Как технологии John Deere эволюционировали от плугов XIX века до искусственного интеллекта и автономного управления

Кроме того, узнайте, что происходит с правом фермеров на ремонт этой тяжелой техники.

Такие модные слова, как автономность, искусственный интеллект, электрификация и углеродное волокно, широко распространены в автомобильной промышленности, и неудивительно, что они являются актуальными темами: производители стремятся получить преимущество перед конкурентами, одновременно балансируя между затратами и спросом. Однако вас может удивить, насколько широко эти же технологии использует 180-летний гигант сельскохозяйственной техники John Deere. Разница лишь в том, что они применяют их на 15-тонных сельскохозяйственных машинах.

Несколько лет назад главный технический директор John Deere Джами Хиндман заявил изданию The Verge , что в компании сейчас работает больше инженеров-программистов, чем инженеров-механиков. Не нужно углубляться, чтобы понять, что John Deere стремительно движется вперед в направлении технологий и автономного управления, что может показаться анахронизмом для тех, кто не связан с компанией.  

«Легко недооценить количество технологий в отраслях, которые мы обслуживаем, особенно в сельском хозяйстве», — сказал Хиндман изданию PopSci . «Современные фермы сильно отличаются от ферм 10, 20 и 30 лет назад. Есть фермы, которые охотно внедряют технологии, делающие сельское хозяйство более эффективным, устойчивым и прибыльным для производителей. И они используют высокотехнологичные решения: компьютерное зрение, машинное обучение, системы навигации [Global Navigation Satellite System], автоматизацию и автономное управление».

В прошлом месяце на первом саммите John Deere Technology Summit 2023 издание PopSci получило возможность заглянуть за кулисы высокотехнологичного подразделения компании. Вот как всё это разворачивается.

Джон Дир, основатель и основатель гиганта сельскохозяйственной техники, начинал свою карьеру как кузнец. Когда Дир, родившийся в 1804 году, переехал из родного Вермонта в Иллинойс, он услышал жалобы от фермеров на широко распространенные в то время чугунные плуги. К чугунным плугам прилипала липкая почва, что приводило к существенной потере эффективности каждый раз, когда фермеру приходилось останавливаться и очищать оборудование от грязи, что случалось каждые несколько метров.

Дир вдохновился на инновации и, взяв сломанное пильное полотно, в 1837 году создал первый коммерчески успешный стальной «самоочищающийся» плуг. Блестящая, полированная поверхность стали прекрасно справлялась с задачей, позволяя гораздо быстрее и с меньшими перерывами разрезать землю, и Дир переключился на новое направление бизнеса. Спустя более 180 лет компания продолжает находить новые способы совершенствования сельскохозяйственного процесса.

Всё начинается с данных, и сельскохозяйственное сообщество активно использует и анализирует их. Данные, используемые крупными фермерскими хозяйствами, выходят далеко за рамки альманахов, блокнотов и интеллектуальной собственности, передаваемой из поколения в поколение. Именно эти данные определяют каждое принимаемое фермерским хозяйством решение. А когда речь идёт о прибыльности, каждая точка данных может означать разницу между прибылью и убытком. Компания John Deere, наряду с конкурентами, такими как Caterpillar и Mahindra, занимается тем, что помогает фермерским хозяйствам собирать и анализировать данные с помощью программного обеспечения, интегрированного с их сельскохозяйственной техникой. 

Благодаря внедрению технологий, фермерские сообщества в США — и по всему миру — находят способы повысить эффективность своей продукции. Компания John Deere пообещала поставить 20 или более моделей электрической и гибридной строительной техники к 2026 году. Кроме того, компания работает над улучшением программного обеспечения для автономного управления своими массивными машинами, стремясь к 2030 году обеспечить автономную посадку, уход и сбор урожая для всех 10 триллионов семян кукурузы и сои.

В феврале компания John Deere выпустила свою первую полностью электрическую газонокосилку с нулевым радиусом поворота. (Это означает, что она может вращаться на месте, не требуя большого радиуса поворота.) В отличие от шумных и часто трудно запускаемых газонокосилок из вашего детства, электрическая газонокосилка Z370R Electric ZTrak не разбудит соседей в 7:00 утра. Электрическая газонокосилка оснащена портом зарядки USB-C и встроенным герметичным аккумулятором, что позволяет косить даже в сырую и дождливую погоду.

В более широком смысле, компания John Deere переходит на полностью электрическую технику и поставила перед собой амбициозные цели по сокращению выбросов. В связи с этим компания пообещала сократить выбросы парниковых газов на 50 процентов к 2030 году по сравнению с базовым уровнем 2021 года. Для более быстрого развития своего бизнеса в сфере электромобилей компания получит выгоду от приобретения в начале 2022 года австрийской компании Kreisel Electric, специализирующейся на технологии аккумуляторных батарей с погружным охлаждением. Аккумуляторы Kreisel имеют модульную конструкцию, что делает их идеальными для сельскохозяйственной техники разных размеров. Они также обещают увеличенный срок службы батареи, эффективность в холодном и жарком климате и механическую стабильность.

