Масштабування планування CTF на 133 поля в Австралії

Передісторія

Launch Pad, developed by Verge Ag, is a web-based precision agriculture platform that turns a grower's existing machinery and guidance systems into supervised autonomy. It generates custom GPS-compatible routes based on paddock boundaries, equipment specifications, and operational goals, planning the most effective way for equipment to move across a field. This reduces costly in-cab decisions and improves overall productivity while cutting fuel use, working time, and environmental impact. When combined with autosteer and high-accuracy guidance, operators focus on monitoring rather than steering.

Ще одне застосування Verge Launch Pad — створення та використання спільних ліній проходу для системи контрольованого руху (CTF). CTF — це система, що передбачає постійні колії, якими техніка рухається в усіх операціях (за можливістю) протягом усього сезону. У системах CTF на полі встановлюється головна лінія проходу, і всі подальші операції вибудовуються відносно неї. Поєднуючи робочу ширину і відстань між коліями всієї задіяної техніки,ущільнення ґрунту концентрується на виділених коліях (трамлайнах) у межах поля.

Під час розробки нових ліній проходу для CTF необхідно враховувати безліч факторів, щоб майбутні операції були ефективними за часом, мінімізували перекриття та пропущені ділянки, потребували найменшої кількості проходів і розворотів, а також мали мінімальний негативний вплив на здоров'я ґрунту, як-от ризик ерозії та ущільнення. Невеликі прорахунки в проектуванні з часом накопичуються й призводять до відчутних втрат часу та прибутку. Саме тому планування і порівняння варіантів для кожного унікального поля може бути не лише складним, а й трудомістким, особливо без допомоги таких програм, як Launch Pad, яка спрощує цей процес завдяки генерації та управлінню спільними лініями проходу й оптимізації конфігурацій з погляду ефективності та сталості.

Короткий опис кейсу

Завдання

Для Бена, керуючого Strathaven, який координує роботу кількох співробітників і планує операції в неоднорідних умовах, головний пріоритет — підвищення ефективності та стандартизація маршрутів як на вже оброблюваних, так і на щойно придбаних полях.

Після того як земельний банк господарства подвоївся, під час інтеграції нових полів було виявлено такі труднощі:

• На щойно отриманих полях потрібно було створити спільні лінії проходу для CTF
• Нові поля були меншими і нерідко мали складнішу конфігурацію порівняно з полями, що вже оброблялися поблизу Gnowangerup
• Проектування ефективних ліній проходу вимагало врахування кількох типів і варіантів ширини техніки, а також розподілу даних на дві навігаційні системи (Fendt і Trimble) для використання в різноманітних операціях персоналом з різним досвідом
• Планування глибокого розпушення на існуючих і нових полях потребує зміщення 15 градусів від ліній проходу, що також ускладнює візуальне визначення головних ліній CTF після розпушення

Для Strathaven Farms планування CTF за допомогою Launch Pad було особливо важливим у 2025 році. Програмне забезпечення спростило інтеграцію нових полів без попередньо існуючих ліній проходу в діючу систему CTF і конфігурації техніки, усуваючи потенційні втрати: перевитрату палива, втрати часу та неузгодженість операцій. Без цього проблеми могли накопичуватися від сезону до сезону. За наявності кількох співробітників (деякі працювали з технікою перший рік) було особливо важливо забезпечити чітке й ефективне планування маршрутів.

Для нових полів інтелектуальне планування маршрутів у Launch Pad створило оптимізовані лінії проходу для кожного поля з урахуванням:

• Мінімальної кількості необхідних проходів
• Максимального збігу колій між операціями
• Мінімального сумарного пробігу всіх видів техніки та діяльності

Глибоке розпушення додатково ускладнило операції: зміщення на 15 градусів від ліній проходу традиційно утруднювало візуальне відстеження попередніх проходів. Launch Pad спростив це завдання, включивши необхідну зміну кута до плану і водночас забезпечивши операторам можливість зберігати ефективність на скоригованому маршруті.

Процеси та функції Launch Pad

Бен знайшов процес створення нових планів у Launch Pad достатньо простим, не зіткнувшись із помітними труднощами під час їх перенесення з ноутбука на навігаційні системи різних машин.

Функція «Планувати від»

Функція «Планувати від» у Launch Pad виявилася корисною для Бена під час порівняння різних типів і ширини техніки на існуючих і нових полях. Спираючись на один робочий план (наприклад, сівбу), він міг використовувати вже задані курси та початкові точки для розробки плану вторинної операції, наприклад застосування гербіциду. Це дозволило Бену створити сезонний план (план для кожної операції протягом сезону), спрямований на максимізацію кількості спільних колій для чотирьох варіантів ширини техніки з метою мінімізації обробленої площі, водночас надаючи вимірні показники для кожного варіанта маршруту: робочий час або кількість розворотів.

Функція «Планувати від» також виявилася корисною під час планування змін кута ліній проходу, наприклад, глибокого розпушення під кутом 15 градусів.

