MECCATRONICA E INFORMATICA PER LA VITICOLTURA DI PRECISIONE

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1 FIERAGRICOLA VERONA 5/2/2016 MECCATRONICA E INFORMATICA PER LA VITICOLTURA DI PRECISIONE Prof. Massimo Lazzari Università di Milano Socio fondatore ARVAtec

2 ANDARE OLTRE LA MECCANIZZAZIONE LAVORO MECCANICO L = F * s LAVORO INTELLETTUALE L = monitoraggio e controllo 2

3 Monitoraggio e controllo 1. Chi sei, cosa sei? (Identificazione) 2. Cosa fai (ESEGUIRE MISURE con SENSORI) 1. Come posso controllare la variabilità (Software e analisi)

4 Importanza delle misure per la precisione del lavoro in viticoltura SISTEMA MISURA ESTERNO ALLA MACCHINA regolazione manuale SISTEMA MISURA INTEGRATO ALLA MACCHINA regolazione manualesemiautomatica SISTEMA MISURA INTEGRATO ALLA MACCHINA regolazione automatica SISTEMA MISURA INTEGRATO NEL SISTEMA AZIENDA factory automation IND. Lavoro «ad occhio» Volantini graduati di comando graduati Programma esecuzione lavoro complesso Programma ciclo produttivo VIT. Lavoro «ad occhio» Monitor con indicazione scostamenti Programma esecuzione lavoro complesso

5 Importanza della comunicazione Ricerca finanziata da Google: si trova in internet tutti i giorni senza cercarla!!! Provate a cercarlo in internet!!!!

6 Tecnologie meccatroniche e informatiche di base Regolatori automatici di distribuzione (VRT) Ricevitori GPS Sensori per rilievi di campo (remote sensing) Centraline e Attuatori sulle macchine DGPS GIS Sensori per monitoraggio produzioni in continuo Database e sistemi di trasferimento dati Data-logger e sistemi di elaborazione

7 Cosa è la variabilità QUALITA Sistema allevamento Stato nutrizionale Stato fitosanitario Sistema di raccolta Valori alti Valori medi QUANTITA Sistema allevamento Stato nutrizionale Stato fitosanitario Sistema di raccolta Valori bassi

8 Modalità di controllo della variabilità

9 Livelli di management coinvolti nel controllo della variabilita in viticoltura di precisione STRATEGICO Imprenditore(attività strategiche) Obiettivi primari dell azienda ne confronti del mercato (e della concorrenza); scelta degli investimenti DIRETTIVO Direzione funzionale (attività tattiche) Piani di produzione e piani esecutivi; verifiche periodiche di attuazione OPERATIVO Personale esecutivo (attività operative) Attuazione dei piani ed esecuzione dei processi in vigneto piramide di Anthony (1965)

10 Modularità della Viticoltura di Precisione Una gran quantità di tecnologie di monitoraggio e controllo Regolazione assistita e automatica delle operazioni impianto Guida semiautomati ca in vigneto Lavorazioni e distribuzioni differenziate (VRT) con comando diretto Misura produzioni, stato del terreno e delle colture tramite sensori Lavorazioni e distribuzioni differenziate (VRT) con mappe prescrittive Raccolta differenziata con mappe prescrittive OPERATIVO OLTP MECCATRONICA A BASE GPS INFORMATICA DIRETTIVO OLAP Insiemi di HARDWARE e SOFTWARE

11 Lavorazione convenzionale - regolazione manuale Attività di controllo UTILIZZO Informazioni Dati valutati ANALISI RACCOLTA Dati grezzi Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

12 Operazioni impianto semi-automatizzate Attività di controllo UTILIZZO Informazioni Dati valutati ANALISI RACCOLTA Dati grezzi Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

13 Progetto ENAMA ARVAtec UNIMI CRA ancora in corso DISPOSITIVO PER IL CONTROLLO E LA GESTIONE AUTOMATICA DELLE OPERAZIONI DI REALIZZAZIONE O DI RIPRISTINO DELLE SISTEMAZIONI IDRAULICO- AGRARIE A BASSO IMPATTO AMBIENTALE ED ELEVATA CAPACITÀ DI LAVORO Bando ENAMA 2012

