Агропрофи » Blog Archive » Маленькие помощники для больших задач
Регистрация

��������� - �������� ��������� �������

Маленькие помощники для больших задач

Дария Харитонова

Роботизированная уборка коровников довольно популярна в странах Западной Европы и Скандинавии. Однако на российских фермах роботов-уборщиков практически не встретишь. Насколько актуальны подобные решения для отечественных животноводов и кто является целевой аудиторией для таких изобретений?

Без участия человека

Автоматизация в животноводстве стала устойчивым трендом. Благодаря роботизации рутинных процессов в жизни сельхозпроизводителя появляется все больше возможностей для освобождения от ежедневных беспрерывных забот о своем стаде.

– Жизнь фермера постепенно меняется к лучшему, у него высвобождаются трудовые ресурсы и время на другие занятия, на семью и развитие бизнеса, – отмечает менеджер по системам кормления компании DeLaval Степан Цюрко.

Так, под контролем роботов уже полностью находится процесс доения, подталкивание кормов и кормораздача. Не остался в стороне и процесс навозоудаления. Фактически автоматизированные системы навозоудаления уже давно реализованы: автоматические скреперы, запрограммированные на определенное время включения и выключения, убирают навоз в четко положенное время, успешно избавляя животноводов от ежедневной рутины чистки коровника.

И тем не менее для уборки в помещении фермы есть полностью роботизированные решения. В странах Европы они получили большое распространение. Маленькие, похожие на пылесос, роботы «ползают» по проходам коровников в Скандинавии и Западной Европе почти круглосуточно, останавливаясь только на подзарядку. Почему же на наших фермах их практически не встретишь?

Через щели

– Большинство, то есть примерно 90% общего числа роботов-уборщиков, предназначено для использования на щелевых полах, – объясняет специалист по системам навозоудаления компании GEA Андрей Бондаренко. – Его основная задача – проталкивание навоза в межламельное пространство, иными словами – в щели полов. Но в России использование щелевых полов при содержании КРС распространено мало. И если еще в мясном направлении при строительстве откормочников такие полы имеют свою нишу, то в молочном – применяются очень редко.

– И это несмотря на то, что именно щелевые полы с точки зрения здоровья коров можно назвать самыми благоприятными, – отмечает руководитель отдела технологии роботизированного доения компании Lely Альберт Фатхутдинов.

Как объясняет коммерческий директор компании «Сева Санте Анималь» (Ceva Santé Animale), к.в.н.  Михаил Яблоков, только вследствие неинфекционных болезней копыт у коров (ламинит, язвы мякиша, пододерматиты, воспалительные процессы в межкопытной своде и др.) поражаются в среднем за год до 18–35% голов в стаде. Причем в зависимости от болезни и стадии хромоты продуктивность животного может снизиться от 10 до 80%.

Согласно исследованиям, на здоровье копыт животных больше всего влияют влажность, сырость и агрессивная среда (аммиак, навоз и т.д.), которые ухудшают состояние копытного рога и кожи, разъедая и раздражая их, а также способствуют распространению и провоцированию инфекционных болезней.

– Тогда как на щелевых полах вся жидкость стекает вниз и не задерживается на полу, то есть лужи под ногами животных не образуются, – продолжает Альберт Фатхутдинов. – Копыта пребывают в относительной сухости.

– Другой вопрос, что первоначальные вложения в такие системы гораздо выше, чем в коровники с обычными бетонными полами, – замечает Андрей Бондаренко. – Ибо наличие щелевых полов предполагает, что сборник навоза находится под коровником.

Как поясняет технический директор компании «Трансфэр-Агрохимия» Сергей Черногоров, чаще всего это довольно глубокое сооружение (в самой глубокой части ниже решеток полов еще на 3–4 м), куда стекает навоз и далее по системе каскадной лестницы (цепочка ступеней длиной от 10 до 20 м без уклонов с перепадом между ступенями до 0,5 м) самосплавом перемещается в предлагуну, к которой подведен насос для откачки. Как правило, откачка производится непосредственно перед внесением сразу же на поля.

– Транспортировка навоза из подземного хранилища может также осуществляться по системе Слалом (объединением циркуляционной системы в каналах навозоудаления в замкнутый цикл), – рассказывает Альберт Фатхутдинов. – В этом случае, навоз и хранится под коровником до выкачки.

