Cómo puede ayudar mucho la TI a la granja colectiva "El camino del comunismo" o una explotación agrícola

Fue después de la agrupación y optimización de los cultivos.

Las granjas colectivas y las explotaciones agrícolas en Rusia casi no están automatizadas. Y allí, en un lugar casi nivelado con costos mínimos, puede obtener hasta un 10% de aumento en la rentabilidad debido a la elección de la cartera óptima de cultivos, la distribución exacta de equipos para el trabajo y la planificación en general normal. Llegamos a varios objetos y realizamos cálculos para ellos, de lo que hablaré ahora.

Se formularon tres preguntas fundamentales:

1. ¿Qué proporciones necesitas para crecer y dónde ganar más?
2. ¿Cuándo qué equipo y dónde funcionará?
3. ¿Qué debe haber en la flota para que no haya riesgos de interrupciones en el momento de las operaciones agrícolas o altos costos de contratación?

Resolvimos todos estos problemas y hay muchas características interesantes. Discutiremos la granja colectiva abstracta "The Way of Communism", ubicada en un lugar aleatorio (simplemente nos gustaron los campos en el mapa satelital), porque todavía no puedo nombrar a los clientes reales.

En tales lugares, por supuesto, actúan los agentes racionales. Pero a veces hay un ingeniero agrónomo, a veces un operador de máquina kosyachnik y otros personajes reconocibles de la vida real. Estamos esperando el granizo, una cosechadora rota y otras aventuras. Y ahora lo abordaremos todo con nuestra automatización.

¿Por qué estamos haciendo tales preguntas?

- ¿Qué proporciones necesitas para crecer y dónde ganar más?

Es importante optimizar los cultivos agrícolas para los campos, es decir, cuánto cultivo cultivar, en qué área crece mejor teniendo en cuenta el tipo de suelo, en qué campo creció en los últimos años, qué rutas serán más convenientes para cosechar para cosechar y además aún debe recordar Tener en cuenta una gran cantidad de restricciones. Ahora las respuestas a estas preguntas están formadas por un proceso de varias etapas muy laborioso en Excel sin tener en cuenta los datos históricos, pero con un alto nivel de subjetividad de los gerentes.

- ¿Cuándo qué equipo y dónde funcionará?

Las culturas se distribuyeron por los campos, y ahora es necesario distribuir el equipo entre ellas. Y todos los días, los gerentes de línea resuelven el siguiente problema: distribuir técnicas X en los campos Y para realizar tipos de operaciones Z en los cultivos W. Y también debe considerar si todas las operaciones se completaron ayer a tiempo, y si no lo hicieron, ¿qué proporción? ... ¿No parecen demasiados factores para el proceso que se está resolviendo en Excel? Pero al mismo tiempo, este problema se resuelve diariamente en todas las explotaciones agrícolas y granjas colectivas, confiando en la experiencia y, a veces, utilizando suposiciones aproximadas, descuidando la óptimaidad del resultado final.

- ¿Qué debe haber en el parque de equipos para que no haya riesgos de interrupciones en el momento de las operaciones agrícolas o altos costos de contratación?

A menudo, una técnica es un cuello de botella en los procesos, por lo que es muy importante tener una flota óptima de equipos o un plan para su formación para los próximos años. Pero para obtener esta codiciada "flota óptima de equipos", primero debe resolver el problema descrito anteriormente correctamente, sin suposiciones, y sobre la base de estos cronogramas de trabajo, evaluar los posibles riesgos y formar posibles opciones de equipo que reducirían la probabilidad de ir más allá del cronograma agrícola o el nivel de irracionalidad. contratar, o evitarlos por completo.

Con preguntas resueltas. Pasemos a cómo buscamos respuestas para ellos.

¿Qué estamos creciendo y dónde?

Entonces, llegamos al "Camino del Comunismo". Inmediatamente lamenté su NB. No están en lo absoluto, aquí lo deciden las botas. Nos pidieron que cambiemos ligeramente la "fiesta del té" planeada para la noche, pero mientras la jornada laboral estaba en su apogeo, inmediatamente nos presentamos al agrónomo, que se dedica a la formación de la distribución de cultivos por campo. Primero fuimos a él.

Usted, por supuesto, tiene una buena idea del caso ATX, que alegremente se rompe con un disco duro, como en la infancia, para el que trabaja el agrónomo Vasily. Tiene un exel abierto, en el que se expande una tabla aterradora de todos los campos. En total hay 300 campos.

