Масштабирование планирования CTF: 133 поля в Австралии

Предыстория

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.

Ещё одно применение Verge Launch Pad — создание и использование общих линий прохода для системы контролируемого движения (CTF). CTF — это система, предусматривающая постоянные колеи, по которым техника работает во всех операциях (по возможности) на протяжении всего сезона. В системах CTF в поле устанавливается главная линия прохода, и все последующие операции выстраиваются относительно неё. Совмещая рабочую ширину и расстояние между колеями всей используемой техники, уплотнение почвы концентрируется на выделенных колеях (трамлайнах) внутри поля.

При разработке новых линий прохода для CTF необходимо учитывать множество факторов, чтобы будущие операции были эффективны по времени, минимизировали перекрытие и пропущенные участки, требовали наименьшего числа проходов и разворотов, а также оказывали наименьшее негативное воздействие на здоровье почвы, такое как риск эрозии и уплотнения. Небольшие недочёты в проектировании со временем накапливаются и приводят к ощутимым потерям времени и прибыли. Именно поэтому планирование и сравнение вариантов для каждого уникального поля может быть не только сложным, но и трудоёмким, особенно без помощи таких программ, как Launch Pad, которая упрощает этот процесс за счёт генерации и управления общими линиями прохода и оптимизации конфигураций с точки зрения эффективности и устойчивости.

Краткое описание кейса

Задача

Для Бена, управляющего Strathaven, который руководит несколькими сотрудниками и координирует операции в неоднородных условиях, главный приоритет — повышение эффективности и стандартизация маршрутов как на уже обрабатываемых, так и на вновь приобретённых полях.

После того как земельный банк хозяйства удвоился, при интеграции новых полей были выявлены следующие сложности:

• На вновь полученных полях требовалось создать общие линии прохода для CTF
• Новые поля были меньше и нередко имели более сложную конфигурацию по сравнению с уже обрабатываемыми полями вблизи Gnowangerup
• Проектирование эффективных линий прохода требовало учёта нескольких типов и вариантов ширины техники, а также распределения данных на две навигационные системы (Fendt и Trimble) для использования в разнообразных операциях персоналом с разным опытом
• Планирование глубокого рыхления на существующих и новых полях требует смещения 15 градусов от линий прохода, что также затрудняет визуальное определение главных линий CTF после рыхления

Для Strathaven Farms планирование CTF с помощью Launch Pad было особенно важно в 2025 году. Программное обеспечение упростило интеграцию новых полей без ранее существовавших линий прохода в уже действующую систему CTF и конфигурации техники, устраняя потенциальные потери: перерасход топлива, потери времени и несогласованность операций. Без этого проблемы могли накапливаться из сезона в сезон. При наличии нескольких сотрудников (некоторые работали с техникой первый год) особенно важно было обеспечить чёткое и эффективное планирование маршрутов.

Для новых полей интеллектуальное планирование маршрутов в Launch Pad создало оптимизированные линии прохода для каждого поля с учётом:

• Минимального числа необходимых проходов
• Максимального совпадения колей между операциями
• Минимального суммарного пробега всех видов техники

Глубокое рыхление дополнительно осложнило операции: смещение на 15 градусов от линий прохода исторически затрудняло визуальное отслеживание предыдущих проходов. Launch Pad упростил эту задачу, включив требуемое изменение угла в план и при этом обеспечив операторам возможность сохранять эффективность на скорректированном маршруте.

Процессы и функции Launch Pad

Бен нашёл процесс создания новых планов в Launch Pad достаточно простым, не встретив заметных трудностей при их переносе с ноутбука на навигационные системы различных машин.

Функция «Планировать от»

Функция «Планировать от» в Launch Pad оказалась полезной для Бена при сравнении разных типов и ширины техники на существующих и новых полях. Опираясь на один рабочий план (например, посев), он мог использовать уже заданные курсы и начальные точки для разработки плана вторичной операции, например, применения гербицида. Это позволило Бену создать сезонный план (план для каждой операции в течение сезона), нацеленный на максимизацию числа совмещённых колей для четырёх вариантов ширины техники, чтобы минимизировать обрабатываемую площадь, одновременно получая измеримые показатели по каждому варианту маршрута: время работы или количество разворотов.

Функция «Планировать от» также оказалась полезной при планировании изменений угла линий прохода, например, глубокого рыхления под углом 15 градусов.

