LA CENTRALITA DEI SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI TRA MANAGEMENT INFORMATIZZATO E AGRICOLTURA DI PRECISIONE

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1 Workshop Citimap LA CENTRALITA DEI SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI TRA MANAGEMENT INFORMATIZZATO E AGRICOLTURA DI PRECISIONE Telerilevamento per un agricoltura sostenibile Piacenza, 20 Aprile 2006 prof. Fabrizio Mazzetto Istituto di Ingegneria Agraria Milano

2 TECNICHE ED ESIGENZE EMERGENTI Precision agriculture Prescription farming Target farming Site-specific farm management Utilizzo di tecnologie, tecniche e metodiche di lavoro in pieno campo che consentono la coerente e non ambigua possibilità di trattare in modo differenziato singole aree omogenee di terreno delle quali si conoscono le reali proprietà, fabbisogni e caratteristiche produttive Logica SITO-SPECIFICA SPECIFICA

3 VERSO UN APPROCCIO SITO-SPECIFICO SPECIFICO Gestione Gestione di di aree aree SUB-appezzamento Rese basse Rese medie Dosi bassa media elevata Rese alte POSIZIONAMENTO dei dei mezzi mezzi Enormi Enormi quantità quantitàdi di DATI DATI da da gestire gestire Il concetto di PRECISIONE si integra con il concetto di POSIZIONE

4 UN PUNTO D ARRIVO... D AP propriamente detta: Fertilizzazioni Trattamenti Controllo operazioni di campo 3 Registrazione dati (posizioni, produzioni, umidità prodotti, fertilità suolo, ecc... ) 1 2 Raccolta prodotti Raccolta dati terreno Elaborazione dati in input Regolazione automatica dei processi di campo Semine Lavori preparatori terreno Analisi e pianificazione metri Nord t/ha metri Carte dei rendimenti produttivi 11 Registrazione dati 22 Analisi e pianificazione Elaborazione dati in output 33 Controllo operazioni Carte delle previsioni produttive e dei futuri trattamenti mirati Carte sull analisi dei suoli

5 TRACCIABILITA IN AGRICOLTURA si esce dai confini aziendali per inseguire il flusso dei prodotti Consumatore finale nuove strategie strategie di management management necessità necessit di tecnologie tecnologie avanzate avanzate FARM Capacità di certificare le attività aziendali

6 UNA MIGLIOR DEFINIZIONE STRATEGIA GESTIONALE CHE UTILIZZA TECNOLOGIE INFORMATICHE PER RACCOGLIERE DATI DA DA FONTI MULTIPLE IN IN VISTA DI DI UN UN LORO SUCCESSIVO UTILIZZO NELL AMBITO DI DI DECISIONI RIGUARDANTI LE LE ATTIVITA PRODUTTIVE DI DI CAMPO AP innanzitutto come STRATEGIA DI GESTIONE (NRC USA, 1999) CAPACITA DECISIONALE QUALITA GESTIONALE DECISIONI BASATE SU INFORMAZIONI MIRATE

7 DECISIONI E AMBITI DECISIONALI L azienda è una struttura produttiva organizzata gerarchicamente Livello Livello gerarchico gerarchico piramide di Anthony (1965) STRATEGICO DIRETTIVO OPERATIVO pianificazione e controllo dei processi (gestione spazio-temporale) organizzazione del lavoro scelta risorse umane, tecnologiche e fattori della produzione controllo, regolazione ed interventi diretti sull esecuzione dei processi automazione dei processi Es.: (distribuzione fattori, guida assistita o automatica etc.)