Под землей

Но оба решения, по словам Сергея Черногорова, предполагают строительство довольно вместительной емкости для навоза, а также (в случае каскадной системы) длинных бетонных каналов.

– Стоимость бетонных работ для таких сооружений, как правило, значительно превышает расход на оборудование скреперных решений, – подытоживает профессор кафедры автоматизации и электрификации сельского хозяйства РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, доктор технических наук Георгий Дегтерев. – И несмотря на то что в эксплуатации такие системы несколько дешевле традиционных скреперных решений (малая энергозатратность, исключение замерзания и т.д.), высокие первоначальные расходы пугают животноводов.

Как замечает Степан Цюрко, западные фермеры так часто прибегают к технологии щелевых полов не только руководствуясь здоровьем копыт животных (сухие полы может обеспечить и хороший скрепер) и снижением энергозатрат, их вынуждает к этому прежде всего экономия места.

– Нехватка и дороговизна земли в странах ЕС, а также близко расположенные соседи (которые могут не обрадоваться «ароматам» сельского хозяйства) не позволяют строить западным фермерам отдельные навозохранилища, – поясняет Андрей Бондаренко. – И в этой ситуации хранение навоза под полом здания фермы – хороший выход.

Альберт Фатхутдинов также добавляет, что сроки внесения навоза на поля там строго регламентированы. В Голландии, например, законодательство обязывает фермера иметь хранилище для навоза, рассчитанное на определенный период (не менее восьми месяцев) без опорожнения. В то время как для российских животноводов выделить 200 м земли под лагуну для хранения такого объема навоза – не проблема, их западным коллегам приходится «умещать» все это под пол.

– В России нет жестких экономических требований, которые бы склоняли чашу весов в сторону подпольных хранилищ навозов, а у европейских фермеров – есть, – резюмирует Андрей Бондаренко. – Отсюда и большая распространенность щелевых полов.

Популярность щелевых полов на Западе повлекла за собой появление робота, который помогает заботиться о чистоте коровника, не привлекая человека.

На щелевых

Как объясняет Степан Цюрко, робот–проталкиватель похож на автоматический подталкиватель кормов, только имеет спереди, как правило, две щетки-лопатки, которыми он проталкивает навоз. С помощью колес такие «малыши» (габариты машины не больше 1,5х1х0,7 м) движутся по коровнику, питаясь от аккумуляторных батарей. Зарядка их происходит от станций питания.

Маршрут движения подобным роботам задается по-разному. Так, например, автоматические проталкиватели компании GEA – роботы SRone – не требуют какого-либо программирования для начала работы, и весь путь их по коровнику задается механически с помощью системы отбойников.

– Эта машина двигается по принципу бытового робота-пылесоса (или детского жука-робота): натыкаясь на препятствие, она поворачивает, – разъясняет Андрей Бондаренко. – Поэтому, чтобы разработать трек движения робота на его пути, в местах поворотов к полу крепят планки-отбойники, почувствовав которые, он меняет траекторию движения в нужном направлении. Кстати, недавно вышла новая версия робота SRone+ для более сложной планировки коровников и помещений площадью до 12 тыс. м2. Эти машины имеют гироскоп и набор RFID/TAG-сенсоров.

Аналогичные изобретения компании Joz и DeLaval читают свой путь благодаря транспондерам. Как уточняет Степан Цюрко, в пол монтируются специальные маркеры, которые робот идентифицирует с помощью транспондера, и они же задают ему маршрут движения. Кроме того, подобные машины (например, роботы Lely и Joz), программируются на маршрут с помощью специальных приложений.

Альберт Фархутдинов отмечает, что достаточно при первом запуске провести маленького уборщика по маршруту следования и внести трек в его память, он будет повторять его с заданной кратностью изо дня в день.
То есть очистка коровника будет происходить в соответствии с запрограммированными маршрутами и временными рамками.

Более того, Степан Цюрко добавляет, что с такими роботами можно связаться удаленно по специальным приложениям через Интернет и скорректировать их работу в зависимости от обстоятельств.

– У роботов компании Lely это делается с помощью приложения Lely Control на любом гаджете, – приводит пример Альберт Фатхутдинов. – И никаких дополнительных устройств для навигации ему не требуется.

– У некоторых роботов, например Joz и Lely, имеется функция опрыскивания пола водой сзади и спереди робота, она предназначенная для разжижения навоза с целью более легкого проталкивания его в щели пола, – рассказывает Сергей Черногоров.