Вирівнювання за краєм для нових ліній проходу

Розробляючи плани полів для нових ділянок без існуючих ліній проходу, Бен нерідко обирав опцію «вирівнювання за краєм», щоб орієнтуватися на найдовший прямий край більшості полів. Мета полягала в забезпеченні єдності між планами полів і, знову ж таки, у зниженні втрат та суміщенні максимальної кількості однакових ліній CTF між операціями. Вирівнювання за краєм виявилося оптимальним підходом для системи: воно незмінно давало найкращі показники ефективності й сприяло стандартизації маршрутів. Цей підхід застосовувався для кожного нового поля окремо.

На деяких полях програма визначала «найдовший край», однак рослинність на поворотних смугах унеможливлювала прямолінійний прохід. У таких випадках Launch Pad знаходив ефективніший маршрут, який, як правило, пролягав наступним за довжиною безперервним прямим краєм поля або мав найменшу кількість проходів і розворотів.

Аналіз сезонних планів

Функція Launch Pad «Аналіз планів маршрутів» також виявилася корисною для порівняння показників ефективності різних варіантів ширини техніки. Бен міг порівнювати показники в межах кожного плану поля, а також візуально оцінювати накладені маршрути в сезонному плані та кількість збігів колій CTF. Це дозволило завчасно, до початку сезону, визначити найефективніші комбінації та курси ліній AB для всіх полів.

Аналогічний підхід Бен застосовував при виявленні найбільш сумісних і ефективних ліній AB на полях, де раніше не було ліній CTF.

У деяких випадках Launch Pad визначав найкоротші або найшвидші маршрути, які передбачали складні розвороти, несумісні з усіма варіантами ширини техніки. Порівнюючи різні машини, курси та маршрути в накладеному плані, вдавалося виявити й скоригувати найбільш послідовний і ефективний варіант.

Результати

Серед покращень від планування маршрутів у частині ефективності, послідовності та роботи техніки:

• Скорочення часу на розробку нових маршрутів полів
• Простота інтеграції нових ліній CTF
• Підвищення ефективності пробігу техніки та часу на операції
• Покращення єдності та узгодженості маршрутів полів попри різноманітність техніки, персоналу, типів полів, навігаційних систем і операцій
• Швидкі оперативні зміни в планах полів підвищили ефективність і здатність вирішувати проблеми
• Оптимізація техніки
• Оптимізовані лінії AB
• Стандартизація маршрутів методом вирівнювання за краєм
• Зниження перекриття

Аналізуючи поле «Roundabout», нові лінії проходу визначалися виходячи з найефективніших маршрутів і курсів для операцій, що потребують найбільших витрат часу, — сівби та збирання. Пріоритизація цих трудомістких операцій дозволила обрати найефективніші та найузгодженіші маршрути.

У цьому сценарії Launch Pad визначив курс 57,9 градуса як найефективніший варіант для сівби та збирання. Цей курс забезпечив мінімальну кількість проходів і найменший час виконання операцій.

Стандартний курс 90 градусів

Оптимізований курс 57,9 градуса

Кількісна оцінка витрат на перекриття

Деякі переваги, наприклад більша простота планування, покращена операційна сумісність і підвищена впевненість в операціях, можуть вважатися нематеріальними. Однак певні вигоди в частині ефективності піддаються кількісній оцінці, зокрема витрати на перекриття.

Для оцінки грошового виразу зниження перекриття в оптимізованих/найшвидших варіантах планів полів порівняно з планом на основі стандартного курсу AB були застосовані середні еталонні дані виробників зони порту Олбані за останні п'ять років за ключовими статтями витрат: паливо та мастило, добрива, хімікати та оплата праці.

У цьому сценарії Strathaven Farms знизила сезонні витрати на перекриття приблизно на $6 на гектар (що становить майже $600 на одному полі) при порівнянні стандартних і оптимізованих ліній CTF на одному з нових полів. У перспективі кількох сезонів ця економія демонструє, як поступові прирости ефективності можуть складатися в суттєве підвищення загальної операційної рентабельності.

Труднощі

Серед виявлених обмежень:

• Відсутність попередньо збережених шаблонів курсів потребувала ручного введення для кожного поля
• Кожен завантажений план потребував ручного вилучення перед перенесенням на USB-накопичувач
• Окремі компоненти рушія планування маршрутів потребували доопрацювання, зокрема логіка планування розворотів

Зазначені проблеми не завадили впровадженню, однак вказують на напрями вдосконалення продукту.

Подальші кроки

Strathaven Farms продовжуватиме використовувати Launch Pad у рамках руху до автономності, стандартизації планів полів і виявлення найбільш сумісних маршрутів.

Після того як лінії CTF встановлено на всіх полях, пріоритет Бена в наступному сезоні — застосування оновлених функцій Launch Pad в операціях і подальше уточнення існуючих планів там, де це необхідно.