Убираем зерновые: когда, чем, как – комбайновая ретроспектива и альтернатива
Об особенностях сбора урожая зерна рассказывает наставник Детской школы фермера портала AGRO XXI Сергей Викторович Галкин
Судя по информации в наших СМИ и на многочисленных агроресурсах, подавляющее большинство наших фермеров, наших профессионалов убеждены, что убирать следует прямо комбайнами, прямо как зерно поспеет, как и заведено было их отцами, дедами, и прадедами.
А вот у нас, в Детской школе фермера портала АГРО 21, такой убежденности нет – мы же еще не профессионалы, мы только учимся.
Во-первых, практически сразу выяснилось, что у наших дедов и прадедов зерноуборочных комбайнов не было.
Косили на Руси хлебушек либо вручную – косами, либо конными косилками с укладкой в валок. Затем колосья связывали в снопы, подсушивали прямо в поле, в копёшках, или в сырую погоду досушивали снопы под навесами или в помещениях. Далее, на токах зерно вымолачивали из колосьев — вручную, конными или паровыми молотилками, потом на ветерке зерно досушивали, провеивали.
А вот у американских прадедов уже в XIX веке зерноуборочные комбайны были, уже работали.
Ну, а к концу 20-х годов века XX, еще и века не прошло, как прицепные зерноуборочные комбайны появились и в СССР.
Изначально были наши комбайны малы числом и хлипки статью, посему преобладала уборка раздельная-двухфазная, то есть, сначала хлебушек косили, досушивали или в тех же снопах, или по-новому, в валках, а затем уже пропускали через комбайн – молотили, очищали зерно от половы.
Поскольку комбайнов было мало, относились к ним бережно, если комбайну было тяжело ехать по полю, то скошенные зерновые подносили к комбайну, то есть он использовался, как мобильная молотилка. А если с мобильностью было совсем плохо, то комбайн использовали для обмолота и очистки зерна прямо на току, дабы не напрягать его лишними передвижениями.
А вот во второй половине XX века, в СССР начался уже массовый выпуск уже самоходных комбайнов.
Тем не менее, двухфазная уборка преобладала еще многие годы.
Невыровненные поля, неравномерный, как по распределению, так и по глубине заделки семян посев, неравномерное и недостаточное внесение известковых материалов и удобрений, семена низкого качества – всё это гарантировало неравномерность всходов, неравномерность роста, неравномерность созревания зерновых, что в комплекте с большой засоренностью посевов, требовало именно раздельной-двухфазной уборки зерновых во избежание больших, порядка 30% потерь урожая именно во время уборки.
В нынешние постперестроечные времена обеспеченность зерноуборочной техникой значительно ниже, чем в СССР, выравненность растений в посевах зерновых перед уборкой – не улучшилась, засоренность полей не уменьшилась.
Кроме того, такие понятия, как оптимальные условия, оптимальные сроки уборки зерновых – успешно забыты, а многие наши фермеры о них и не слыхали.
Убираем всё подряд напрямую и любые сроки уборки, любые потери, любое качество зерновых, любое качество зерновых убираемых на семена — для нас всё сойдет.
Кроме того, и производительность труда в растениеводстве, в производстве зерновых у нас ниже, чем в развитых странах в 3-4 раза.
Соответственно и рентабельность нашего зерна минусовая – зерно у нас убыточно.
А меж тем, и по сию пору развитые страны, у которых проблем с обеспечением зерноуборочными комбайнами на порядок меньше, уже не говоря об их качестве и производительности, до 40% своих зерновых полей убирают раздельно.
Прямая уборка и раздельная – это не новая или старая технологии уборки, это просто разные технологии, которые знающие, грамотные агрономы, специалисты своего дела применяют в зависимости от почвенно-климатических условий, в зависимости от вида, сорта выращиваемых культур, в зависимости от направления зернопроизводства – пищевое, семенное, фуражное, в зависимости от применяемых организационных технологий уборки, логистики.
Лидером в обеспечении раздельной уборки зерновых инновационной, высокопроизводительной техникой по праву считается канадская MacDon, выпускающая самоходные жатки, способные на высокой скорости скашивать и укладывать в единый валок хорошо продуваемой формы, зерновые с полосы шириной в 18 метров, что значительно повышает производительность комбайнов при подборе валка и обмолоте, повышает пищевые и семенные качества зерна, сокращает потери при уборке на 20-30%, позволяет получать чистое зерно, даже на сильно засоренных полях при неравномерном развитии растений зерновых.
