CC BY
49
СИСТЕМЫ УДАЛЕННОГО МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ
Данилов Михаил Владимирович
канд. техн. наук, заведующий кафедрой процессов и машин в агробизнесе, Ставропольский государственный аграрный университет,
Россия, г. Ставрополь E-mail: [email protected]
Высочкина Любовь Игоревна
канд. техн. наук, доцент кафедры процессов и машин в агробизнесе, Ставропольский государственный аграрный университет,
Россия, г. Ставрополь E-mail: [email protected]
SYSTEMS OF REMOTE MONITORING OF ENGINEERING PROCESSES IN AGRICULTURAL INDUSTRY AND IN TRAINING OF SPECIALISTS
Danilov Mikhail
candidate of Technical Sciences, Head of Processes and Machines in Agro business Chair, Stavropol State Agrarian University,
Russia, Stavropol
Vysochkina Lyubov
candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Processes and Machines in Agro business Chair, Stavropol State Agrarian University,
Russia, Stavropol
АННОТАЦИЯ
В статье обосновывается целесообразность использования систем мониторинга в управлении хозяйственной деятельностью, что позволит снизить
Данилов М.В., Высочкина Л.И. Системы удаленного мониторинга технологических процессов в сельскохозяйственном производстве и при подготовке специалистов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2014. № 12 (13) .
URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/1838
расход топливо-смазочных материалов, затрат труда, повысить производительность за счет лучшей организации технологических процессов, выполняемых с использованием комбайновой, тракторной и автомобильной техники. С целью подготовки конкурентоспособных выпускников, авторы предлагают и делятся опытом, как использовать системы удаленного мониторинга в процессе обучения специалистов агропромышленного комплекса.
ABSTRACT
The usefulness of monitoring systems is explained in the article in the management of economic activities that allows reducing the consumption of fuel and lubricants, labor costs, increasing productivity by means of better organization of processes performed with the use of combine, tractor and automotive engineering. In order to prepare competitive graduates, the authors propose and share their experience how to use a remote monitoring system in the process of training of specialists of agriculture.
Ключевые слова: удаленный мониторинг, расход топлива, норма выработки, агроинженерия, компетенции.
Keywords: remote monitoring, fuel consumption, rate of production, agro engineering, competences.
В настоящее время, в связи с введением санкций, в России сложилась тяжелая экономическая ситуация, и от бережного рационального использования материальных ресурсов в сельскохозяйственном производстве во многом зависит рентабельность производства и в целом продовольственная безопасность страны.
В современных условиях ведения хозяйственной деятельности одно из важнейших мест в структуре себестоимости товарной продукции занимают затраты на топливо-смазочные материалы, удобрения и средства защиты растений [1; 3]. В себестоимость сельскохозяйственной продукции входят расходы, связанные с выполнением как основных, технологических операций,
так и вспомогательных. Контроль и нормирование всех операций позволит значительно снизить затраты на топливо-смазочные и расходные материалы.
Использование систем удаленного мониторинга в хозяйственной деятельности — это шаг вперед, благодаря чему снижаются непроизводственные затраты труда и средств [6]. Кроме того, внедрение системы удаленного мониторинга в сельском хозяйстве позволяет значительно повысить качество и точность выполнения технологических операций. Причем подобные системы дают возможность полного контроля и мониторинга использования всех технических решений вне зависимости от их марочного состава и сложности конструкции [5; 9]. О целесообразности и необходимости использования систем мониторинга в управлении хозяйственной деятельностью говорит и тот факт, что машинно-испытательные станции в настоящее время не дают каких-либо рекомендаций по нормированию и оплате труда на производстве [3]. Проведение государственных испытаний давно не является обязательным для машиностроительных организаций, поэтому очень остро стоит вопрос: «Исходя из каких норм списывать топливо? Какая норма выработки у того или иного агрегата?». Причем эти вопросы очень важны, ведь за счет необоснованного роста цен на товарную продукцию в итоге страдает конечный потребитель.
В настоящее время аграрное производство вступает в век спутниковых технологий (GPS, ГЛОНАСС). Все чаще используются системы картирования урожайности, автопилотирования и параллельного вождения, системы учета надоев и рационов и многие другие.