В среднем один такой робот-проталкиватель на щелевых полах может обслуживать порядка 250–300 животных. После каждого выезда роботы-уборщики аналогично роботам – подталкивателям кормов возвращаются к зарядной станции питания, которая устанавливается в любом удобном месте кормораздаточного прохода.

Такие решения есть в линейке ведущих производителей навозоуборочного оборудования и фул-лайнеров оборудования для молочного животноводства, например, Joz, Lely, DeLaval, GEA и др.

Не только по щелевым

Помимо решений для щелевых полов существуют роботы, работающие на сплошном полу и выполняющие фактически функции скрепера. Как объясняет Сергей Черногоров, такие же роботы-уборщики с чувствительными сенсорами и скребком спереди, чуть более мощные, чем проталкиватели, сгребают содержимое навозных и кормовых проходов, а также любых уголков коровника и толкают его перед собой к месту сброса, которым, как правило, оказывается поперечный канал.

– В коровниках, где используются подобные решения, есть смысл делать поперечный канал не только в торце, но и в середине прохода, чтобы избежать холостых ходов робота, – рассуждает Сергей Черногоров.

Такие машины аналогично своим собратьям-проталкивателям имеют возможность запрограммировать движение в зависимости от конфигурации коровника и мест уборки с заданной кратностью.

Подобные решения поставляют на европейский рынок компании Miro, Joz и др.

Робот-свипер

Есть и более продвинутое решение: недавно (в России это произошло в феврале 2017 года) компания Lely презентовала свою новинку – робота-уборщика, который не толкает, а всасывает в себя навоз аналогично пылесосу.

Как объясняет Альберт Фатхутдинов, Lely Discovery 120 Collector может работать в коровниках как со сплошными, так и с щелевыми полами. Робот имеет внутри емкость, рассчитанную на сбор 360 л отходов, и два мешка с водой, которую он разбрызгивает по пути своего движения, смачивая зону уборки.

– А дальше по мере наполнения мешков робот подъезжает к специальному отверстию в полу, роль которого может выполнять поперечный канал, навозоприемник и т.д., и выгружает их содержимое, – рассказывает Альберт Фатхутдинов.

Один такой робот рассчитан на обслуживание примерно 100 голов и площадь около 500 м2. Очистка коровника также происходит в соответствии с запрограммированными маршрутами и временными рамками, которые могут корректироваться со смартфона.

– Таким образом, эти роботы идеально подходят для работы в связке с доильными роботами, – подытоживает Альберт Фатхутдинов. – Секция добровольного доения, где коровы могут свободно перемещаться, формируется из расчета по 50–60 голов на каждый на двух роботов-дояров, таким образом, на одну секцию можно ставить одного робота-уборщика, что удобно и практично.

А скрепер чем хуже?

Теоретически у роботизированных решений на любом полу имеется целый ряд преимуществ. Например, перед тем же скрепером, который ходит только прямолинейно и не может убирать в переходах между проходами, на поворотах, в местах пересечения рядов и в труднодоступных углах.

– Кроме того, для прокладки цепных или тросовых скреперов необходимо устройство желобов, которые требуют трудозатрат и иногда становятся причиной ущерба здоровью коров (разрушения копыт и т.д.), – рассуждает Альберт Фатхутдинов.– Более того, сами части скреперного привода (цепи, ролики, острые кромки, лохматящиеся тросы и т.д.) могут причинить вред животным.

– Имея в коровнике такого малогабаритного помощника, можно производить уборку, не мешая животным принимать пищу: в отличие от скрепера, занимающего весь проход от края до края, робот-уборщик может спокойно проходить за спинами коров, стоящих у кормового стола, не причиняя им беспокойства во время еды, – соглашается Степан Цюрко. – Помимо этого робот исключает риск любого потенциально опасного воздействия на корову. Бесшумно работает, не доставляет хлопот и не беспокоит стадо.

По словам специалиста компании Lely, наличие робота-свипера позволяет сэкономить на конструкции, и помимо отсутствия необходимости обустройства каналов для скрепера отпадает нужда делать выше поперечные проходы. И к тому же при обустройстве доставшихся в наследство старых ферм с узкими проходами, в частности при переделывании их в беспривязный двор, можно удешевить строительство.