14 Progetto ENAMA ARVAtec UNIMI CRA ancora in corso

15 Progetto ENAMA ARVAtec-UNIMI ancora in corso IL GRANDE VANTAGGIO DI QUESTA SOLUZIONE E CHE SI PUO ESEGUIRE IL RILIEVO IN CONTEMPORANEA CON LE OPERAZIONI DI IMPIANTO (NIENTE MAPPE SUL PC A PUNTO FISSO!!!!) E UNA TECNOLOGIA DI AUTOMAZIONE DEL LAVORO IN CAMPO INTEGRAZIONE DEI SISTEMI DI CONTROLLO: MAGGIORE UTILIZZO STAGIONALE DEL GPS RTK OPERATIVO OLTP

16 Guida semi-automatica Attività di controllo UTILIZZO Informazioni Dati valutati ANALISI RACCOLTA Dati grezzi Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

17 Guida manuale e semi-automatica Sartori et Al c In C le 3 tesi a confronto: punti marroni=guida manuale, punti rossi=guida Leika con volantino e linee predeterminate con GIS, punti gialli=guida Leika con volantino su linee di guida AB fissati sul primo filare e ripetute a distanza fissa. Tutti i punti sono stati rilevati con ricevitore Trimble e correzione con base fissa RTK, mentre il ricevitore Leika comandava solo la guida. Nel paper abbiamo considerato solo la tesi rossa perché nella tesi gialla occorreva correggere leggermente la traiettoria all inizio di ogni filare.

18 Guida manuale e semi-automatica Sartori et Al CON LA GUIDA SEMI- AUTOMATICA POSSO COMBINARE PIU OPERAZIONI!!!! Accuratezza di guida manuale e guida assisita praticamente si equivalgono. Le barre indicano la deviazione standard. La guida assisitita dovrebbe essere migliorata per deviazioni a breve (è un poco più ballerina!!!!)

19 SPECTRA AGRI-FENDT AGRICONBIGUIDE - ENOVITIS assiste nella guida 2. controlla automaticamente le sequenze operative in campo 3. ha la possibilità di comandare le attrezzature durante il funzionamento

20 Piantapali semovente ORTECO SENZA OPERATORE A BORDO PREMIATA A ENOVITIS IN CAMPO 2014 HA VANTAGGI E SVANTAGGI DI QUALSIASI SEMOVENTE SPECIALIZZATA OPERATIVO OLTP

21 Controllo per automatizzare guida Probotiq Xper-ARVAtec ANCHE SENZA OPERATORE A BORDO PREMIATA A VERONA 2016 REGISTRA I PERCORSI E LA SEQUENZA DEI COMANDI E LI RIPETE AUTOMATICAMENTE ANCHE SENZA OPERATORE OPERATIVO OLTP Oppure Si puo eseguire un progetto dei percorsi e della sequanza dei cpmandi e poi caricarli in memoria

22 Approccio sito-specifico a comando diretto Attività di controllo UTILIZZO Informazioni Dati valutati ANALISI RACCOLTA Dati grezzi Attività di monitoraggio Selezione e sintesi dei dati ELABORAZIONE

23 Distribuzione fattori produttivi attuale Gestione appezzamento Esigenza media Dosi media IDENTIFICAZIONE Manuale REGOLAZIONE Manuale

24 Distribuzione fattori produttivi sito specifica (VRT) Gestione di aree SUB-appezzamento Esigenza basse Esigenza medie Dosi bassa media elevata Il concetto di IDENTIFICAZIONE si integra con il concetto di POSIZIONE Esigenza alte REGOLAZIONE CON RILIEVO SINCRONO

25 Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI FAMIGLIA DI CONTROLLI ELETTRONICI MODULARI A TECNOLOGIA SITO- SPECIFICA PER L OTTIMIZZAZIONE DELLE OPERAZIONI DI IRRORAZIONE DI PRODOTTI AGROCHIMICI IN VIGNETO

26 Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI Sensori a ultrasuoni Sensori a ultrasuoni Elettrovalvole Sensore pressione

