Mejetærskeren er en kompleks landbrugsmaskine, der udfører flere forskellige typer opgaver samtidig. Forskere på DTU gør det muligt for en af verdens største producenter at automatisere denne proces.
Der er fire store virksomheder i verden, der producerer maskiner til landbrugets markarbejde. En af dem er den amerikanskejede AGCO, der er vokset gennem opkøb af eksisterende virksomheder verden over – bl.a. af den tidligere danske producent af mejetærskere, Dronningborg. En del af virksomhedens udviklingsafdeling ligger således i Danmark.
AGCO har de sidste 7-8 år forberedt arbejdet med at automatisere mejetærskeren og har i den forbindelse taget kontakt til forskere på DTU om udvikling af egnede sensorer. Dette samarbejde tog yderligere fart, da AGCO for 4-5 år siden besluttede at skabe en helt ny global mejetærskerplatform, der skal kunne anvendes til at høste afgrøder alle steder i verden, lige fra sojabønner i Sydamerika til hvede i Nordeuropa. Den nye mejetærsker skal selvfølgelig også være så automatiseret som muligt. Det kræver avancerede sensorer, der kan gennemføre komplekse målinger og vejninger af det høstede materiale – og som kan kædes sammen til en egentlig automationsløsning.
AGCO har ikke selv al den nødvendige ekspertise til at løse opgaven, forklarer Morten Leth Bilde, der er ansvarlig for forskning og udvikling af avanceret teknologi i AGCO.
– I starten hyrede vi derfor et nordamerikansk selskab med stor ekspertise i sensorer. De afprøvede en række ting i marken og ændrede dem efterfølgende, hvis de ikke virkede. Men det gav os ikke viden om, hvorfor noget virkede, og andet ikke gjorde. Vi savnede den teoretiske og modelbaserede tilgang til automation, som vi kender fra vores tidligere samarbejde med DTU.
AGCO indgik derfor et samarbejde med DTU Elektro om en erhvervs- ph.d., Dan Hermann, der hurtigt blev en vigtig brik i arbejdet med den nye mejetærskerplatform.
En mejetærsker er i virkeligheden en hel lille fabrik. Først høster den kornet på marken, som derefter bliver transporteret gennem maskinen, hvor flere processer undervejs sikrer, at kernerne bliver skilt fra strå og avner.
Det er en kompliceret proces, der påvirkes af mange faktorer, som f.eks. et kuperet terræn, eller om kornet er fugtigt. I dag kræver høstarbejdet derfor en række manuelle indstillinger af mejetærskerens funktioner, som føreren af mejetærskeren flere gange i løbet af dagen skal tjekke og tilpasse.
– Målet for AGCO er at lave en så høj grad af automation, at mejetærskeren med diverse sensorer selv kan måle og reagere på de ændringer, den møder på marken. Maskinen skal selv kunne indstille sig til at køre så optimalt så muligt, så den leverer den bedste kvalitet af den høstede afgrøde, fortæller Dan Hermann.
Automation på baggrund af data og modeller Dan Hermann startede med at indhente de nødvendige data til at opbygge modeller af mejetærskerens mange forskellige arbejdsprocesser. Modellerne er både virtuelle og fysiske, og de gør det muligt at forstå, hvordan det samlede system virker – og hvordan de enkelte arbejdsprocesser i mejetærskeren vægter og påvirker hinanden.
Først da flowet gennem mejetærskeren var beskrevet og estimeret, begyndte udviklingen af den nødvendige software og de avancerede sensorer til automationen. Undervejs var det hele tiden muligt at gå tilbage og justere på baggrund af modellernes viden om, hvordan processerne fungerer hver især og i samspil med hinanden.
– Dan Hermann indledte opgaven uden at have noget kendskab til mejetærskere, men på grund af hans metodiske arbejde og udvikling af modellen er han i dag en af de personer i AGCO, der ved mest om, hvordan mejetærskeren virker, og som vi andre går til med vores spørgsmål. Betydningen af hans indsats kan ikke undervurderes. Den har været helt essentiel for udviklingen af den automationsplatform, som skal danne grundlag for fremtidige produktgenerationer af mere intelligente maskiner, siger Morten Leth Bilde.
Mål for optimering I første omgang har AGCOs nye mejetærsker installeret de første moduler til automation af processen, og senere vil flere følge efter. Da funktionerne i mejetærskerens processer hænger tæt sammen, er det ikke muligt at optimere alle forhold på en gang. Dan Hermann er i dag ansat i AGCO, hvor han arbejder på at videreudvikle og forfine automationen af virksomhedens nye mejetærsker i en kommende generation 2. Målet er en helt autonom maskine, men det kommer til at tage et stykke tid, før udviklingen kommer så langt.
– Mejetærskeren er en af de sidste landbrugsmaskiner, der bliver fuldt automatiseret, fordi den rummer så mange processer og del-systemer, der kræver yderligere automatisering, før operatøren bliver helt overflødig. Ydermere er mejetærskere særdeles følsom overfor ydre forhold og afgrødens beskaffenhed”, siger Morten Leth Bilde.
Han vurderer dog, at vi i løbet af de næste 5-10 år vil begynde at se de første fuldt autonome maskiner på markerne, i første omgang sandsynligvis til simplere markoperationer som jordbearbejdning og transport.
Kontakt, Dan Hermann: mail: dan.hermann@agcocorp.com
