Привет, Хабр. Приглашаем всех желающих посетить открытый демо-урок «Датчики и актуаторы на пальцах и на примерах в Tinkercad». На занятии мы разберемся, какое место в IoT занимают датчики и актуаторы, зачем они нужны и как их применять, а также соберем несколько базовых схем по взаимодействию датчиков и актуаторов в TinkerCAD.
IoT-технологии открыли новые возможности для улучшения бизнес-процессов. Они позволили повысить их информативность, выявить узкие места, снизить влияние человеческого фактора. За счёт технологий Интернета вещей автоматизируют процессы, повышают безопасность и снижают порог входа в отрасль. В России это особенно актуально в сфере сельского хозяйства. Чтобы оставаться конкурентоспособным, бизнес внедряет целые аппаратно-программные комплексы мониторинга, контроля и управления на всех этапах цепочки. Мы пригласили Вячеслава Ефимова, преподавателя онлайн-курса «Разработчик IoT» и СТО компании Rightech, поделиться опытом их команды по решению таких задач. Передаем ему слово.
Привет! Я руковожу проектами разработки IoT-решений в компании Rightech. Эта статья — всего лишь один из примеров, как с помощью Интернета вещей можно решать масштабные проблемы, затрагивающие сразу несколько связанных сфер бизнеса.
Проблемы в сфере сельского хозяйства, которые может решить IoT
The Food and Agriculture Organization (FAO) опубликовала данные по расчету потерь пищевой продукции. Согласно им на послеуборочном этапе на пути к рознице в мире теряется около 14% произведенной пищевой продукции. А с учетом порчи в розничной торговле и в последующих звеньях продовольственной производственно-сбытовой цепочки этот показатель достигает 30%. Причем на текущий момент в мировом масштабе практически невозможно выявить критические точки потерь.
«30% – это усредненная по миру оценка продовольственных потерь. В России есть группы товаров, по которым потери у нас довольно большие или приближаются к мировым показателям. Например, я считаю, у нас очень большие потери по рыбе».
Серова Евгения – директор по
аграрной политике НИУ ВШЭ
В России на основе экспертных интервью были оценены потери на различных этапах производственно-сбытовой цепочки:
Выращивание и сбор | Обработка и переработка | Транспортировка и хранения | Реализация | |
Растениеводство | 10-30% | 10-25% | 15% | 30-45% |
Молочное животноводство | 10-50% | 10-25% | 15-35% | 5-10% |
Мясное животноводство | 20-30% | 1-5% | 10-15% | 5% |
Рыболовство | 20-30% | 5-20% | 10% | 5-10% |
Среднее значение | 10–30% | 5–30% | 5–15% | 10–30% |
Формирование эффективной политики сокращения потерь и порчи пищевой продукции требует всеобъемлющей информации о том, где и когда – на какой географической территории и в каком звене производственно-сбытовой цепочки – портится та или иная пищевая продукция.
Производство сельхозпродукции
по оценке The Santa Clara team около 30% продукции остается на полях по причине не соответстветствия требований качества продукции крупных ритейлеров;
сложности сбыта у малых и средних производителей;
неправильный выбор сроков сбора урожая;
Транспортировка сельхозпродукции
потеря и порча до 30 % сельхозпродукции при транспортировке по причинам:
несоблюдение условий перевозки (температурный режим, влажность, загазованность, тряска и прочее);
нарушения продолжительности перевозки;
некачественная упаковка и расположение;
перегрузка транспорта и сливы топлива;
нарушения логистических процессов при отклонении от расписания доставки и маршрутов следования;
Хранение
потеря и порча до 10 % сельхозпродукции при хранении по причинам:
несоблюдение условий хранения (температурный режим, влажность, вентиляция, освещенность и прочее);
нарушения сроков хранения;
механические повреждения при погрузке/разгрузке продукции;
изменчивость спроса;
отсутствие спроса у крупных ритейлеров на сельхозпродукцию с измененным качеством.
Проект для сферы сельского хозяйства, который мы разрабатывали в Rightech
Мы участвовали в создании единой системы прослеживаемости продуктов сельского хозяйства и условий «Умное фермерство». Она позволяет объединить всех участников процесса: фермеров, перевозчиков, склады и ритейл.
В рамках проекта мы повысили информативность и прозрачность бизнес-процессов, оптимизировали цикл от выпуска товара до его попадания в конкретный магазин и создали инструменты взаимодействия всех участников. Контроль и автоматизация входящих в цикл процессов помогли значительно снизить издержки, возникающие при потере или порче пищевых продуктов. Цель проекта была именно в снижении индекса потерь пищевой продукции, хотя косвенно решились и сопутствующие задачи.
Как работает «Умное фермерство»?
Это экосистема с 4-мя категориями пользователей: фермеры, перевозчики, склады и магазины. В зависимости от категории пользователь имеет доступ к определенным функциям экосистемы. Ключевая идея в том, что каждый участник понимает свою зону ответственности и как скажутся его нарушения на конечную стоимость продукции в магазине.