– А именно: не расширяя проходов (что обязательно понадобится при установке туда скрепера), «вписать» туда робот-свипер, сэкономив на реконструкции, – убежден Альберт Фатхутдинов. – Такие решения позволяют более гибко подойти как к процессу уборки, так и ко времени проведения этих процедур.

Нужны ли нам роботы?

– Однако при всех преимуществах таких машин применение их в российских условиях экономически невыгодно, – уверен Андрей Бондаренко.

– Прежде всего что касается щелевых полов, то их в нашей стране не так много, а главное, гораздо дешевле убирать их тем же скрепером, – убежден Сергей Черногоров. – А труднодоступные места проще вычистить вручную, не так их и много в коровнике. То же самое относится и к уборке сплошных полов.

Как замечает Альберт Фатхутдинов, при работе с роботами-свиперами существуют серьезные ограничения по материалу подстилки и температуре. Так, они не могут использоваться в сочетании с глубокой подстилкой, длинным опилом и сепарированным навозом: происходит забивание мешков на входе. Нежелателен и песок на матах в больших количествах. Помимо этого, Discovery Collector боится мерзлой фракции и уклонов более трех градусов.

В таких случаях, по убеждению Сергея Черногорова, проще ставить скрепер. Даже если проход слишком узкий, всегда можно подобрать скрепер нужной ширины, в том числе «однорукий» с усеченной поверхностью скребка, который также можно запрограммировать на уборку по времени.

– В России все животноводство ориентировано на индустриальные масштабы: и кредитование, и поддержка, и площади, тогда как на Западе экономика завязана на мелком фермере, – сравнивает Андрей Бондаренко. – И применение роботов-уборщиков больше характерно для фермерских хозяйств и экономически не приспособлено к нашим реалиям.

– Например, ширина захвата роботов-свиперов составляет около 1–1,5 м, и, чтобы очистить один проход шириной 4 м, ему нужно проехать по нему туда-сюда четыре раза, – приводит пример Сергей Черногоров. – Вместимость таких «игрушек» невелика, и для работы с коровником в 600 голов потребуется шесть таких роботов или два скрепера. Второе выгоднее.

По мнению Андрея Бондаренко, дорогой сервис, замена аккумуляторов, ограничения в использовании, к сожалению, нивелируют те выгоды, которые имеет фермер, установив подобное решение у себя в коровнике.

– У нас нет инвесторов, готовых вкладывать средства в мини–ферму, и пока их не будет, данные решения останутся неким пиар-ходом, не имеющим экономического и практического смысла, – заключает эксперт.

Комментарии практиков

СПК «Тотемский» (Вологодская область)

Елена Тяпкина, экономист:

– Мы будем первыми в России, кто официально запустит роботов для уборки навоза в коровнике. У нас завершается строительство первой очереди нового полностью роботизированного животноводческого комплекса на 800 голов, который мы строим взамен ферм тридцатилетней давности, начавших разрушаться.

Цель роботизированного комплекса – снизить трудозатраты при увеличении поголовья и возрастании дефицита кадров, что позволит нам повысить рентабельность производства и снизить трудозатраты в 10 раз. Например, в доильном секторе с 20 доярок мы снизим потребность в кадрах до двух человек. Стоимость нового инвестиционного проекта – более 250 млн руб. Сельхозпредприятие вошло в областную программу «Развитие молочного животноводства и растениеводства» и получило государственную поддержку. Реализация проекта осуществляется при поддержке АО «Россельхозбанк».

Все роботизированные решения представлены компанией Lely. Роботы будут осуществлять доение (12 автоматов), кормление и навозоудаление (два автомата). В настоящий момент уборка роботами еще не производится, но запустить все роботизированные решения мы собираемся в ближайшие месяц-два.

В коровниках нового комплекса у нас установлены щелевые полы (только лежаки животных оборудованы сплошными бетонными). Навоз, проталкиваемый роботом и копытами коров через щели, будет попадать в канал, расположенный на глубине 1,5 м под полом, где «ходят» скреперы (компании Joz), которые перегоняют навозную массу в поперечный приямок. Оттуда он стекает в предлагуну с помощью гидросмыва, и после перемешивания массу подают на сепаратор, где происходят разделение фракций и перекачка в вынесенную основную лагуну.

