Kuinka paljon automaatiota kaupallinen vesiviljelytila ​​todella tarvitsee?

Kuinka paljon automaatiota kaupallinen vesiviljelytila ​​todella tarvitsee?

Automaatio on yksi ensimmäisistä aiheista, jotka nousevat esiin monissa kaupallisissa vesiviljelyprojekteissa. Ostajat kysyvät, voidaanko ravinteiden annostelua automatisoida, voidaanko kastelua ohjata etänä ja voidaanko koko maatilaa hoitaa hyvin pienellä henkilöstöllä.

Nämä ovat järkeviä kysymyksiä, mutta ne voivat johtaa väärään lähtökohtaan. Automaation tavoitteena ei ole poistaa kaikkia manuaalisia tehtäviä. Sen tarkoituksena on parantaa johdonmukaisuutta siellä, missä ihmisen aiheuttamat viiveet, toistot tai virheet aiheuttaisivat merkittävän tuotantoriskin.

Pitkälle automatisoitu maatila ei automaattisesti ole kannattavampi maatila. Jos ohjausjärjestelmä on monimutkaisempi kuin paikallinen tiimi pystyy käyttämään, vaikeasti huollettava tai huonosti projektin mittakaavaan sopiva, se voi lisätä kustannuksia parantamatta luotettavuutta. Oikea automaatiotaso on sellainen, jota yritys pystyy käyttämään, ylläpitämään ja perustelemaan.

Automaation tulisi alkaa operatiivisesta riskistä

Ennen ohjainten ja anturien valintaa projektitiimin tulisi tunnistaa, mitkä tapahtumat aiheuttaisivat suurimmat tappiot, jos ne jäisivät huomiotta. Epäonnistunut kastelusykli, tyhjä ravinnesäiliö, pumpun vika, äärimmäinen lämpötila tai virheellinen annostelu voivat vaikuttaa nopeasti laajaan satoalueeseen.

Nämä ovat vahvoja ehdokkaita automatisointiin, koska ne tarvitsevat jatkuvaa ohjausta tai välitöntä varoitusta. Sitä vastoin tehtävät, jotka vaativat sadon arviointia, fyysistä tarkastusta tai epäsäännöllistä käsittelyä, voivat silti olla parempia koulutetun henkilöstön suorittamia.

Tämä riskiperusteinen lähestymistapa estää ostajia maksamasta ominaisuuksista, jotka näyttävät tarjouksessa edistyneiltä, ​​mutta tuovat vain vähän lisäarvoa päivittäiseen tuotantoon.

Kastelu on yleensä ensisijainen prioriteetti

Kaupallisten kastelujärjestelmien on usein toimittava useita kertoja päivässä useilla alueilla. Pelkästään manuaaliseen kytkemiseen luottaminen tekee ajoituksesta epäjohdonmukaisempaa ja lisää työvoimapaineita, erityisesti tilan laajentuessa.

Käytännöllinen automaattinen kastelujärjestelmä voi hallita aloitusaikoja, syklin kestoa, vyöhykejärjestystä ja pumppujen toimintaa. Edistyneemmät kokoonpanot voivat reagoida ympäristöolosuhteisiin, vedenpoistokäyttäytymiseen, kasvualustan mittoihin tai satovaiheeseen.

Automaatio ei poista tarkastusten tarvetta. Suodattimet voivat tukkeutua, venttiilit jumittua, päästölähteet tukkeutua ja putket vuotaa, vaikka ohjain ilmoittaisi syklin valmistuneen. Ohjausjärjestelmä hallitsee komentoja; käyttötiimin on silti varmistettava, että vesi on päässyt sadon pintaan odotetusti.

Automaattinen ravinneannostelu voi parantaa sakeutta

Ravinteiden valmistus on toinen alue, jolla automaatio voi tarjota selkeää arvoa. Manuaalinen sekoittaminen voi riittää pienessä pilottihankkeessa, mutta toistuva säätö vaikeutuu liuosmäärän, viljelyalueiden ja käyttötiheyden kasvaessa.

Automaattinen annostelujärjestelmä voi valvoa EC:tä ja pH:ta, aktivoida annostelupumppuja ja auttaa pitämään ravinneliuoksen määritellyillä toiminta-alueilla. Se voi vähentää toistuvaa työtä ja rajoittaa viivästyneestä manuaalisesta reagoinnista johtuvia suuria korjauksia.

Annostelulaitteiden luotettavuus riippuu kuitenkin niiden kalibroinnista, kantaliuoksesta, anturista ja huollosta. Anturit voivat ajautua, annosteluputket kulua ja väkevöidyistä ravinteista muodostua kiteytymiä. Siksi järjestelmä vaatii tarkastusmenettelyjä ja manuaalista varmennusta sokean luottamuksen sijaan.