8 I RUOLI DELL INFORMAZIONE L informazione può definirsi come tale quando ASSUME un preciso RUOLO nell ambito dell azienda forma del suo UTILIZZO uso INTRA-AZIENDALE AZIENDALE uso EXTRA-AZIENDALE AZIENDALE Ruolo di fattore di input della produzione, o di bene reimpiegato attività DECISIONALI Ruolo di prodotto aziendale attività CERTIFICATIVE

9 L INFORMAZIONE COME BENE L INFORMAZIONE, benchè immateriale, tende ad assumere tutte le caratteristiche tipiche degli altri BENI aziendali materiali input (fattore) reimpiego L informazione, infatti, deve essere: RACCOLTA costi approvvigionamento IMMAGAZZINATA sistemi archiviazione USATA sistemi presa decisioni, certificazione output (prodotto)

10 INFORMAZIONI E DATI (2) Utilizzo INTRA-AZIENDALE delle informazioni: SISTEMI DI PRESA DELLE DECISIONI Attività di controllo Dati valutati decisione ANALISI UTILIZZO Informazioni azione azione RACCOLTA Dati grezzi Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

11 INFORMAZIONI E DATI (3) Utilizzo EXTRA-AZIENDALE delle informazioni: CERTIFICAZIONE PROPRIE ATTIVITA Prestazioni Prestazioni effettive effettive e documentate documentate Attività di documentazione UTILIZZO Informazioni Prestazioni Prestazioni attese attese Dati formattati ANALISI RACCOLTA Dati grezzi Disciplinare produzione Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

12 LIVELLO DI GESTIONE DELLA CONOSCENZA DIRETTIVO Aiutare l azienda a: STRATEGICO MANAGERIALE GESTIONE CONOSCENZA OPERATIVO imprenditore, alta direzione media direzione, quadri knowledge workers (lavoratori della conoscenza) impiegati, operai, braccianti integrare nuova conoscenza nelle proprie attività controllare e gestire il flusso dei documenti

13 I SISTEMI INFORMATIVI AZIENDALI ( (SIA ) necessità di realizzare un SISTEMA INFORMATIVO AZIENDALE INSIEME DI DI STRUMENTI CHE PROVVEDE ALLA DISTRIBUZIONE DI DI INFORMAZIONI ALLE PERSONE E AI AI MEZZI CHE OPERANO ALL INTERNO DELL AZIENDA NEL MOMENTO IN IN CUI CUI L INFORMAZIONE L E EE NECESSARIA Sistema sempre esistito e disponibile presso l impresa in diverse FORME: AZIENDALE e/o SOVRAZIENDALE VIRTUALE CARTACEA INFORMATIZZATA

14 DEFINIZIONE DI UN SIA La costruzione di un SIA è pilotata: dall identificazione dei fenomeni, interni o esterni, che l azienda ha interesse a rappresentare dalle modalità di rappresentazione dei fenomeni modalità di esecuzione della rilevazione dettaglio della memorizzazione precisione con cui se ne segue l evoluzione temporale (FREQUENZA DI ACQUISIZIONE) dalla natura delle informazioni e delle decisioni che l azienda si aspetta di ottenere

15 I COMPONENTI DI UN SIA SOFTWARE HARDWARE Applicativi di utilità generale Database Management Systems ANALISI UTILIZZO RACCOLTA Dispositivi e sistemi di regolazione e controllo, automazione e raccolta dati Applicativi specifici e sistemi di supporto alle decisioni ELABORAZIONE Sistemi di elaborazione, comunicazione e trasferimento dati Sistemi OPERAZIONALI Sistemi INFORMAZIONALI

16 SISTEMI OPERAZIONALI INFRASTRUTTURA INFORMATICA dell attività esecutiva MONITORAGGIO raccolta e memorizzazione dati relativi al contesto produttivo gestione di problemi BEN STRUTTURATI DOCUMENTAZIONE capacità di rendere disponibili le informazioni per regolazioni, controlli funzionali o certificazioni CONTROLLO capacità di guidare un responsabile esecutore attraverso procedure e flussi predefiniti (automazione)

17 SISTEMI INFORMAZIONALI Potenziamento delle capacità di ANALISI della direzione aziendale data warehouse gestione di problemi NON STRUTTURATI non standardizzabili e non automatizzabili, scelte condizionate dai modelli di realtà dei singoli decisori ANALISI SIMULAZIONE SINTESI elaborazioni tecniche ed economiche in base a diversi approcci di calcolo interattivi sviluppo di scenari alternativi e valutazione comparativa del loro comportamento ricerca di correlazioni e aggregazioni dati, analisi storiche, formulazione prescrizioni per l ambiente operativo