Contiene notas sobre qué campo, qué tipo de suelo e indicadores detallados de su calidad (la calidad del suelo es una evaluación tan integral de la productividad del suelo), además de esto: qué cultura creció en este campo el año pasado, qué productividad estaba en él y etc. Y en el buen sentido es necesario distribuir las culturas considerando todo esto.

¿Por qué es esto tan importante? Debido a que hay un mar de peculiaridades y matices, por ejemplo, diferentes culturas cambian las propiedades del suelo de diferentes maneras y a veces le dan "descanso" al suelo al sembrarlo con vapor (de hecho, esto significa sembrar sin nada). Los fertilizantes y pesticidas también cambian significativamente la tolerancia al suelo, y debe esperar la neutralización de algunos de los elementos, y hay muchas, muchas otras cosas interesantes que se documentaron en la URSS en forma de un conjunto rígido de reglas, pero las reglas fundamentales son generalmente varios siglos, si no milenios. Si el ingeniero agrónomo Vasily simplifica su vida y distribuye las culturas al azar en los campos, entonces el "Camino del comunismo" sufrirá TALES pérdidas debido a la productividad significativamente baja en la mayoría de los campos, y en algunos lugares un fracaso total de la cosecha de que su hermosa gorra volará de su cabeza rizada.

Y comenzamos a entender:

1. En qué datos suele confiar el agrónomo.
2. Que adicionalmente aún necesitaremos.
3. ¿De dónde crecen las patas a partir de todos estos datos en términos de qué sistemas provienen?
4. Con qué elegancia se puede automatizar este proceso de distribución de culturas para minimizar las distracciones de trabajo con nuestros scripts de optimización razonables e inteligentes, pero al mismo tiempo encajarlos en los procesos de trabajo cotidianos.

Afortunadamente, en la "Manera del comunismo", la automatización comenzó en cero, y ya teníamos suficientes datos acumulados para resolver varias de nuestras tareas, a saber, esto es cinco años de historia. En uno de los otros objetos reales, tuvimos una suerte increíble, y hubo papel durante un período de aproximadamente 30 años, que, por supuesto, no estamos listos para digitalizar, y no hay necesidad.

Además de los datos sobre el historial de los campos y su estado, también necesitábamos restricciones adicionales derivadas de las características del proceso empresarial "Formas de comunismo", por ejemplo, si es necesario tener en cuenta las necesidades del mercado u otros grupos de empresas. Aquí hay un ejemplo de dicha restricción: “Debemos tener al menos el 50% del trigo de invierno, porque estamos en la zona de exportación de producción. Al mismo tiempo, hay enlaces verticales con plantas oleaginosas y grasas, y necesitamos girasol al menos el 10% del volumen total. "No asignamos más del 5% para el cultivo de garbanzos y otras legumbres de nicho".

Tomando en el trabajo toda la información recibida, pasamos a pensar. Después de regresar un par de semanas con el primer resultado al agrónomo Vasily, acordamos con él una serie de restricciones adicionales que nosotros mismos identificamos sobre la base de estos cinco años de historia. Por ejemplo, que para dos cultivos, se identificaron cultivos predecesores adicionales disfuncionales adicionales (aquellos que crecieron en años anteriores) que subestimaron el rendimiento y se discutió con él el momento de si estamos listos para eliminar la rotación de varios cultivos de la simulación (la rotación de cultivos es un hecho científico alternancia razonable de cultivos y vapores a lo largo del tiempo y en el territorio en el que están presentes tales pares de secuencia de cultivos. Y, por supuesto, le mostraron nuestros primeros resultados de optimización.

Nuestra optimización se basa en un modelo que nos permite crear un escenario estratégico óptimo durante siete años, equilibrando factores como la rentabilidad de los cultivos, las restricciones de ventas, las limitaciones de la flota, la rotación de cultivos permitida por campo y teniendo en cuenta los detalles específicos de cada campo, las restricciones de almacenamiento y logística para ellos, así como introduje un nuevo concepto como "grupo de campos" y trabajé con la optimización ya con él.