Ilmastointiautomaatio riippuu laitoksesta

Vaadittu ilmastoinnin taso vaihtelee suuresti luonnollisesti ilmastoidun kasvihuoneen, jäähdytetyn kasvihuoneen ja sisätiloissa sijaitsevan pystyviljelylaitoksen välillä. Kasvihuoneessa automaatio voi ohjata tuulettimia, tuuletusaukkoja, varjostusta, jäähdytyslevyjä, lämmittimiä tai sumutusta. Sisätiloissa saatetaan tarvita myös koordinoitua valaistusta, jäähdytystä, kosteudenpoistoa, ilmavirtausta ja hiilidioksidin hallintaa.

Ilmastointilaitteet tulisi suunnitella yhdeksi käyttöjärjestelmäksi. Esimerkiksi valaistus lisää lämpöä, jäähdytys voi vaikuttaa kosteuteen ja ilmanvaihto voi muuttaa hiilidioksidipitoisuuksia. Ristiriitaista ohjauslogiikkaa käyttävät erilliset laitteet voivat tuhlata energiaa tai luoda epävakaita olosuhteita.

Oikea ratkaisu riippuu sadon vaatimuksista, paikallisista sääolosuhteista, rakennuksen suorituskyvystä ja vuoden aikana tarvittavasta ympäristönsuojelusta.

Etävalvonta ei ole sama asia kuin etäviljely

Etäalustat voivat näyttää lämpötilan, kosteuden, vedenpinnan, EC:n, pH:n, laitteiden tilan ja hälytykset. Ne ovat hyödyllisiä esimiehille, jotka hallinnoivat useampaa kuin yhtä sijaintia tai vastaavat tehtäviin normaalin työajan ulkopuolella.

Mutta kojelauta ei voi nähdä kaikkea. Se voi näyttää pumpun käyvän vahvistamatta kuitenkaan tasaista virtausta jokaisella kasvilla. Se voi näyttää normaalin huonelämpötilan, kun taas yhdellä viljelyvyöhykkeellä on huono ilmavirtaus. Se ei voi korvata kasvien asennon, puhtauden, juurien, vuotojen, epätavallisten äänien tai vaurioituneiden laitteiden suoraa havainnointia.

Etävalvonta on tehokkainta silloin, kun se laajentaa tiimin näkyvyyttä. Sitä ei pitäisi käyttää syynä rutiininomaisten maatilatarkastusten poistamiseen.

Hälytykset tarjoavat usein enemmän arvoa kuin ylimääräinen automaatio

Jotkin arvokkaimmista ohjausominaisuuksista eivät suorita monimutkaisia ​​toimintoja. Ne vain hälyttävät tiimiä riittävän ajoissa reagoimaan.

Korkea tai matala vedenpinta, pumpun vikaantuminen, epänormaali EC- tai pH-arvo, liian korkea lämpötila, sähkökatkos, tiedonsiirtohäiriö ja odottamaton laitteen sammuminen ovat esimerkkejä olosuhteista, jotka voivat oikeuttaa hälytyksen. Hyöty tulee ongelman alkamisen ja ihmisen reagoinnin välisen ajan lyhentämisestä.

Hälytysten suunnittelun on myös oltava käytännöllistä. Liian monet huonosti priorisoidut ilmoitukset johtavat hälytysväsymyksiin. Tärkeiden varoitusten tulee olla selkeitä, osoitettuja oikealle henkilölle ja liitettyjä sovittuun reagointimenettelyyn.

Sadonkorjuu ja sadonkäsittely vaativat erilaisen lähestymistavan

Kaikkia työvoimavaltaisia ​​tehtäviä ei ole helppo automatisoida. Kylvö, uudelleenistutus, sadon siirto, sadonkorjuu, puhdistus, lajittelu ja pakkaaminen edellyttävät erikokoisia satoja ja laatupäätöksiä. Täysi automatisointi voi olla teknisesti mahdollista, mutta se ei ole aina taloudellisesti perusteltua.

Monet tilat hyötyvät enemmän parantamalla työnkulkua ennen koneiden ostamista. Parempi työskentelykorkeus, leveämpi pääsy, siirrettävät kanavat, järjestelmällinen materiaalivirta ja käytännöllinen pakkausjärjestely voivat vähentää työvoimaa ilman monimutkaisten robotiikkojen käyttöönottoa.

Useimmissa projekteissa koneellistamista tulisi arvioida vasta, kun sadonkorjuuprosessi on vakiintunut ja todelliset työvoimatiedot ovat saatavilla. Muussa tapauksessa maatila saattaa automatisoida työnkulun, joka on myöhemmin suunniteltava uudelleen.

Automaation on sovitettava paikalliseen palvelukykyyn

Jokainen automatisoitu komponentti tarvitsee lopulta kalibroinnin, puhdistuksen, korjauksen tai vaihdon. Ostajien tulisi harkita, voidaanko antureita, annostelupumppuja, releitä, ohjaimia ja sähkökomponentteja tukea paikallisesti.

