УДК 330.1
Электрификация движения как инструмент логистической революции XXI века в сельском хозяйстве
Григорьев Михаил Николаевич
к.т.н., профессор,
Балтийский государственный технический университет
«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова,
г. Санкт-Петербург, Россия
E-mail: grigorievmn@ya.ru
Уваров Сергей Алексеевич
д.э.н., профессор, профессор,
Санкт-Петербургский государственный экономический университет
г. Санкт-Петербург, Россия
E-mail: s_uvarov@mail.ru
Electrification of movement as an instrument of logistic revolution of the XXI century in agriculture
Grigoriev Mikhail Nikolaevich
Ph. D., Professor,
Baltic state technical University "VOENMEH" them. D. F. Ustinov,
Saint-Petersburg, Russia
Uvarov Sergey Alexeevich
doctor of Economics, Professor, head. the Department,
Saint-Petersburg state University of Economics
Saint-Petersburg, Russia
В статье рассматриваются опыт и перспективные возможности использования сельскохозяйственной техники на электрической тяге с использованием в управлении цифровых технологий, навигационных систем, беспилотных летательных аппаратов.
Ключевые слова: управление цепями поставок, тракторы на электрической тяге, беспилотный транспорт.
The article discusses the experience and promising possibilities of using agricultural machinery on electric traction using digital technologies, navigation systems, and unmanned aerial vehicles in control.
Key words: supply chain management, electric tractors, unmanned vehicles.
События в области создания передовой сельскохозяйственной техники все чаще свидетельствуют о том, что дальнейший прогресс в этой сфере тесно связан с творческим использованием приемов управления цепями поставок и логистики [1], опирающихся на возможности информационно-коммуникационных технологий [2], в значительной мере полученных в смежных высокотехнологичных отраслях [3]. Например, это касается принципов управления беспилотными сельскохозяйственными платформами [4], использующими возможности спутниковых навигационных систем типа GPS [5]. Успех на рынке того или иного образца сельскохозяйственной техники в значительной мере зависит от его коммерческих характеристик [6], которые в значительной степени зависят от вида энергии используемой для работы и типа двигателя с помощью которого энергия преобразуется в движение. Отрадно заметить, что такая перспективная энергия, как электрическая, впервые нашла свое применение для перемещения сельскохозяйственного орудия именно в нашей стране и произошло это событие как сегодня бы сказали в условиях экономической и политической турбулентности.
Сегодня не многие помнят, что этой весной исполняется 100 лет с того дня, когда группа рабочих одной из городских электростанций Петрограда смонтировала на паре автомобильных шасси две электрические лебедки с тросами, соответствующей длины, укомплектовала конструкцию плугом и осуществила впервые в мире практическую электропахоту на одном из участков под их городом. По указанию руководителей партийной организации Петрограда этот процесс был заснят на кинопленку. Напомним, что весной 1920 г. в разгаре была Гражданская война и у властей страны было достаточно и других важных хлопот. Этот короткометражный фильм был показан В.И. Ленину. Он лично заинтересовался новинкой, настоял на ее доработке и производстве малой серией.
Первый в серии мощный доработанный электроплуг, созданный на советском заводе, был испытан 22 октября 1921 г. на поле Бутырского хутора под Москвой в присутствии Председателя СНК В.И. Ленина, Председателя ЦИК М.И. Калинина, представителей ЦК РКП, Коминтерна, руководителей отечественной и зарубежной прессы, руководителей научных и технических учреждений. Ленин провел на испытаниях весь день до темноты и остался ими не довольным. Прежде всего, его огорчила неустойчивость плуга в борозде и большое количество (5 человек) обслуживающего плуг персонала. Там впервые был поднят вопрос об автоматизации процесса обработки земли. Всего тогда построили 20 электроплугов, они прошли опытную эксплуатацию под Костромой, Петроградом, а также в Закавказье и Средней Азии.
Однако в соперничестве с классическим трактором, электроплуг с канатной тягой не смог убедительно продемонстрировать преимущества электродвижения в сельском хозяйстве. Оправдывая звание первопроходца в этой области, СССР стал заниматься разработкой электротракторов с питанием по кабелю от местных ЛЭП. Усилиями Всесоюзного института электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) до войны создали несколько опытных образца электротракторов, которого прошли опытную эксплуатацию. Серийному производству электротракторов препятствовало отсутствие дешевого и надежного питающего его кабеля. После войны в СССР, с учетом повсеместного тогда развития электроэнергетики, была разработана целая гамма электротракторов с кабельным питанием. Однако их массовое применение показало, что несмотря на определенные достоинства, свойственные этим машинам, при существующей в те годы системе учета себестоимости сельскохозяйственных работ и стоимости горюче-смазочных материалов, затраты на работу электрических ЭТ-5 почти в 3 раза превышали соответствующие затраты на равного ему по мощности дизельного трактора ДТ-54.
Несмотря на попытки создать более совершенные тракторы, такие как ЭТ-75 и ЭМТЗ-50, они уступали по своим экономическим характеристикам дизельным тракторам ДТ-75 и МТЗ-50 и постепенно исчезли с полей СССР.