При перемещении от одного поля к другому, MacDonы способны развивать скорость до 40 км/час – почувствуйте разницу с нашими комбайнами.
Что убираем
Во-вторых, выяснилось, что убираемые зерновые – не совсем хлебушек, то есть, в большинстве случаев – совсем даже не хлебушек, а фураж – корм для скотины, хотя зачастую у нас теперь используется для выпечки хлеба.
А коли мы производим зерно фуражное, то многие танцы с бубнами, необходимые при уборке зерна семенного или пищевого, совсем не обязательны.
Например, такой дорогущий бубен, как зерноуборочный комбайн, совершенно не нужен для уборки зерновых на фураж.
И маленькие, но тоже не дешевые бубенцы – зерноочистители, зерносушилки, помещения или элеваторы для хранения тоже абсолютно не нужны.
Максимум питательных элементов в зерне в период молочно-восковой спелости, в этот же период максимальная урожайность зеленой массы, для уборки которой вполне достаточно минимального трактора в 80-100 л/с, косилочки, пресс-подборщика и упаковщика в пленку.
Всё вместе это в разы дешевле и в разы производительнее зерноуборочного комбайна.
Получаемая продукция зовется «ЗЕРНОСЕНАЖ», который гораздо богаче питательными веществами, а главное, гораздо, в разы дешевле, чем просто зерно.
То есть, как минимум 40, а то и 60% наших зерновых мы можем убирать без зерноуборочных комбайнов, что позволит покупать этот корм нашим бедным фермерам, которые ходят и только облизываются вокруг наших дорогущих комбикормов.
Надеемся, что наши юные фермеры, когда подрастут, будут выращивать и убирать зерновые рентабельно, не будут бояться конкуренции с иностранными фермерами, с иностранной продукцией.
Не будут цепляться за антисанкции, как за последнюю соломинку в конкурентной борьбе, не будут считать прибылью госдотации.
Источник
Как мы первыми в мире роботизируем кормоуборочные комбайны
Недавно мой коллега рассказал как мы роботизируем зерноуборочные комбайны и чему научились за этот сезон.
Начинается уборка кормовых культур и мы активно осваиваем кормоуборочную технику.
Кормоуборочный комбайн – технически более сложная и мощная машина. В связке с ним идут сразу несколько транспортных средств для сбора урожая (трактора с прицепом, грузовики, силосовозы). К работе на такой технике допускаются только опытные механизаторы, у которых за спиной несколько лет работы.
Работа на комбайне во время уборки кормовой кукурузы похожа на езду в машине в густом тумане, только вместо тумана на протяжении всего пути высокая зеленая стена из растений, из которой может выскочить кабан, столб или человек. Перемолов человека (история есть в моей прошлой статье), комбайнеры седеют и больше не могут работать. Кроме этого, в этом «зеленом тумане» надо суметь не врезаться в рядом едущий силосовоз, следить за точностью загрузки силоса с хоботом длиной до 7 метров, из которого вылетает по 50-60 кг силоса в секунду, и равномерно заполнять фургон, чтобы он не гонял полупустым туда сюда.
Фактически один комбайнёр работает за троих, следит за процессом уборки кукурузы (одно рабочее место), ведёт технику (второе рабочее место), загружает силосовоз (третье рабочее место). В итоге что-то страдает. Если плохо вести, можно сломать дорогую технику (минимальная цена кормоуборочного комбайна 16 млн рублей, есть модели и по 50 миллионов), поэтому обычно ухудшается качество уборки и загрузки.
Большую часть работы мы автоматизируем, сейчас расскажу какие сложности мы преодолеваем и что делаем.
Отсутствует видимость
Высота спелой кукурузы в среднем 2-2,5 метра, высота комбайна 2,5 метра, механизатор находится чаще всего на уровне чуть выше стоящего на земле человека и видит перед собой только растения, дальше своего носа он по сути уже не видит и так на протяжении всего рабочего дня, а это 12 часовая смена, немногие могут выдержать такое напряжение на глаза и держать темп сборки, а еще на пути могут выскочить кабанчики или столб!
Существуют комбайны, например KRONE, с телескопической кабиной, которая поднимается на высоту до 3 метров, или Acros RSM-142 высотой 4 метра, но это скорее исключение из правил.
Поэтому работать за таким комбайном могут только опытные комбайнеры, которые проработали уже 3-4 сезона.