Для того чтобы наши выпускники были востребованы на современном рынке труда, помимо базовых знаний, они должны владеть передовыми технологиями и методами хозяйствования [7; 8]. На основании выше изложенного нами принято решение о включении в структуру ООП направления «Агроинженерия» дисциплины «Системы удаленного мониторинга». В рамках дисциплины студенты осваивают все современные технологии контроля и учета за машиннотракторными агрегатами и технологическим оборудованием. Особенностью
современных ГОС, учебных планов, основных образовательных программ является гибкость, к примеру, данная дисциплина является выборной, на ее освоение отведено 2 зачетные единицы.
В результате успешного освоения дисциплины должны быть сформированы компетенции на пороговом уровне:
ПК-11 — способность использовать информационные технологии и базы данных в агроинженерии;
ПК-17 — способность анализировать технологический процесс как объект контроля и управления;
ПК-25 — способность использовать информационные технологии
при проектировании машин и организации их работы.
Дисциплина «Системы удаленного мониторинга» связана межпредметными связями с другими, такими как «Сельскохозяйственные машины» и «Производственная эксплуатация». В предшествующих дисциплинах студенты изучают настройки и регулировки сельскохозяйственной техники, правила выполнения технологических операций, рациональное комплектование машиннотракторных агрегатов, способы их движения. Для того чтобы бакалавр мог свободно анализировать материалы мониторинга, необходимым условием освоения курса является владение на достаточно высоком уровне компьютером и навыками работы с офисными приложениями Microsoft Office (Word, Excel).
На практических занятиях студенты работают с одним из передовых комплексов удаленного мониторинга российского производства — «Автоскан GPS». Данная система способна работать по каналам GPS и ГЛОНАСС, что отвечает требованиям Правительства и Президента о развитии системы ГЛОНАСС.
Пользовательский интерфейс (диспетчерское программное обеспечение) позволяет в режиме online получать, сохранять и анализировать информацию. Принципиальная схема работы системы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Принципиальная схема работы системы «Автоскан-GPS»
Фиксируемыми параметрами системы являются: скорость, обороты
двигателя, расход топлива, уровень топлива в баке, количество отработанных мото-часов, время простоя, время простоя с работающим двигателем, пройденный путь. В отдельной вкладке диспетчерского программного обеспечения есть возможность ознакомиться и проанализировать маршрут движения и места остановки. При необходимости в технике может быть установлена «Тревожная кнопка», место и время срабатывания которой можно в режиме online отследить на карте.
Во время занятий студенты на примере одного из реальных хозяйств, где существуют подобные системы (к примеру, СХ племколхоз «РОССИЯ» Новоалександровского района Ставропольского края), могут сформировать список техники, подлежащей анализу [7]. Список может и должен быть сформирован по категориям и классам техники, но может быть и сквозным. Пример формирования списка представлен на рисунке 2. При формировании списка, при дальнейшей работе с отчетными таблицами и графиками формируется и осваивается ПК-11 (способность использовать информационные технологии и базы данных в агроинженерии).
После формирования списка транспортных средств, тракторов и сельскохозяйственной техники студенты получают возможность работать с отчетной информацией. Отчетная информация представляется как в графическом, так и в табличных формах (см. рисунок 3).
а)
ШВШШШШи
'лавное Параметры Инструменты Помощь
Начало периода 101.09.2014 Ы
Конец периода 105.09.2014 01
Тип периода 1 N
l^i Показать период 1
ШШ1Ш
В ®Гараж Е
ф92бксс камаз 2628
0о874тн камаз 8301
фо851ку Камаз 2647
фо819ма камаз 2594 -
фо805нм камаз 2633
фо800рк камаз 7658
фо723тс Камаз 2629
фо718ув УАЗ мтф 2
фо712ув камаз 8921
фо654ув камаз 8922
фо515ув УАЗ мтф 1
фо486ну Камаз 2649
0о459ну камаз 2599
© о447уо газель
Qо394ву камаз 2638
Qо370мм камаз 2645 (v
б)
Рисунок 2. Формирование списка техники: а — список по принадлежности к виду, б — список автомобилей, закрепленных за автогаражом
Рисунок 3. Пример представления графической информации
(рабочая область)
После формирования списка техники, подлежащей контролю, формируется рабочая область. Рабочая область в зависимости от установленного оборудования может включать следующие графики: скорость движения, частота вращения коленчатого вала, объем топлива в баке, величина ускорения, количество открытия дверей, нагрузка на ось и т. д.
Анализ также может проводиться по посещению геозон, определенных пунктов в хозяйстве и за его пределами. Анализ маршрута движения может быть графический — трек движения, аналитический — табличный материал (рис. 4).