Después de mirar nuestros paneles con los resultados, el ingeniero agrónomo Vasily dijo que el resultado "se parece a la verdad". Pero luego llovieron preguntas y dudas:

- ¿Pero hiciste un plan para siete años, y si decidimos comprar algunos de los campos el próximo año?
- Pero estamos pensando en reducir la producción de trigo y sembrar parte de los campos de remolacha, porque todavía creemos que finalmente se lanzará la planta de azúcar.
- ¿Y si de repente hay una sequía en la temporada?
- Y, de hecho, ¡no hay tiempo para que veamos sus números en la temporada! ¡Los campos están llamando!

Se tuvieron en cuenta todas las preguntas y comentarios, pero además de Vasily, también hay un proveedor de equipos, un director financiero y muchas otras personas que determinan el presupuesto futuro y el futuro de la tierra. Con cada serie de resultados, alguien nuevo estaba conectado y aprendimos sobre más y más matices y limitaciones que deberían tenerse en cuenta. Pero en uno de los resultados, perdimos nuestro Vasily. Como resultó más tarde, tenía una "oficina en casa" debido a la mala salud causada por una depresión prolongada en medio del trabajo de campo detenido asociado con las lluvias semanales.

Como resultado, la versión del script de optimización, que estaba cerca de la versión final, se llamaba "final_666_13_2019", porque las diferencias surgían constantemente o había tantas condiciones que no había una solución óptima y tuve que descubrir cómo tener todo en cuenta.

Como resultado, se formó una herramienta que funciona de la siguiente manera:

1. Hay una interfaz donde el usuario puede ver primero los valores de todas las restricciones introducidas en la optimización. Si es necesario, cámbielos y comience el recuento.
2. A continuación, se lanza el modelo de optimización.
3. Los resultados de optimización se cargan en escritorios.

Por lo tanto, el usuario agrónomo puede crear de forma independiente diferentes escenarios de optimización y luego hacer una comparación de varios en los informes ya preparados. Pero cuando solo tales proyectos se implementan en explotaciones agrícolas o granjas colectivas, por primera vez somos los operadores de dicho sistema en el modo "pregunta = respuesta".

Planificación operacional

Se acuerda una rotación de cultivos a largo plazo, todos están contentos o deberían estar contentos (esta es una orden del director). Ahora necesita hacer un cronograma de trabajo en cada campo.

Es decir, tenemos un conjunto de secuencia de operaciones para cada cultura y 300 campos con culturas ya fijadas en ellas como resultado de nuestra optimización. Es necesario con estas entradas distribuir el conjunto de vehículos disponibles para estas operaciones, teniendo en cuenta el clima cambiante y, por supuesto, es deseable minimizar la cantidad de equipo contratado.

En los dedos se ve algo así. Primero, debe hacer un plan diario para cada campo con la producción máxima de equipo para cada unidad durante toda la temporada, a fin de determinar qué equipo es el que más falta y en qué operaciones. Analiza este momento, piensa en cómo equilibrar la técnica. Para equilibrar Luego, vuelva a hacer el gráfico diario para cada campo y asegúrese de que se haya vuelto realmente más óptimo que el anterior. Y si un granizo pasó repentinamente en una temporada y mató una cosecha en una docena de campos, entonces, naturalmente, no necesita conducir equipos a estos campos, es decir ... ¡necesita recalcular el plan diario para el resto de la temporada en todos los campos!


Calendario de operaciones y equipo necesario / usado

En la vida real, los gerentes lineales están involucrados en tales tareas. Y si te imaginas a los gerentes de línea como los héroes de la película de Zvyagintsev "Leviatán", entonces me atrevo a molestarte, ¡esto no es así! Al menos en nuestro "Camino del comunismo". Pero Rusia es un país grande y puede sumergirse en el "Leviatán" con interés. Comprobado Pero aún así, para nosotros, las personas sentadas en la metrópoli, la rutina diaria de los trabajadores en nuestro "Camino del comunismo" será salvaje. ¿Cómo podría ser sin estas rutas de dos horas desde el hogar a la oficina y viceversa? Ni siquiera podemos pensar en la posibilidad de llegar a la casa en bicicleta durante el almuerzo, tener tiempo para comer y mirar "Descripción general. ¡Eventos extraordinarios "o" SashaTanya ", y luego nuevamente" a los campos "!

Y hay alrededor de 30 campos por gerente de línea. Y, por supuesto, no existe una planificación de extremo a extremo entre estos gerentes de línea, por no mencionar el hecho de que no es realista siquiera pensar en el cronograma óptimo, no hacerlo. La dimensión misma del problema no permite que varias personas lo resuelvan de manera óptima.