Hienostunut maahantuotu järjestelmä voi aiheuttaa pitkiä seisokkeja, jos pientä, valmistajakohtaista osaa on vaikea vaihtaa. Joillakin markkinoilla huollettavien teollisuuskomponenttien ja selkeän kytkentädokumentaation käyttö tarjoaa enemmän pitkän aikavälin arvoa kuin kehittyneimmän saatavilla olevan alustan valitseminen.

Käyttötiimin tulisi myös pystyä suorittamaan olennaisia ​​toimintoja manuaalisesti huollon tai tietoliikennekatkosten aikana. Maatilan ei pitäisi menettää kaikkea kastelua vain siksi, että yksi näyttö, verkkoyhteys tai ohjain ei ole käytettävissä.

Kyberturvallisuus ja pääsynvalvonta ovat myös tärkeitä

Kun maatiloja verkotetaan, pääsyä verkkoon on hallittava huolellisesti. Kaikkien työntekijöiden tai ulkoisten palveluntarjoajien ei pitäisi voida muuttaa kastelu-, annostelu-, ilmasto- tai hälytysasetuksia.

Kaupallisten järjestelmien tulisi käyttää määriteltyjä käyttäjärooleja, suojattuja tunnistetietoja, hallittua etäkäyttöä, luotettavia varmuuskopioita ja tärkeiden asetusmuutosten tallenteita. Internetiin kytketyt ohjauslaitteet tulisi myös erottaa satunnaisista toimisto- tai vierailijaverkoista, jos se on käytännössä mahdollista.

Nämä toimenpiteet ovat peruskäyttösääntöjä. Ne vähentävät vahingossa tapahtuvien muutosten riskiä ja helpottavat vianmääritystä, kun järjestelmän parissa työskentelee useita ihmisiä.

Käytännöllinen kolmitasoinen automaatiomalli

Suunnittelutarkoituksia varten ostajat voivat ajatella automaatiota kolmella laajalla tasolla.

Perustason kaupallinen kokoonpano voi sisältää ajastetun kastelun, pumpun suojauksen, vedenpinnan säädön ja välttämättömät hälytykset. Tämä sopii pienempiin projekteihin, joissa on kokeneita operaattoreita ja hallittavat työvoimakustannukset.

Välikokoonpanoon voidaan lisätä automaattinen EC- ja pH-annostelu, vyöhykkeellinen kastelu, ympäristöanturit, tiedonkeruu ja etäilmoitukset. Tämä on usein käytännöllinen tasapaino kasvaville kaupallisille toiminnoille, jotka tarvitsevat parempaa johdonmukaisuutta ilman liiallista monimutkaisuutta.

Edistynyt kokoonpano voi integroida ilmastoinnin, valaistuksen, ravinnereseptit, vedenkäsittelyn, energianhallinnan, jäljitettävyyden ja keskitetyn valvonnan useille vyöhykkeille tai laitoksille. Tämä taso on järkevä, kun sadon arvo, mittakaava, työvoimatalous ja toimintakyky sitä edellyttävät.

Laske arvo ennen ominaisuuksien lisäämistä

Automaation liiketoimintatapauksessa tulisi ottaa huomioon muutakin kuin työvoiman säästöt. Hyödyllisiä etuja voivat olla pienemmät satotappiot, parempi tasaisuus, nopeampi reagointi virheisiin, parempi jäljitettävyys, vakaampi tuotteen laatu ja kyky hallita lisätuotantoa lisäämättä valvontaa samassa tahdissa.

Ostajien tulisi sisällyttää kustannusarvioon myös kalibrointi, varaosat, ohjelmistot, viestintäpalvelut, koulutus ja huolto. Ominaisuus, joka säästää hieman työvoimaa, mutta vaatii asiantuntijatukea, ei välttämättä tarjoa vahvaa tuottoa.

Parhaat automaatiopäätökset liittyvät mitattavaan tuotanto- tai johtamisongelmaan.

Käytännön johtopäätös

Kaupallinen vesiviljelytila ​​ei tarvitse kaikkien tehtävien automatisointia. Se tarvitsee luotettavaa hallintaa prosesseihin, joissa epäjohdonmukaisuus tai hidas reagointi vaarantaisi tuotannon.

Kastelu, ravinteiden annostelu, kriittiset ilmastotoiminnot, laitteiden suojaus, tiedonkeruu ja hälytykset ansaitsevat yleensä huomiota varhaisessa vaiheessa. Sadon tarkastus, puhtaanapito, kunnossapito ja monet käsittelytehtävät riippuvat edelleen koulutetuista ihmisistä.

Kun automaatio valitaan projektin koon, paikallisen työvoiman, sadon arvon, palvelukyvyn ja mitattavissa olevan riskin mukaan, se vahvistaa maatilaa. Jos se valitaan pääasiassa siksi, että ehdotus näyttäisi edistyneeltä, siitä voi tulla kallis ja monimutkainen ratkaisu.