Рисунок 4. Графическая и табличная отчетная информация
Анализ и удаленный мониторинг проводится по всем технологическим операциям, выполняемым с использованием комбайновой, тракторной и автомобильной техники. Отслеживается соблюдение норм расхода топлива и технологической скорости. Отдельно агроном или учетчик хозяйства в поле контролирует соблюдение нормообразующих параметров (глубины вспашки, нормы внесения, скорость продвижения воды в борозде) [2; 4].
Важным направлением управленческой деятельности будущих выпускников является то, что программный комплекс «Автоскан» и работающее с ним оборудование позволяют отработать комплекс мероприятий «Тревожная кнопка». Для справки, установка тревожных кнопок в настоящее время необходима для транспортных средств, перевозящих опасные грузы, пассажиров на междугородних маршрутах. Кстати, установка подобных «Кнопок» является обязательной, контроль над полученной информацией осуществляют «Региональные навигационно-информационные центры». Работа подобных центров основана на федеральных закона, указах Президента РФ и других руководствующих документах, а значит, является обязательной для исполнения. Пример сигнала, поступившего с «тревожной кнопки», представлен на рисунке 5.
... -» я I”™"”1 чдад^—
Рисунок 5. Сигнал «тревожной кнопки»: а) в рабочем окне;
б) в точке на карте
Анализ полученной информации, разнородной по структуре и содержанию, позволяет закрепить профессиональные компетенции на пороговом уровне ПК-17 — способность анализировать технологический процесс как объект контроля и управления; ПК-25 — способность использовать информационные технологии при проектировании машин и организации их работы. Также при проведении интерактивных форм занятий появляется возможность отработать и межпредметные связи. Например, наличие перерасхода топлива, слив топлива, отклонение от маршрута, несоблюдение интервала технологических скоростей и другие нарушения. Именно на этих ситуациях отрабатываются навыки принятия управленческих решений.
Таким образом, усвоение полученного в интерактивной форме материала происходит гораздо быстрее и эффективнее, чем при классической. Сформированное умение работать с подобным оборудованием позволяет привить студентам интерес к новому, передовому и позволит выпускникам в дальнейшем реализовать свои навыки для развития успешного сельскохозяйственного производства.
Список литературы:
1. Высочкина Л.И., Данилов М.В., Малиев В.Х. и др. Эксплуатация машиннотракторного парка. Учебное пособие (лабораторный практикум) для студентов высш. учеб. заведений. — Ставрополь: «АГРУС», 2013. — 74 с.
2. Высочкина Л.И. Разработка способов и технических средств перевода оросительных систем с дождевания на поверхностный полив: автореф. дис.
.. .канд. техн. наук. — Нальчик, 2000. — 21 с.
3. Высочкина Л.И., Данилов М.В., Малюченко Б.В. Курсовое и дипломное проектирование по технической эксплуатации машин. Учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений. — Ставрополь: «АГРУС», 2013. — 204 с.
4. Высочкина Л.И., Кокурин И.С. Влагозарядковые поливы необходимы // Земледелие. — 2008. — № 2. — С. 7—8.
5. Данилов М.В. Параметры машины для опрыскивания пропашных культур : дис... канд. техн. наук. — Нальчик, 2005. — 128 с.
6. Данилов М.В. Система удаленного мониторинга расхода топлива и местоположения техники «СКТР» // Разработка и применение электронных образовательных ресурсов при подготовке специалистов агроинженерного профиля: сб. тр. семинара деканов агроинженерных факультетов и заседания совета УМО по агроинженерному образованию. — Ставрополь. 2012. — С. 53—57.
7. Данилов М.В., Высочкина Л.И., Малюченко Б.В. Системы удаленного мониторинга в учебном процессе // Инновационные технологии современного образования: сб. тр. науч.-метод. конф. — Ставрополь. 2013. — С. 51—55.
8. Новый способ гладкой вспашки / В.Х. Малиев, М.В. Данилов, В.С. Пьянов // Вестник АПК Ставрополья. — 2011. — № 1. — С. 49—53.
9. Пат. 2430497 Р.Ф., А01В 13/16. Полосообразователь-выравниватель / Высочкина Л.И., Кокурин И.С., Малюченко Б.В. — № 2010105586/21; заявл. 16.02.10; опубл. 10.10.2011, Бюл. № 28. — 3 с.