Выравнивание по кромке для новых линий прохода

При разработке планов полей для новых участков без существующих линий прохода Бен зачастую выбирал опцию «выравнивание по кромке», чтобы ориентироваться на самый длинный прямой край большинства полей. Цель состояла в обеспечении единообразия между планами полей и, опять же, в снижении потерь и совмещении максимального числа одинаковых линий CTF между операциями. Выравнивание по кромке оказалось оптимальным подходом для системы: оно неизменно давало наилучшие показатели эффективности и способствовало стандартизации маршрутов. Этот подход применялся для каждого нового поля отдельно.

На некоторых полях программа определяла «наиболее длинный край», однако растительность у поворотных полос исключала возможность прямолинейного прохода. В таких случаях Launch Pad находил более эффективный маршрут, как правило, следующий по следующему по длине непрерывному прямому краю поля или маршрут с наименьшим числом проходов и разворотов.

Анализ сезонных планов

Функция Launch Pad «Анализ планов маршрутов» также оказалась полезной для сравнения показателей эффективности различных вариантов ширины техники. Бен мог сравнивать показатели внутри каждого плана поля, а также визуально оценивать наложенные маршруты в сезонном плане и число совпадающих колей CTF. Это позволило заблаговременно, до начала сезона, определить наиболее эффективные комбинации и курсы линий AB для всех полей.

Аналогичный подход Бен применял при выявлении наиболее совместимых и эффективных линий AB на полях, где ранее не было линий CTF.

В ряде случаев Launch Pad определял кратчайшие или самые быстрые маршруты, подразумевавшие сложные развороты, которые не подходили для всех вариантов ширины техники. Сравнивая разные машины, курсы и маршруты в наложенном плане, удавалось выявить и скорректировать наиболее последовательный и эффективный вариант.

Результаты

В числе улучшений от планирования маршрутов в части эффективности, последовательности и работы техники:

• Сокращение времени на разработку новых маршрутов полей
• Простота интеграции новых линий CTF
• Повышение эффективности пробега техники и затрачиваемого на операции времени
• Улучшение единообразия и согласованности маршрутов полей несмотря на разнообразие техники, персонала, типов полей, навигационных систем и операций
• Быстрые оперативные изменения в планах полей повысили эффективность и способность решать возникающие проблемы
• Оптимизация техники
• Оптимизированные линии AB
• Стандартизация маршрутов методом выравнивания по кромке
• Снижение перекрытия

При анализе поля «Roundabout» новые линии прохода определялись исходя из наиболее эффективных маршрутов и курсов для операций, требующих наибольших временных затрат, — посева и уборки. Приоритизация этих трудоёмких операций позволила выбрать наиболее эффективные и последовательные маршруты.

В данном сценарии Launch Pad определил курс 57,9 градуса как наиболее эффективный вариант для посева и уборки. Этот курс обеспечил минимальное число проходов и наименьшее время выполнения операций.

Стандартный курс 90 градусов

Оптимизированный курс 57,9 градуса

Количественная оценка затрат на перекрытие

Некоторые преимущества, такие как большая простота планирования, улучшенная операционная совместимость и повышенная уверенность в операциях, могут считаться нематериальными. Однако определённые выгоды в части эффективности поддаются количественной оценке, в частности затраты на перекрытие.

Для оценки денежного выражения снижения перекрытия в оптимизированных/наиболее быстрых вариантах планов полей по сравнению с планом на основе стандартного курса AB были применены средние эталонные данные производителей зоны порта Олбани за последние пять лет по ключевым статьям затрат: топливо и масло, удобрения, химикаты и оплата труда.

В этом сценарии Strathaven Farms снизила сезонные затраты на перекрытие приблизительно на $6 на гектар (что составляет почти $600 на одном поле) при сравнении стандартных и оптимизированных линий CTF на одном из новых полей. В перспективе нескольких сезонов эта экономия демонстрирует, как постепенные прибавки в эффективности могут складываться в существенное повышение общей операционной рентабельности.

Сложности

Среди выявленных ограничений:

• Отсутствие предварительно сохранённых шаблонов курсов потребовало ручного ввода для каждого поля
• Каждый загруженный план требовал ручного извлечения перед переносом на USB-накопитель
• Отдельные компоненты движка планирования маршрутов нуждались в доработке, в частности логика планирования разворотов

Перечисленные проблемы не помешали внедрению, однако указывают на направления для совершенствования продукта.

Дальнейшие шаги

Strathaven Farms продолжит использовать Launch Pad в рамках движения к автономности, стандартизации планов полей и выявления наиболее совместимых маршрутов.

После того как линии CTF установлены на всех полях, приоритет Бена в следующем сезоне — применение обновлённых функций Launch Pad в операциях и дальнейшее уточнение существующих планов там, где это необходимо.