Потери во время работы
В отличии от зерноуборочных, кормоуборочный комбайн не может хранить урожай в бункере, а сразу выдает его через выгрузной хобот в едущее рядом транспортное средство. Как я говорил, скорость выброса силоса может достигать 50 кг в секунду, в зависимости от модели комбайна, длина хобота при этом 5-7 метров. Немного отъехал от машины вбок или притормозил и потерял полтонны силоса за 10 секунд. В среднем до 7-10% урожая остается на поле. Потерянный силос никто уже не собирает, потери на ГСМ будут гораздо больше. На видео видно как высыпается силос, если немного сдвинуть хобот.
Равномерное заполнение фургона
В бригаде с одним комбайном до 7 машин, заполняется одна машина примерно за 20 минут. За день они могут совершить свыше 10 рейсов до силосной ямы. Все зависит от длины плеча доставки. Если поле рядом с ямой, то плечо короткое и можно совершить больше рейсов для выгрузки, если дальше, рейсов становится меньше и здесь становится очень важным правильное заполнение фургона (силосовоза), чтобы не возил воздух. Привез половину прицепа, считай потерял на топливе, комбайнер должен максимально правильно направлять хобот, чтобы равномерно наполнить силосовоз.
Что мы можем автоматизировать в кормоуборочных комбайнах?
Как уже говорилось выше, для работы на таких комбайнах допускаются только опытные комбайнеры. Почти все эффективные механизаторы обучались при СССР, после чего технологические секреты этой цивилизации были утеряны. Конкретно ослабло обучение, и приходящие «молодые», естественно, работают хуже. Это нормально почти для всех рабочих профессий, но конкретно здесь наш робот как нельзя больше востребован в первую очередь из-за этого эффекта.
Второе, наш робот видит кромку, препятствия на поле, видит другую технику. Работа комбайнера максимально упрощается, теперь он может следить за техническим состоянием комбайна, за калибровкой фракции кукурузы, которая наиболее подходит для данного типа скота.
Также наш робот может полно и равномерно, а главное точно заполнить силосовоз, это уменьшает потери на ГСМ и сводит потери на уборке к нулю.
Нормой считается потеря на уборке 7% урожая, если их свести к нулю, то поскольку силос делается в основном не для продажи, а для корма своего скота, мы можем уменьшить засев под кукурузу на 7% и отдать его под пшеницу, что более выгодно. Скажем если выделено 1000 га на кукурузу, из них 70 га отдать под пшеницу, то даже по минимальным оценкам при урожае в 30 центнер с 1 Га мы соберем 210 тонн, а это примерно 1,5 млн рублей прямой прибыли. При этом за счет более полной сборки уменьшается расход ГСМ за счет сокращения числа поездок от силосной ямы до поля.
Как мы обучаем нейронные сети для анализа сцен уборки кукурузы
Уборка кукурузы ведется с помощью специальных приставок для пропашных культур. Для этого случая предусмотрен режим работы, при котором комбайн пытается удержать жатку посередине междурядья. Получив карту сегментации кадра (сцены) и зная положение жатки, можно найти так называемую vanishing point и рассчитать отклонение зуба жатки от необходимого положения.
В отличие от пшеницы, где мы следим за краем убранного поля и ведем комбайн по кромке, здесь задача нейронной сети увидеть междурядье между растениями. Нейронная сеть прекрасно видит ряды между кукурузой, в отличии от человека, камера находится над культурой, и при этом она не устает.
Изображения приходят к нам в формате видео потока, либо отдельными изображениями. Данные обрабатываются и хранятся в Сognitive Agro Data Factory. Кроме сырых данных с камеры, здесь также присутствуют и целевые размеченные кадры, которые при необходимости можно добавить в обучающий датасет.
Для более точного подбора возможных сцен уборки урожая необходимо правильно скомпоновать обучающий датасет. Кроме реальных изображений, полученных с камеры в процессе уборки культур, используется подход генерации синтетических изображений с помощью процедуры аугментации на основе естественных изображений.
На вход сеть принимает 3-канальное RGB изображение. Далее в процессе обучения нейронной сети к входному тензору применяются яркостные/цветовые искажения в HSV пространстве, локальные искажения каналов в HSL пространстве – процедура добавления искусственных теней, геометрические искажения и добавление шумов. Подбор параметров аугментации – нетривиальная процедура, требующая детального анализа сцен, полученных в реальных условиях.
Обученная сеть способна выдавать сегментационные карты, определяющие междурядное пространство.
Уборка сенажа
Помимо силоса, кормоуборочные комбайны используют также для сбора сенажа, с помощью приставки подборщика. Процесс сбора аналогичный кукурузе, разница только в том, что комбайн идет по валку. Валок может не отличаться по цвету от общей массы и комбайнер часто может ехать вхолостую.
