Faktorer for optimeret kørsel med maskiner – specifikt gylleudbringning Claus Grøn Sørensen Danmarks JordbrugsForskning Forskningscenter Bygholm Kongres: Planteproduktion 2004 Herning den januar 2004

Indhold Maskiners produktivitet Analyser af effektivitet Traditionelle operationer Autonome operationer

Produktivitet Markniveau: - markeffektivitet Operationscyklus: - transport fra lager m.m. Sæsonniveau: - mulig anvendelsestid - maskinudnyttelse Markniveau: - markeffektivitet

Markeffektivitet:

Faktorer der påvirker markeffektiviteten teoretisk kapacitet maskinens manøvredygtighed markform markstørrelse udbytte/dosering systembegrænsninger

Hvordan påvirker den teoretiske kapacitet markeffektiviteten? - spildtid ved kørsel med en stor maskine giver større tab i det potentielle produktive arbejde end kørsel med en mindre maskine Eksempel: ved at gå fra en 4 furet til en 8 furet plov fås en 74% større kapacitet – ikke direkte proportionalitet med forøgelsen i størrelsen

Uudnyttet kapacitet 6% mindre kapacitet 5% højere arbejdsomkostninger

Betydning af præcis kørsel ved gylleudbringning Effektiv arbejdsbredde, m ha/time % Arealkapacitet, ha/time Ændring normaldosering, %

Tilpasning af kørselsmønster og dosering til markdimensioner Undersøgelser viser: Markeffektiviteten øges fra 50-60% til over 80% ved tilpasset kørselsmønster Totalkapacitet reduceres med 10% Omkostninger forøges tilsvarende

Teoretisk kapacitet: 0.8 ha/time Teoretisk kapacitet: 2.0 ha/time Arbejdsomkostning og markeffektivitet - udgangspunkt 150 kr./time Markeffektiviteten påvirker en høj-kapacitetsmaskine mindre end en lav-kapacitetsmaskine

Effektivitet og totalomkostninger - tung tandskærssåmaskine Konsekvenser: - omkostninger forøges 8-24% - behandlet areal mindskes 20% - målte effektiviteter 54-80%

Produktivitet Markniveau: - markeffektivitet Operationscyklus: - transport fra lager m.m. Sæsonniveau: - mulig anvendelsestid - maskinudnyttelse

Effektivitet for operationscyklus klargøring på bedriften evt. læsning/aflæsning ved lager transport til og fra marken klargøring i marken før og efter operationens udførelse

Eff. index ved cyklus

Effektivitet, operationscyklusMarkeffektivitet Procent Nedfældning sort jord, Terra-GatorNedfældning sort jord, traktor Nedfældning græs, Terra-GatorNedfældning græs, traktor Slangevogn, traktor Målte effektiviteter ved gylleudbringning

Håndtering af gylle med forskelligt udstyr Danmarks JordbrugsForskning Forskningscenter Bygholm Valg af udstyr Traktor og vogn med slæbeslanger Traktor og vogn med nedfælder Selvkørende vogn med nedfælder Slangeudlægger med mobil transportslange Slangeudlægger med fødeslange tilkoblet hydranter Separat transport af gylle Hovedforudsætninger Udkørt mængde10000tons Sammenligning af forskellige udbringningsteknikker Valg af udstyr til udbringning Valg af udbragt mængde

Slæbeslangevogn: - markstørrelse - markform - transportafstand - pumpestørrelse - tankstørrelse - arbejdsbredde - dosering Nøgletal: - arbejdsbehov - systemkapacitet - m.m. Grafik: - kapacitet som funktion af transportafstand

Eksempel: Separate transportenheder

Forudsætninger: Gyllevogn18 tons Lastbil30 tons Systemkapacitet Transportafstand (m) Tons/time Traktor/gyllevogn med slæbeslanger Lastbiltransport + tra ktor/gyllevogn med slæbeslanger Systemkapacitet Transportafstand (m) Tons/time Traktor/gyllevogn med slæbeslanger Lastbiltransport+traktor/gyllevogn

Effektivitet Markniveau: –markeffektivitet Operationscyklus: –transport fra lager m.m. Sæsonniveau: –mulig anvendelsestid –maskinudnyttelse

Nedbørsmængder og temperaturforhold bestemmende for gylleudbringningen i perioden 1. marts til 20. april LerjordSandjord Dagens nedbør, mm< 1< 3 " temp., o c> 1 " solskin, timer Nedbør, sidste 7 dage< 30< 40 " sidste 3 dage< 15< 20 " sidste 2 dage< 8< 10 " foregående dag< 3< 6

Brugbare antal dage for udbringning af gylle - 15 dage på lerjord og 21 dage på sandjord timer på lerjord og 177 timer på sandjord - 47% sandsynlighed for 20 dage eller mere

Transportafstand for arealtilliggende Arealtilliggende, Ф Lager (l 1, l 2 ) dx dy Transportafstand, F x y Arealtilliggende, Ф Lager (l 1, l 2 ) Transportafstand, F x y Gennemsnitlig transportafstand: 2/3 x Radius Radius Gennemsnitlig transportafstand: - øges 30% ved 1.7 DE/ha -> 1.0 DE/ha

Timer og omkostninger ved udbringning 16 t, 18 t, 24 t Timer Omkostninger - forøget spredekapacitet reducerer ikke nødvendigvis omkostningerne - større mængder betyder større transportafstand og dermed lavere kapacitet - store omkostninger ved at benytte store gyllevogne ved mængder under 9000 t - store omkostninger ved at benytte enhver type gyllevogn ved mængder under 3000 t

Afstandsscenarie Afstand til "husdyrfrit" område, km Afstand, km Basis Separering Basis: P norm Separering: N norm flydende/P norm fast Transportafstanden/transportarbejdet reduceres med 58-77%

Autonome maskiner Detaljeret operationsplanlægning Præcise kørselsinstruktioner Dynamisk planlægning

Små autonome robotter

Autonom sprøjtning i plantager Givet: - plantageudsnit - rækkeretning - rækkeafstand - venderadius af traktor Find: - en rute gennem plantageudsnittet Sådan at: - hver række gennemkøres en gang - ruteomkostninger minimeret

Opgave: - lokalitet/operation - region/operation Omgivelser: - marker - bygninger - …. Køretøjer: - køretøj/redskaber Planlægning af autonome operationer Hvert køretøj er tildelt: - opgaver - kørselsmønster - operationsspecifikationer Strategi: - tid - omkostninger Effektivitet indarbejdes allerede i planlægningsfasen

Uforudsete forhold i marken

Konklusion Effektivitet vigtig for maskiners drift –kapacitet og driftsøkonomi Effektivitet på flere niveauer Nødvendig med detaljerede analyser Effektivitet vil være en naturlig del ved automatisk generering af kørselsmønster for autonome maskiner