Однако, даже с новым подразделением по производству аккумуляторов, John Deere не спешит наращивать обороты в сфере электромобилей и автономного управления. Компания по-прежнему предлагает фермерам, которые еще не готовы к этому, более простые варианты. В конце концов, сельскохозяйственная техника может служить много лет, и внедрение новых технологий в незаинтересованных или не желающих фермеров — не лучший путь к их освоению. Вместо этого компания активно ищет фермеров, готовых опробовать новые продукты и программное обеспечение, чтобы увидеть, как они работают в реальных условиях. (Следует уточнить, что фермерские хозяйства оплачивают использование техники, а John Deere оказывает им поддержку.)

«Если это не приносит пользы ферме, то это не очень полезно для фермера», — говорит Хиндман.

Система See and Spray, запущенная в прошлом году, — это продукт, приобретенный компанией John Deere у Blue River Technology. Программное обеспечение использует искусственный интеллект и машинное обучение для распознавания и различения культурных растений от сорняков. Оно запрограммировано на «чтение» поля и опрыскивание только нежелательных растений, что экономит деньги фермеров за счет предотвращения потерь продукта. See and Spray использует самовыравнивающуюся штангу из углеродного волокна и двойные форсунки, позволяющие подавать два разных химических вещества за один проход.

Еще одна новая технология, ExactShot, по словам компании, сокращает количество стартовых удобрений, необходимых при посадке, более чем на 60 процентов. Этот продукт использует комбинацию датчиков и робототехники для распыления на каждое семя при посадке, вместо опрыскивания всего ряда; это, опять же, экономит фермерам огромные суммы денег и ресурсов.

Одна-единственная машина, предназначенная для сельскохозяйственных работ, может стоить сотни тысяч долларов. Исторически сложилось так, что в случае поломки оборудования фермерам приходилось сообщать о проблеме и ждать специалиста напрямую от компании John Deere или авторизованного ремонтного центра. Многие фермы расположены далеко от городских центров, а это значит, что быстрое решение проблемы невозможно. Это может вызывать разочарование у фермера в любое время, особенно в разгар напряженного сезона посева или сбора урожая. 

В начале этого года компания John Deere и Американская федерация фермерских бюро подписали меморандум о взаимопонимании , согласно которому фермеры и независимые ремонтные мастерские могут получить доступ к программному обеспечению, руководствам и другой информации John Deere, необходимой для обслуживания их оборудования. Этот вопрос вызывал споры среди фермеров, и новый закон в Колорадо устанавливает право на ремонт в этом штате, начиная с 1 января следующего года. 

Однако, по словам представителей компании John Deere, это сопряжено с рядом рисков. Компания заявляет, что ее оборудование «не помещается в карман, как мобильный телефон, и не состоит из множества компонентов; наши комбайны могут весить более 15 тонн и состоят из более чем 18 500 деталей».

В заявлении для DTN представитель компании John Deere сказал: «[Компания] поддерживает решение клиента ремонтировать свою продукцию самостоятельно, пользоваться услугами независимой ремонтной службы или обращаться за ремонтом к авторизованному дилеру. Кроме того, John Deere предоставляет руководства, запчасти и диагностические инструменты для облегчения технического обслуживания и ремонта. Мы твердо убеждены, что законодательство в Колорадо излишне и повлечет за собой непредвиденные последствия, которые негативно повлияют на наших клиентов».

Компания предупреждает, что модификация программного обеспечения тяжелой техники может «отключить средства контроля безопасности и подвергнуть людей риску», а также создать риски, связанные с безопасной эксплуатацией машины, соблюдением норм выбросов, безопасностью данных и многим другим. Существует сложный баланс: с одной стороны, это выгодно фермерам, которые хотят контролировать свои инвестиции, а с другой – потенциально подвергает опасности тех же фермеров или любого, кто окажется на пути техники, если программное обеспечение будет изменено таким образом, что это приведет к сбою. Конечно, это справедливо для любой техники, даже для автомобиля. 

Сельскохозяйственная техника прошла долгий путь с момента создания первого плуга с пилообразным лезвием компанией John Deere в 1837 году. Сегодня, благодаря машинному обучению, оборудование может самостоятельно обнаруживать засоры и регулировать глубину обработки, не останавливая процесс. Даже в автономном режиме трактор может измерять пробуксовку и скорость вращения колес, крутящий момент и давление в шинах, что помогает фермерам выполнять больше работы за меньшее время. 

В жизненном цикле сельского хозяйства технологии сыграют огромную роль в сокращении отходов и выбросов, а также в повышении качества жизни. Наблюдая за работой техники на демонстрационной ферме John Deere в Техасе, становится ясно, что в этих машинах содержится гораздо больше информации, чем можно себе представить.

Фото: John Deere

Kristin Shaw “How John Deere’s tech evolved from 19th-century plows to AI and autonomy”

Перевод статьи «How John Deere’s tech evolved from 19th-century plows to AI and autonomy» автора Kristin Shaw, оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык