо від зважування. Це допомагає швидше пропускати вантажівки через приймання і зменшувати черги в період жнив.
Розробники заявляють, що система збирає більш рандомізовані, репрезентативні композитні проби без участі людини. Вона може працювати автономно або з мінімальним штатом людей. Через це серед клієнтів RealmFive бачать підприємства, які керують кількома локаціями і хочуть масштабувати операції без збільшення штату.
Продукт FlowGrade AutoProbe вже тестували в реальних виробничих умовах. У великому фермерському кооперативі на 28 локацій Agriland FS протягом сезону взяли 3500 проб, і відзначили швидший рух вантажівок і менше ручної роботи. Ще один кооператив із загальною місткістю елеваторів у 727 тис. т — New Vision Cooperative — після тестування заявив, що отримав можливість довше працювати під час жнив і збільшити пропускну здатність приймання без навантаження на персонал.
Але кінцева мета RealmFive у лінійці FlowGrade — прибрати не лише ручний відбір проби, а й ручний аналіз. В ідеалі це максимально автоматизована приймальна зона елеватора, де вантажівка приїжджає, система сама бере й аналізує пробу, визначає якість і прив'язує результат до вагової квитанції.
Точкові технології для елеваторів
Розробники працюють і над більш точковими рішеннями, які допомагають вирішувати конкретні проблеми елеватора — від захисту приймальної ями та контролю пилу до моніторингу руху зерна. На перший погляд ці технології простіші, але такі невеликі вдосконалення теж змінюють щоденну роботу підприємства.
Захист приймальної ями
Load Defender™ від Auxilium Ag — автоматизована кришка для захисту відкритої приймальної ями на підприємствах, що працюють із зерном та іншими сипучими матеріалами. В Auxilium Ag називають її першим рішенням такого типу на ринку. Ідея виникла через проблему відкритих ям: у зерно можуть потрапляти вода, сніг, бруд, сміття, птахи та гризуни, а також виникати ризик розсипання і перехресного забруднення.
Load Defender™ встановлюють поверх уже існуючої ями. У звичайному стані кришка закрита. Коли приїжджає вантажівка, водій натискає кнопку — кришка відкривається, зерно висипається в яму, після чого вона автоматично закривається.
Цікава деталь: частини кришки після відкривання стають своєрідними бортиками, спрямовуючи зерно в яму. Підприємство також може заблокувати відкриття, якщо розвантаження ще не погоджене.
Система встановлюється на наявну яму, підходить для конструкцій шириною від приблизно 1,2 м і довжиною від 1,5 м, причому довжину можна збільшувати.
Карта накопичення пилу на підприємстві
Dust Mapping Survey — це спеціалізована послуга від компанії Industrial Intelligence Inc., яка створює карту накопичення пилу в промислових приміщеннях. Вона показує, де саме і в якій кількості осідає пил на поверхнях, щоб керувати ризиками вибухонебезпечного пилу.
Цю методику аудиту вже застосовують великі зернові елеватори, комбікормові заводи та борошномельні підприємства у США й Канаді. Особливо активно її використовують компанії, що працюють за стандартами NFPA та проходять регулярні аудити пожежної безпеки.
Датчик руху зерна
VERACITY Diamond Series від CADARO — компактний датчик, який у реальному часі вимірює потік і вагу зерна або інших сухих сипучих матеріалів в транспортному обладнанні. Його встановлюють безпосередньо в існуючу вертикальну ділянку, якою рухається зерно. Головна особливість нової серії — дуже компактні розміри, завдяки чому датчик можна встановити там, де для звичайного обладнання недостатньо місця.
Система постійно показує швидкість потоку та загальну вагу матеріалу, а дані можна передавати в системи автоматизації підприємства. Це дозволяє підтримувати потрібну продуктивність або точніше дозувати партію.
Цікавість VERACITY Diamond саме для елеваторів у тому, що він допомагає побачити те, чого раніше не було видно в реальному часі. Наприклад, CADARO наводить випадок, коли за допомогою датчика виявили, що транспортер вмикався та вимикався до 60 разів на годину, але проблему не було видно за середніми показниками роботи.
Олена Гайдук, Elevatorist.com
