Проблемы применения роботов в сельскохозяйственном производстве
Наработанный уровень развития материальной и технической базы аграрной промышленности позволяет перейти от увеличения энергетических мощностей и укомплектования техникой к модернизированию и совершенствованию структуры материально-технической базы, повышению ее технического уровня, созданию комплекса роботизированных машин не только для отдельных технологий, но и для определенных видов хозяйств.
Причины, которыми обусловлена необходимость роботизированной техники сельскохозяйственного производства, возникают из возможностей применения робототехники в других областях народного хозяйства и заключаются в необходимости подъема качественного уровня сельского хозяйства, поставки более дешевой и удобной в использовании для человека техники, обновления типов машин и оборудования, поскольку курс на повышение мощности и на гигантизм уступает место более разумной потребности в средствах автоматизации и роботизации.
Применение автоматизированных машин позволяет исключить потери рабочего времени, связанные с невыходом работника на работу, болезнями, опозданиями и другими человеческими факторами. В результате внедрения роботов высвобождается годовой фонд рабочего времени, что ведет к дополнительному производству продукции.
Использование автоматизированной техники считается прибыльным при соблюдении условия высвобождения двух работающих и его полной окупаемости за период до трех лет. Экономический потенциал от внедрения роботизированной машины для выполнения только одной технологической задачи значительно ниже, чем результат от проведения комплексной программы по автоматизации всего технологичного процесса. Наибольших трудозатрат требует установка одной роботизированной машины.
Повышение производительности и результативности труда в агропромышленном производстве с помощью робототехники может быть достигнуто только на принципе полной автоматизации алгоритмичныхопераций в интеллектуальной и производственной деятельности человека при комплексной автоматизации гибких производственных подсистем.
Действующие модели роботизированной техники не могут быть эффективно применены для выполнения рабочих процессов, связанных с необходимостью манипулировать потоком объектов, погрузкой, выгрузкой и транспортировкой продукции сельхоз назначения. Важно позаботиться о разработке специально оборудованных устройств для захвата, инструкции по управлению, исполнительные устройства в пылезащитном и влагозащитном использовании. Оборудование отдельных узлов исполнительных устройств сeльскoхoзяйствeнных автоматических манипуляторов узлами робот дает возможность применения микропроцессорных систем, разработанных в аграрной промышленности.
Однако специфика технологических процессов в аграрной промышленности, учитывающая взаимодействие с растительными и животными объектами, приводит к необходимости изменения структуры существующих микропроцессорных систем управления, разработки и использования специальных сенсорных устройств.
Наиболее важное требование к роботизированной технике используемой в аграрной промышленности — это их надежность. Применение робота эффективно только в том случае, если коэффициент его технического использования не ниже 0,95. Одна из основных причин повышенного внимания к надежности роботизированной техники в сельском хозяйстве связана с трудностью организации технического обслуживания и ремонта, отсутствием технических средств и специалистов способных разобраться и грамотно починить или настроить такую технику.
Функциональность и способность роботизированной техники выполнять определенные команды обусловлена состоянием его кинематических и динамических характеристик, показателей точности, производительности и прочие. При изменении заданных параметров, превышающих допустимые пределы, происходит переход системы в неработоспособное состояние.
Контроль и диагностика состояния робототехники на протяжении всего их производственного цикла — современное направление развития робототехники.
Отставание отечественной робототехники от мирового уровня прослеживается по многим показателям. Сюда можно отнести основные показатели надежности и качества роботизированной техники, материалоемкость оборудования и техники, количество потребляемой энергии, производительные мощности техники, скорость и точность работы. Весьма незначительны показатели в отношение веса переносимых деталей к массе робота. Используемое в работе оборудование отличается громоздкостью, неудобствами в эксплуатации, большими дополнительными затратами для потребителей такой техники.
Для того чтобы использование роботизированной техники было продуктивным и приносило нужные результаты необходимо произвести объективную и строгую оценку экономической обоснованности при создании и применении различных средств робототехники в данных технологических процессах.
К сожалению в данный момент объективные методы оценки экономической обоснованности отсутствуют. Следовательно, отсутствие этих методов не позволит предприятиям выступить в качестве инициаторов при создании и использовании высококачественных средств робототехники.
Существенные недостатки ощущаются в организации процессов и проведении научных разработок. В институтах и высшей школе отсутствует необходимая экспериментальная база, которая позволит обучающимся доводить фундаментальные исследования до промышленных образцов. Выход из сложившейся ситуации может быть только при переходе научных разработок на коммерческую основу при условии государственного финансирования фундаментальных разработок.
Оценивая перспективу использования роботизированной техники в сельском хозяйстве, не следует ждать экономически оправданного применения их в ближайшей перспективе на несколько лет. Научные испытания проводимые в этой области должны продолжаться, так как нет альтернативной замены в применении роботизированных машин для высвобождения человеческих рук от монотонного, физически тяжелого труда.