18 STRUMENTI GESTIONALI Sistemi Sistemi OPERAZIONALI INFORMAZIONALI due diversi sistemi tecnologici per mantenere SEPARATE le elaborazioni di tipo analitico da quelle legate alla gestione delle singole transazioni Sistemi OLTP Sistemi OLAP ON LINE TRANSACTION PROCESSING modifica, aggiornamento o ricerca di informazioni puntuali ON LINE ANALYTICAL PROCESSING analisi globali su informazioni aggregate, massima flessibilità nelle interrogazioni

19 L AP COME SISTEMA INTEGRATO O L A P Sistemi OPERAZIONALI Raccolta prodotti Trattamenti Registrazione dati (posizioni, produzioni, umidità prodotti, fertilità suolo, ecc...) Raccolta dati terreno Fertilizzazioni Controllo operazioni di campo Elaborazione dati in input Semine Lavori preparatori terreno Analisi e pianificazione Elaborazione dati in output metri 600 Nord 500 t/ha metri Carte dei rendimenti produttivi Sistemi INFORMAZIONALI Carte delle previsioni produttive e dei futuri trattamenti mirati O L T P Carte sull analisi dei suoli

20 L IMPORTANZA DEL MONITORAGGIO Informazioni Attività di controllo Attività di documentazione Da progettare secondo approccio INFOLOGICO Dati valutati Attività di monitoraggio Dati grezzi Difficoltà nel settore agricolo: Dati formattati Relativamente semplice per industria e terziario o o o o Aleatorietà nella pianificazione degli eventi Operatività su spazi aperti (ambienti non controllabili) Preparazione professionale (interna/esterna) Tradizionali carenze tecnologiche e finanziarie carenze tecnologiche e finanziarie (bassa attitudine investimenti in tecnologie avanzate)

21 TIPOLOGIE DI MONITORAGGIO osservazioni sugli stati e sulla dinamica delle colture in atto MONITORAGGIO MONITORAGGIO COLTURALE COLTURALE Archivio Dati Colturali Archivio Dati Ambientali Strumenti per l analisi dei dati aziendali e per la sintesi intuitiva delle informazioni (GIS, diagrammi, mappe tematiche etc.) MONITORAGGIO MONITORAGGIO AMBIENTALE AMBIENTALE parametri dell ambiente in cui ha luogo l attività produttiva Archivio Attività di Campo dati sulle modalità di svolgimento delle attività produttive aziendali MONITORAGGIO OPERATIVO

22 I COMPONENTI DI UN SISTEMA AP secondo una impostazione classica DGPS DGPS RICEVITORI RICEVITORI GPS GPS SISTEMI SISTEMI PER PER MONITORAGGIO REMOTO REMOTO DOSAGGIO DOSAGGIO A FLUSSO FLUSSO VARIABILE VARIABILE (VRT) (VRT) GIS GIS SENSORI SENSORI E SISTEMI SISTEMI IDENTIFICAZIONE SOFTWARE SOFTWARE HARDWARE HARDWARE nel CENTRO AZIENDALE Da installare: a bordo delle MACCHINE

23 INQUADRAMENTO TECNOLOGIE DI BASE TECNOLOGIE ELETTRONICHE DI BASE monitoraggio, regolazione e controllo operativo (sistemi di identificazione, sensori e attuatori) TECNOLOGIE DI POSIZIONAMENTO indispensabili quando il contenuto dell informazione necessita di ulteriori attributi per la sua collocazione in un sistema spaziale di riferimento TECNOLOGIE INFORMATICHE HARDWARE gestione fisica delle informazioni TECNOLOGIE INFORMATICHE SOFTWARE gestione semantica delle informazioni