Это будет первый в России проект, где уборка навоза будет осуществлена с помощью робота. Lely Discovery 90, призванный проталкивать навоз в щели пола, будет запрограммирован на уборку коровника по одному маршруту около 11–12 раз в день. Надеемся, что новый уборщик навоза не испугается северных зим. Если включать робот каждые 1,5 часа, навоз не успеет замерзнуть, и можно будет легко удалять его в межламельное пространство. Тем более что температура в коровнике зимой всегда выше, чем за его дверьми.

Замена аккумуляторной батареи в таких роботах производится раз в три года, расходников требуется немного. Мы верим, что сервисная служба и компания-поставщик будут курировать нашу технику.

Ферма «Пелтомяен» (Финляндия)

Арья Пелтомяки, фермер:

– В Финляндии очень дорогая рабочая сила, а профессия фермера не слишком популярна среди молодежи, как и везде. Все работы на ферме на моих плечах и одной моей помощницы – приходящего наемного работника. Муж мне не помогает – у него другая профессия, он занят пять дней в неделю, сыновья помогают частично в силу возраста, но полноценными помощниками их назвать сложно. По той же причине – возраст (скоро 80 лет) мой отец не может работать в полную силу.

Соответственно нам, фермерам, выгоднее обеспечить себя автоматизированными помощниками – роботами. Общее количество животных у меня 150 голов, дойное стадо 70 голов. Помимо доильного робота (Lely) уборка в коровнике также осуществляется роботом Lely Discovery.

Робот-уборщик самостоятельно ездит по коровнику каждые 1,5 часа круглосуточно. В перерывах стоит на зарядке. Маршрут задавался один раз: я первоначально сама «провела» его по нужному треку, который робот запомнил. И далее стал выполнять свою работу в соответствии с заданной программой.

С помощью датчиков такой робот отлично распознает на своем пути животное и объезжает его или притормаживает. Столкновения с коровой не произошло ни разу, а дизайн в форме круга позволяет ему легко обходить препятствия.

Содержание животных на щелевых полах обусловлено также необходимостью обустройства навозного хранилища под полом фермы: и дело не только в дороговизне земель, больше – в требованиях к свежести воздуха. В Финляндии очень строго относятся к тому, что запахи в результате ведения сельского хозяйства мешают жителям.

Из навозохранилища, куда робот и животные своими копытами проталкивают навоз, он перекачивается по трубам (система Слалом) с помощью навозной станции в лагуну, оттуда – на поля. Внесение осуществляется спредером только два раза в году: весной – под посев травы и на второй укос.

Все работы по откачиванию навоза и внесению его на поля делаются контрактерами: своей техники по внесению на ферме нет.

«Гатчинское» (Ленинградская область)

Николай Федоров, заместитель директора:

– Наш комплекс на 1200 животных реализован на щелевых полах. Проект был запущен в 1981 году в качестве пилотного по созданию мегаферм во времена СССР Германией (ГДР).

Навоз из коровника проталкивается копытами животных вниз, где находится система бетонированных каналов, которая начинается с глубины около 1,5 м и далее по цепочке идет под уклоном, плавно понижаясь, к центральному поперечному каналу. По каналам-ответвлениям навоз стекает самосплавом (самотеком), плавно двигаясь к центральному, расположенному к ним под углом 90 градусов (внешне это похоже на елочку). В нем имеются два больших приемника с насосами НЖН-200, которые по трубам под землей перекачивают содержимое приемников в лагуны. Выкачивание (освобождение навозоприемников) происходит ежедневно.

Комплексов, подобных нашему, в стране немного: у щелевых полов, равно как и самотечной системы навозоудаления, есть свои достоинства и недостатки. Например, навоз загустевает и плохо сплавляется по каналам, для ускорения мы применяем гидросмыв. Система часто забивается, сложна в обслуживании.

Кроме того, щелевые полы в зимнее время года становятся источником сквозняков. Их неоспоримым плюсом является относительная сухость, что положительно влияет на состояние копыт. Однако, на мой взгляд, содержание на сплошных полах и уборка скреперами проще и удобнее.

О применении робота-очистителя в коровнике мы не задумывались. Скорее, рассматривали вариант уборки полов электрокаром со щетками, которым управляет человек. Однако это тоже далекая перспектива. Для реализации данных идей необходимо прежде всего провести выравнивание полов.

Отправить ссылку другу
Оставить отзыв