27 lungh germ [cm] Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI Spessore chioma con ultrasuoni 200 andamento lunghezza germoglio in funzione del giorno giuliano y = -0,0117x 2 + 2,6741x R² = 0, tempo [gg]

28 Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI

29 Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI RISULTATI PRELIMINARI: CON COLTURE IN PIENO VIGORE RIDUZIONE DEL 25-50% DEL PRODOTTO ATTIVO

30 Progetto RICOSMA-ARVAtec UNIMI Gestione dell erogazione in testata e ai bordi: RIDUZIONE DELLA DERIVA

31 metri Le applicazioni sito specifiche con analisi in azienda Raccolta prodotti QUANDO LA RACCOLTA E DI DATI! Fertilizzazioni Cure colturali Trattamenti Controllo operazioni di campo 3 3 Registrazione dati ( posizioni, produzioni, umidità prodotti, fertilità suolo, ecc... ) Raccolta dati terreno Nord Elaborazione dati in input 1 2 Registrazione dati Analisi e pianificazione Lavori terreno Analisi e pianificazione t/ha metri Carte dei rendimenti produttivi Controllo operazioni Elaborazione dati in output DIRETTIVO Carte delle previsioni produttive e dei futuri trattamenti mirati Carte sull analisi dei suoli OLAP

32 Distribuzione fattori produttivi sito specifica (VRT) Gestione di aree SUB-appezzamento Esigenza basse Esigenza medie Dosi bassa media elevata Il concetto di IDENTIFICAZIONE si integra con il concetto di POSIZIONE Esigenza alte REGOLAZIONE CON RILIEVO DIFFERITO

33 Registrazione dati vigore sensori ottici OPTrx- GreenSeeker-Cropcycle PRIMA FASE 1 Registrazione dati vigore (NDRE o NDVI)

34 Registrazione dati vigore

35 Misura rese alla vendemmia ARVAtec-AGleader PRIMA FASE Registrazione resa alla vendemmia

36 Preparazione mappe analisi SECONDA FASE PREPARAZIONE DELLE MAPPE DELLE AREE 2 OMOGENEE E INTEGRAZIONE TRA MAPPE (FERTILITA, PRODUZIONE, QUALITA, ETC.)

37 Preparazione mappe analisi OBIETTIVO STRATEGICO RICERCATO DA TUTTI GLI INTEREVENTI OPERATIVI E DIRETTIVI: RENDERE IL VIGNETO SEMPRE PIU OMOGENO E VICINO A CONDIZIONI DI VIGORE OTTIMALI

38 Impiego mappe prescrittive TERZA FASE 3 GESTIONE AGRONOMICA DIFFERENZIATA DEL VIGNETO A. Potature -> ottimizzazione dei tempi di lavoro, equilibrare il vigore B. Concimazioni -> risparmio prodotto, equilibrare il vigore C. Trattamenti -> risparmio prodotto, sanità uve D. Defogliature -> equilibrare il vigore, qualità e sanità uve E. Vendemmia differenziata -> qualità vino!

39 Impiego mappe prescrittive

40 Progetto CIMA-ARVAtec UNIMI ESEMPIO DI TERZA FASE CONCIMAZIONE FOGLIARE SITOSPECIFICA REGOLATA DA MAPPA A BORDO DEL PC VEICOLARE IMPIEGATO ANCHE PER REGOLARE I TRATTAMENTI FITOSANITARI

41 Macchine ARVAtec per concimazione organica VRT Distribuzione a rateo variabile reflui biogas

42 Concimazione a rateo variabile TECNOVICT

43 Sfogliatrice a rateo variabile TECNOVICT premio EIMA 2010

44 Raccolta differenziata

45 Raccolta differenziata

46 Vendemmia di precisione

47 Progetto Volontieri Pellenc

48 Progetto Volontieri Pellenc

49 Progetto Volontieri Pellenc

50 FIERAGRICOLA VERONA 5/2/2016 MECCATRONICA E INFORMATICA PER LA VITICOLTURA DI PRECISIONE Prof. Massimo Lazzari Università di Milano Socio fondatore ARVAtec Grazie dell attenzione

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