24 INQUADRAMENTO TECNOLOGIE DI BASE TECNOLOGIE ELETTRONICHE DI BASE TECNOLOGIE DI POSIZIONAMENTO TECNOLOGIE INFORM. HARDWARE TECNOLOGIE INFORM. SOFTWARE A B C D OLTP Tipo di componente MONITORAGGIO CTR OLAP AMBI PROD OPER 1 Sensori per la misura di parametri chimici e/o fisici inerenti l ambiente e/o il contesto produttivo 2 Sistemi di identificazione 3 Dispositivi per telerilevamento prossimale o remoto (remote sensing o ground sensing) Dispositivi attuatori per la regolazione e/o automazione del funzionamento di macchine o 4 impianti, inclusi i sistemi per il dosaggio a rateo variabile dei fattori (VRT, Variable Rate Technologies) 5 Dispositivi per il controllo dei transiti (gate (c) detecting) (a) 6 Sistemi GPS 7 Sistemi DGPS 8 Computer mobili (anche con funzioni di datalogger) 9 Computer fissi 10 Reti (Intranet locali e Internet) Sistemi di comunicazione e trasferimento dati 11 (CAN bus, trasmissioni in RF, soluzioni wireless e bluetooth, etc.) 12 DBMS (Database Management Systems) GIS (Geographical Information Systems), incluse eventuali procedure di supporto alla 13 rappresentazione ed elaborazione dei dati cartografici (geostatistica, georeferenziazione e ortorettifica delle immagini) Pacchetti software multifunzionali (Office Automation) o per applicazioni specifiche 14 (statistica, analisi costi di esercizio, razionamenti, prescrizione concimazioni, analisi delle immagini, diagnostica attraverso indici multispettrali, etc.) ) Non previsto o inadatto; ) Non indispensabile, benché potenzialmente utile; ) Consigliato, sicuramente utile; ) Necessario o estremamente utile.

25 OSSERVAZIONI CONCLUSIVE Le applicazioni AP richiedono approcci complessi: attenzione a non indurre aspettative eccessive e a non creare false illusioni Fondamentale procedere al trasferimento di tecnologie operando nell ambito di un quadro metodologico di riefrimento (per quanto banale, è utile distinguere tra esigenze di monitoraggio e di automazione) Operare con la consapevolezza che le maggiori difficoltà riguardano il trasferimento delle tecnologie informatiche in agricoltura (consistenti barriere nell applicare componenti OLAP) Progettare trasferimenti tecnologici GRADUALI, individuando esigenze primarie da soddisfare con soluzioni relativamente semplici (es.: guida assistita) e prevedendo minime applicazioni di monitoraggio (QCI) Fondamentale la formazione di nuove FIGURE PROFESSIONALI

26 Workshop Citimap Grazie per l attenzionel Telerilevamento per un agricoltura sostenibile Piacenza, 20 Aprile 2006 prof. Fabrizio Mazzetto Istituto di Ingegneria Agraria Milano

27 QCI : ARCHITETTURE COSTRUTTIVE Problema: identificare l operazione A-GPS T-MO Celle Fotovoltaiche A-RF A-GPS UA + Batteria UA sistema di acquisizione installato a bordo del trattore; non richiede necessariamente un sistema di identificazione TRACTOR - ORIENTED sistema di acquisizione installato a bordo dell operatrice; utile per la ricognizione di specifiche operazioni IMPLEMENT - ORIENTED LE ARCHITETTURE DI BASE Problema: alimentazione del sistema

28 QCI : TIPOLOGIE FUNZIONALI Diverse tipologie classificabili in base ai seguenti punti di vista: ORGANIZZATIVO CAPACITA DI OSSERVAZIONE dominio degli eventi monitorati capacità di riconoscere gli eventi monitorati PARZIALE GLOBALE RICOGNIZIONE AUTONOMA RICOGNIZIONE ASSISTITA ATTIVAZIONE DEL SISTEMA modalità di accensione del sistema ACCENSIONE AUTOMATICA ACCENSIONE MANUALE

29 QCI : IL SOFTWARE DI SUPPORTO deve consentire: memoria la creazione e l aggiornamento della memoria storica delle attività di campo meccanizzate storica la visualizzazione e la consultazione dei dati raccolti col monitoraggio operativo la produzione di DOCUMENTAZIONE attraverso opportuni rapporti informativi di sintesi di fatto, realizza il QUADERNO DI CAMPAGNA INFORMATICO propriamente detto garanzia oggettiva dei dati, registrati in tempo reale con intervento minimo o nullo dell operatore