Система позволяет обеспечить полный автоматизированный контроль параметров при перевозке фермерской продукции от места выращивания до склада и магазина, а также в процессе хранения.
Решение для фермеров
Фермер может отслеживать текущий спрос на различные группы продукции, а также видеть ретроспективные данные спроса прошлых периодов. Это позволяет решить одну из основных проблем изменчивости спроса определенных групп продовольственных товаров.
В случае если у фермера отсутствуют договорные отношения на сбыт продукции, он может воспользоваться встроенными механизмами электронной биржи сельхозпродукции, добавив свой товар в общий пул биржи и установив цену.
В случае успешного сбыта продукции на основе ранее сформированных договорных отношений со складом, ритейлером или сбыта через электронную торговую биржу фермер получает доступ, чтобы отслеживать условия перевозки и хранения его продукции. В зависимости от категории продукции автоматически настраиваются уведомления о случаях нарушений. По факту такого уведомления могут применяться санкции к нарушителю.
Решения для перевозчиков
Кузов фуры оснащается специальным сенсорами, а в сам автомобиль устанавливается телематическое оборудование, которое измеряет и передает в облачную платформу различные параметры при перевозке:
температура внутри и снаружи кузова;
влажность внутри и снаружи кузова;
тряска, резкое торможение и ускорение при перевозке;
летучие органические соединения;
нагрузка на ось и т.д.
Одна из модификаций оборудования позволяет установить исполнительное устройство, отвечающее за охлаждение или обогрев кузова. Перед приемкой продукции перевозчик вместе с заказом автоматически получает режимы, необходимые, чтобы соблюсти правильные условия перевозки. Если в машине есть исполнительное устройство, оно автоматически устанавливает и поддерживает параметры в течение транспортировки.
При передачи продукции перевозчику контролируется возможная перегрузка, а в процессе всей поездки контролируется отклонение от маршрута. Также на маршруте могут быть контрольные точки, которые фиксируют временные интервалы перевозки на разных участках и общее отклонение. Если при перевозке условия были нарушены, фермер и склад получают уведомления и могут принять решения о санкциях для перевозчика. Кроме этого, сотрудник склада может скорректировать режимы и сроки хранения продукция исходя из фактических условий транспортировки.
На территории хранилища установлены шлагбаумы и устройства весового контроля, к которым должен быть предоставлен доступ водителю как в автоматическом режиме (при пересечении геозоны), так и в ручном режиме (через чат-бота) — открытие шлагбаума и включение весового контроля.
При разгрузке продукции сотрудник склада оценивает качество продукции с учетом того, были нарушены условия перевозки или нет. Таким образом процессы становятся прозрачными и формируется достоверный рейтинг фермеров и перевозчиков. В дальнейшем на него могут ориентироваться торговые сети и хранилища. После приемки у каждого товара на электронной торговой бирже становится доступна информация об условиях перевозки.
Решения для хранилищ
Склад оснащается специальным телематическим оборудованием, которое измеряет параметры и передает их в облачную платформу в процессе хранения продукции:
температура;
влажность;
освещенность
летучие органические соединения;
масса;
кратность воздухообмена.
В хранилище также могут быть установлены исполнительные устройства, которые управляют воздухообменом и/или системой охлаждения.
Процессы по контролю за хранением товара в целом схожи с процессами при перевозке, лишь незначительно отличаются шаблоны автоматического регулирования и оповещения. Все данные по условиям хранения также доступны у каждого товара на электронной торговой бирже. А в зависимости от условий хранения и нарушения условий формируется рейтинг хранилища.
Результаты
В результате создания аппаратно-программного комплекса удалось объединить всех участников процесса в рамках одной экосистемы. Большинство бизнес-процессов стали прозрачнее, а ответственность сторон значительно повысилась. Функциональные возможности комплекса позволили предоставить инструменты, создающие чистую рыночную конкуренцию и легкий доступ небольших производителей к крупным ритейлерам.
Как создаются такие IoT-экосистемы?
«Умное фермерство» — комплексное аппаратно-программное решение. Сейчас его внедрения запрашивают многие частные производители сельхозпродукции и крупные компании, занимающиеся логистикой, хранением и сбытом товаров.
Мы участвовали в создании всего комплекса начиная от подбора устройств различных производителей и их подключения к облачной платформе до программирования и создания приложений, которые связывают всех участников процесса.
Если вы хотите научиться разрабатывать подобные решения, ждем вас на нашем онлайн-курсе «IoT разработчик». Для обучения вам понадобится базовый опыт в программировании, поэтому мы предусмотрели вступительный тест, который позволит вам оценить свой уровень подготовки. Ждем всех, кому интересно развиваться в этой области, на занятиях!
Узнать подробнее о курсе «Разработчик IoT»
Смотреть вебинар «Датчики и актуаторы на пальцах и на примерах в Tinkercad»