Например, на видео выше видно, что валок практически не отличим от травы и насколько точно надо комбайнеру вести машину по валку и при этом постоянно наблюдать за процессом загрузки сенажа в грузовик. Работа очень напряженная, к концу 12 часовой смены комбайнеры просто валятся с ног, с полной сменой справляются только при опыте от 3-4 сезонов работ.
Если комбайнер неопытный, то работа в холостую это потери на ГСМ. Кормоуборочный комбайн в отличие от зерноуборочного только 10% ГСМ тратит на движение самого комбайна, остальные 90% уходят на прорезку, измельчение, протяжку, швыряние силоса или сенажа. Поэтому очень важно работать с полной загрузкой комбайна.
Нейронная сеть отлично справляется с валком, пример того как сеть видит валки.
Здесь наша система может помочь комбайнеру в ведении комбайна по валку, также наш робот может полно и равномерно, а главное точно заполнить силосовоз, это уменьшает потери на ГСМ и сводит потери на уборке к нулю, комбайнер становится уже оператором комбайна, а всю работу берет на себя автопилот.
Сейчас осваиваем кормовую кукурузу, подсолнечник, сенаж. По окончании сезона, если интересно, расскажем как наши роботы справились с кормоуборочными комбайнами.
Источник
Зерноуборочный комбайн Нива-СК-5 стоит исправный у фермера, а зерно с его полей убирают комбайны по найму
Все дело началось у фермера лет 8 назад, когда он начал обрабатывать землю в больших объемах. Трактора и грузовой автомобиль у него уже были и решил он купить по дешевке зерноуборочный комбайн Нива-ск-5 для уборки зерновых культур.
Через 2 года мой знакомый фермер прикупил еще один СК-5, но уже на запчасти и в итоге он оказался намного лучше первого.
Зерноуборочный комбайн НИВА-СК-5 выпускался на предприятии «Ростсельмаш» с 1970-х гг. и до 2017 года. До определенного времени все зерноуборочные комбайны были прицепные.
В 1958 году был испытан самоходный зерноуборочный комбайн СК-3. Комбайн получил много наград, в том числе за рубежом. Была изготовлена версия СК-4, выпускался комбайн с 1962 по 1974 годы.
Комбайны СК-5 из проектного бюро Х.И. ИЗАКСОНА получили разнонаправленные профили: для зерна, для кукурузы, для риса, работы с небольшим склоном на полях.
После модернизации, в 2005 году НИВА-ЭФФЕКТ СК-5 имел двигатель 155 л.с., на него установили кондиционер, изменили трансмиссию, скорость и качество уборки улучшилось на порядок.
Теперь из реального опыта владения комбайнами фермером, думаю кому-то будет полезно почитать и извлечь из этого пользу:
Комбайны чтобы не простаивали, фермер нанимал во время уборки зерновых комбайнеров. К фермеру обращались с просьбой собрать зерно на чужих полях, прибыли большой от этого не получалось.
Технику наемные специалисты не больно старались обслуживать. Один зерноуборочный комбайн продал, потому что начал возделывать другую культуру.
Зерновые оставались на 30 гектарах. 3 года назад зимой фермер отремонтировал комбайн.
На СК-5 устанавливались двигатели СМД-17-СМД-21 на НИВА-ЭФФЕКТ установили двигатель Д-260 на 155 л.с.
Трансмиссия на комбайне состоит из вариатора с клиноременной передачей.
Гидравлическое управление для усилителя руля, и основная гидравлика для управления агрегатами комбайна: жатой, вариатором, копнителем, бункером и.т.д.
Принцип самого простого зерноуборочного комбайна сосредоточен в СК-5. Многие фермеры используют его в год от 3 дней до 1,5 месяцев.
Технику можно быстро отремонтировать, в основном причина неисправности, это ременные передачи и забивание жатки.
Отработав одну уборочную на СК-5, фермер поставил его на стоянку, где он и сейчас стоит.
В прошлом году по случаю договорился с владельцем современных комбайнов, которые собрали урожай. Они же будут убирать и в этом году.
Посчитав расходы и время, фермер принял решение что ему комбайн эксплуатировать не выгодно. Если найдется покупатель продаст, если нет, то сдаст в металлолом или на запчасти.
Подписывайтесь на мой канал здесь , ставьте лайк и делитесь в соцсетях, Спасибо!
Группа в контакте «Заметки карандашом»
Источник