К созданию электротракторов, но уже питающихся от аккумуляторов, вернулись в начале ХХI в. К этому времени в США за предшествующие 30 лет издержки на покупку и ремонт тракторов возросли более, чем в 2 раза. Изучение опыта компании Tesla, созданной Илоном Маском, показало, что тракторы на электрической тяге с использованием электронных систем управления будут отличаться высокой топливной эффективностью, повышенной долговечностью и меньшими затратами на ремонт. Электрический двигатель намного проще ДВС, его средняя ожидаемая продолжительность жизни составляет 30 лет, цифровое управление позволит перейти на единственный волоконно-оптический кабель, отказавшись от десятков проводных соединений.
Самый известный в мире производитель сельскохозяйственной техники John Deere, усилиями специализированного подразделения, разработал и представил в феврале 2017 г. впервые в мире аккумуляторный электротрактор SESAM (Sustainable Energy Supply for Agricultural Machinery – дословно – «сокращение энергетических затрат для сельскохозяйственной техники»). Его мощность 400 л. с., он оснащен батареями емкостью 130 кВт*ч, которые выдерживают более 3 тыс. циклов заряд/разряд. Ранее там создали гибридный трактор 644K Hybrid Wheel Loader. Таким образом, своим поведением на рынке компания John Deer наглядно демонстрирует, что будущее сельского хозяйства за электрическими платформами.
Следуя обозначенной тенденции, менее именитый американский производитель Solectrac выпустил на рынок сразу 2 модели полностью электрических тракторов: eUtility и eFarmer.
В конце 2017 года в ФРГ, где многие сельскохозяйственные предприятия производят для собственных нужд электроэнергию из возобновляемых источников, выпустили электротрактор Fendt e100 Vario мощностью 50 кВт. В Европе он стал первым электротрактором, который можно использовать в течение полного рабочего дня без подзарядки. Вся система его энергоуправления, контролируется с помощью обычного смартфона.
Дочернее подразделение Sepp Knusel - швейцарская компания Rigitrac в 2019г. разработала электротрактор SKE 50 мощностью 50 кВт, который прекрасно подходит для работ на небольших фермах и в коммунальных службах.
Несколько раньше с конвейера Харьковского тракторного завода сошел электротрактор Edison, использующий японские комплектующие.
О варианте электротрактора, питающегося по кабелю, вспомнили в Университете сельскохозяйственных наук Швеции (SLU) и начали с ним эксперименты на действующей ферме в местечке Сала (Sala).
Свой электротрактор, разработанный в глубокой тайне, запустила в серийное производство Турция. Ее лидер Реджеп Тайип Эрдоган 27 июля 2019 г. лично испытал первый экземпляр, проложив борозду в поле. По рекламным материалам стоимость 8-часовой рабочей смены трактора не превышает $2. Таинственность этой разработки можно увязать с тем фактом, что примерно в это время турецкая оборонная компания Otokar разработали электрический бронеавтомобиль Akrep II. Он практически беззвучен при движении и не демаскирует себя в инфракрасном диапазоне за счет эмиссии выхлопных газов.
Резюмируя изложенное можно констатировать, что к началу 2020 г. в мире сложились технологические предпосылки для своего рода логистической революции в сельском хозяйстве, опирающейся электрификацию движения технологических платформ и в свою очередь, создающую предпосылки для цифрового сельскохозяйственного менеджмента, в основе которого лежит искусственный интеллект, машинное обучение, интеллектуальные датчики, GPS-системы, беспилотная техника.
Библиографический список:
- Григорьев М.Н., Уваров С.А. Управление цепями поставок и логистические аспекты использования беспилотного транспорта в точном земледелии//В сборнике: Логистика - евразийский мост. Материалы ХI международной научно-практической конференции. 2016. С. 54-59.
- Григорьев М.Н., Дигусов Н.Н., Уваров С.А. Информационные системы и технологии в логистике. Учебник. В трех томах. Том I Информационные системы в логистике (2-е издание, переработанное и дополненное), СПб., 2017.
- Афанасьев К.А., Вагнер И.В., Григорьев М.Н., Дигусов Н.Н., Охочинский Д.М., Охочинский М.Н., Уваров С.А., Чириков С.А. Логистика и управление цепями поставок в высокотехнологичных отраслях национальной экономики. Монография в 3 томах, Том 1 Аэрокосмическая промышленность, СПб., 2017.
- Григорьев М.Н., Уваров С.А. Логистический взгляд на роль сельскохозяйственных беспилотных систем в развитии цифровой экономики Российской Федерации//В сборнике: Логистика - евразийский мост. Материалы XIV Международной научно-практической конференции. 2019. С. 85-89.
- Мищенко И.Н., Волынкин А.И., Волосов П.С., Григорьев М.Н. Глобальная навигационная система "Навстар"//Зарубежная радиоэлектроника. 1980. № 8. С. 52-83.
- Григорьев М.Н., Ткач В.В., Уваров С.А. Коммерческая логистика: теория и практика. Учебник (3-е издание, исправленное и дополненное), Сер. Бакалавр. Академический курс, М., 2018.
Материал размещен кафедрой «Логистика и маркетинг в АПК» Красноярского ГАУ