Четвъртата технологична революция набира скорост

Марин Мидилев, eurochicago.com/

Ускорено въвеждане на върхови технологии в световен мащаб

Базов технологичен процес за екологично производство на плодове и зеленчуци на открити площи в Интегрирани комплекси (ИК).

Един ден преди преговорите за Климата на ООН в началото на декември 2015 г. се създаде насочваща коалиция за инвестиции в чистата енергия чрез иновации – Breakthrough Energy Coalition.
“Ние не знаем от къде ще дойдат най-добрите идеи за преход към света на енергийно бъдеще с нулеви емисии, така че ние ще инвестираме в редица сектори: Генериране и съхранение на електроенергия; Транспорт; Промишлена употреба; Селско стопанство; Ефективност на енергийната система”. За повече информация: http://www.breakthroughenergycoalition.com/en/index.html
http://mission-innovation.net/

От 23 до 26 януари тази година предстои 46-тата годишна среща на Световния икономически форум в Давос – Клостерс, Швейцария. Темата на срещата ще е “Усвояване на Четвъртата индустриална революция”. За повече информация: https://agenda.weforum.org/2015/11/what-is-the-theme-of-davos-2016/
https://agenda.weforum.org/tag/fourth-industrial-revolution/

Част от предстоящите решения се основават на интегриране на съществуващи технологии и системи в ИНТЕГРИРАНИ КОМПЛЕКСИ ЗА БИОЛОГИЧНО ПРОИЗВОДСТВО НА ПЛОДОВЕ И ЗЕЛЕНЧУЦИ, БЕРИТБА И ДОСТАВКА.

Кратко резюме

Прогресивно намалява наличната работна ръка в производството на плодове и зеленчуци на открити и закрити площи за прясна консумация не само в България, но и в цяла Южна Европа. Причините са много и от различно естество.

В части от света съществуват зони на глад и недохранване. Населението на света се увеличава в геометрична прогресия. Увеличава се и делът на ерозирането на плодородни земи в световен мащаб.

Ръчният труд се характеризира като: монотонен и еднообразен, без нужда от квалификация, тежък и непривлекателен, ниско ефективен и ниско заплатен.

Съществуващата механизация и автоматизация като принцип на действие не е в състояние да замени ръчният труд. Причината е в различния период на узряване на плодовете и зеленчуците от даден вид и сорт, откъсвани от всяко едно растение от площ насаждение при дейността беритба.

Плодовете и зеленчуците при консумация дават част от необходимата енергия за живот на всеки един отделен индивид.

Стандартните източници на енергия – нефт, газ, въглища и уранови руди в световен мащаб са на изчерпване. Постоянно се повишава цената на крайния продукт енергия. Като суровина за получаването им планетата Земя е ползвала слънчева енергия и биомаса и ги е преобразувала за стотици милиони години. От гледна точка на времето за преобразуване на слънчевата енергия и биомасата в стандартните горива е ясно, че коефициентът на полезно действие (КПД) е нисък.

Разработените и разработвани експериментални прототипи на беритбени роботи за ягоди, дини и пъпеши, краставици, чери домати, десертно грозде, домати, гъби, мандарини и портокали, както и за разсадо-посадочна дейност, са само за един вид операция. Те са със сложно управление и ще имат също нисък КПД спрямо целия производствен процес. Внедряването им в производство няма да е ефективно.

Наличните Роботизирани (автоматизирани) технологии за пакетиране спрямо целия процес на производство не са ефективни и също имат нисък КПД, спрямо целия производствен процес. Те имат високи разходи на транспорт за суровина и готова продукция.

За да се получи оптимална замяна на ръчния труд в биологичното производство, беритба и доставка на плодове и зеленчуци за прясна консумация, е необходимо комплексна автоматизация.

Базов технологичен процес за производство на биологично производство на плодове и зеленчуци на открити площи с използване на ръчен труд за дейността „беритба“- общ технологичен процес:

Поради факта, че за всеки род и сорт агрокултури има различни технологични процеси на отглеждане, свързани основно с характерните особености, както и поради фактите че за определени дейности има внедрени и нови технологии по отглеждане, технологичният процес давам обобщено. Отделни елементи на процесите са характерни за дадени култури с едногодишен период на вегетация, а за други при многогодишен. Принципът на действия общо и накратко е:

1. Подготовка на площта за отглеждане на насаждението – оран, култивиране и риголване;
2. Производство на разсад и „пикиране на разсада“ – ако видът култура го изисква;
3. Образуване на лехи (редове), развръщане на системата за капково напояване и мулчиране на лехите (редовете);
4. Засаждане или разсаждане;
5. Действия по отглеждане на насажденията – напояване, почистване на растенията от излишни стъбла и листа, почистване насаждението от плевели, торене и окопаване;
6. Беритба и първоначално складиране на набраната продукция;
7. Изнасяне на пълния амбалаж и натоварване на транспортно средство;
8. Транспортиране до предприятие и разтоварване;
9. Контрол на качеството, сортиране, складиране, палетизиране и товарене на транспорт за доставка до търговски обект;
10. Разтоварване и складиране;
11. Покупка от клиент и транспорт до временен склад преди консумация;
12. Прибиране на системата за капково напояване и почистване на площта от системата за мулчиране.

Базов технологичен процес за екологично производство на плодове и зеленчуци на открити площи на Интегрирани комплекси (ИК)

Дейности в ИК:

1. Роботизирано производство на разсада;
2. Роботизирано образуване на лехи, роботизирано мулчиране и развръщане на алтернативна система на системата за капково напояване;
3. Транспорт на произведения разсад и или роботизирана разсадо-посадъчни действия или роботизирана посадъчна дейност;
4. Транспорт на необходимите вещества за вегетация, Роботизирано почистване на насаждението при растежа, Роботизирано събиране на суровина за биогориво и преобразуването й на биомаса, транспорт на биомасата до инсталациите за преработката й в биогориво;
5. Роботизирана беритба на плодовете и зеленчуците за прясна консумация, контрол на качеството, складиране в опаковки, доставяни до крайния клиент, вакумно пакетиране с поставяне на бар-код с данни за теглото и срока на годност за консумация;
6. Автоматизирано извеждане от производствената площ и автоматизирано претоварване на транспортното средство (логистика в транспорта);
7. Транспорт до краен клиент или до търговската верига и автоматизирано разтоварване във вендинг машините (самопродаващите апарати) чрез електронно плащане;
8. Продажба чрез безкасово плащане на продукцията;
9. Роботизирано събиране на зелената маса – почистване на площта от насаждението, превръщането й на място в биомаса и транспортирането на получената биомаса до инсталацията за производство на биогориво;
10. Роботизирано демонтиране на системата за мулчиране и алтернативната система за капково напояване.
11. Други.

Роботизираната беритба позволява 24-часово натоварване на технологиите през беритбения период за денонощие. При ръчен труд, работник може да бъде оптимално ефективен при натоварване 6 часа за денонощие при дейността беритба.

База за създаване на Интегрираните комплекси е действието беритба – определяне на годността за откъсване на плода от растението, откъсване и последващо първоначално складиране.

Видове Интегрирани комплекси

Спрямо височината на растението Интегрираните комплекси се делят на 3 вида: За растения с ниско стебло – до 60 см, за растения със средно високо стъбло – до 1.9 м и за растения с високо стъбло – над 1.9 м.
Разделението е и за едногодишни и многогодишни растения (овощни насаждения).

При производство на закрити площи Интегрираните комплекси се проектират за един вид и сорт плод или зеленчук, защото беритбеният процес може да бъде максимално 365(366) дни в годината.

На открити площи беритбеният период е кратък за различните видове и сортове плодове и зеленчуци, което изисква от своя страна комбиниране във видове или в сортове. Изключение прави културата бамя, където беритбеният период може да бъде около 100 дена в годината.

За културата ягоди, чрез комбинация в сортовете може да се достигне беритбен период до 180 дена в годината.

В един Интегриран комплекс има една или няколко интегрирани системи за беритба и складиране, със съпътстващи системи за вътрешен транспорт в насаждението. За растения с ниска и средна височина на стъблото беритбените роботи са монтирани на роботизирани платформи – беритбени роботизирани платформи. За насаждения със средна височина на стъблото беритбените роботизирани платформи са телескопично повдигащи се.

Доставката (преместването) на големи разстояния става чрез карго дронове VTOL системи с товароносимост около 30 тона. На кратки разстояния доставката може да бъде чрез квадро, хекса или октокоптери – дронове търтеи, както и с наземни мобилни роботи до консуматорите (смарт бяла техника в домовете или в ресторанти). Междинно може да бъде складирана във вендинг машини.

Като принцип на действие системите за създаване на площи с овощни насаждения са подходящи и за залесяване на обезлесени райони.

Други

Интегрирането на съществуващите системи и технологии може да започне в съществуваща ФАБЛАБ (фабрика за прототипи), имаща отношение към решение на задачите, или в новосъздадена такава.