Ya comprende aproximadamente que en la agricultura no es tan simple: una esfera ultrafactorial con un resultado altamente predecible, y todo depende categóricamente del mercado, el clima e incluso un montón de factores externos. Esto significa no solo incertidumbre, sino también incertidumbre de grado n. En este caos, es tremendamente difícil formular algo.


Trabajo de operaciones

Pero todavía estábamos planeando un parque tecnológico, ¿recuerdas? Hubo un cálculo a largo plazo por tipo de antemano: vemos que hay distorsiones en la distribución, hacemos balance, transferimos tres tractores de la sexta serie de una unidad a otra. Alguien está cortando un tractor con eliminación incompleta. Tendremos déficits en todas partes, pero menos agudos, sin fallas. El "camino del comunismo" está algo sorprendido porque desatamos el equipo de las unidades y damos la distribución óptima por estos movimientos. Esto no está cambiando el parque estructural, pero aún puede tener en cuenta la recepción de nuevos modelos y el alquiler de equipos de limpieza y camiones (de hecho, no existe un mercado de alquiler condicional para el equipo, excepto estos dos tipos).


Datos de enganche

Es necesario tener en cuenta la probabilidad de lluvia: en estos días el equipo no funciona. Es necesario tener en cuenta la disponibilidad real del equipo: algo se rompió, algo no tuvo tiempo de reparar. Conociendo la disponibilidad real, estamos construyendo un frente de trabajo creciente. Estamos construyendo una planificación operativa continua. Anotamos el nivel superdetallado de tareas: en este campo en tal y tal día, tal y tal tipo de operaciones son específicamente estas unidades.

Luego hacemos un horario para el día siguiente la noche anterior. Antes de nosotros, esto se resolvió mediante el método de "quien grita más fuerte, recibe el equipo" y fue más como un pánico. Todos usaron algoritmos codiciosos de sus cabezas, sin pensar realmente en los cambios en el frente del trabajo en los días futuros.


Ejemplo de enrutamiento de guisantes

Resumen

Tenemos un modelo óptimo de qué plantar, dónde plantar y qué hacer con todo esto, hay una distribución de equipos, hay un plan de trabajo diario que cambia según la situación. El resultado de nuestra decisión es un aumento en el margen bruto del 10%. Está claro que el resultado dependerá en gran medida del conjunto específico de aportes para la tarea, la flota, los campos, pero diría que del 2 al 15% definitivamente puede jugar exclusivamente en la optimización de la rotación de cultivos y una mejor utilización del equipo. Bueno, obtenga una herramienta para una toma de decisiones más o menos informada, lo cual es importante cuando las personas discuten entre sí. Las predicciones de "qué pasaría si" ayudan mucho en la etapa de aprobaciones.

A la entrada de diferentes explotaciones agrícolas, había diferentes formatos de datos. Los citamos para nuestro modelo en los siguientes directorios:

• Culturas: mapas tecnológicos para cada cultura, donde hay una lista de operaciones y términos agronómicos para la implementación.
• Referencia tecnológica: cuántas unidades.
• Tipos de operaciones y acoplamientos permitidos.
• Datos sobre campos con restricciones agrícolas, de los que hablé al principio.

De hecho, nuestro dolor de cabeza en operaciones manuales menores fue solo la unificación del proceso. La transición de soluciones intuitivas a evaluaciones numéricas es muy necesaria, pero la falta de metodologías claras para resolver detalles y formatos de descripción unificados para la misma técnica es muy difícil. En parte de los datos, hemos logrado un proceso completo, parte aún no se ha completado por completo, pero en general, las decisiones ya se han tomado bastante optimizadas. Como resultado, llegamos a las explotaciones agrícolas con una plataforma analítica que proporciona un conjunto de hipótesis. Se está construyendo un doble digital. Si la explotación está lista o ya está pasando de "extinguir incendios" a la administración a través de la planificación, generalmente están interesados ​​y se les pregunta. Además, al ver el pronóstico para varios campos y compararlos con los suyos, creen.

Si está interesado en mirar un producto o si de repente quiere contarlo a los agrónomos familiares, escriba a mi correo Alexander.Efimov@sas.com.

Antes del comienzo de los proyectos con la agricultura, sabía que no todo estaba solo en él, pero no tenía idea de cuánto, y cuánto podría haber realmente ciencia de datos allí, sino matemáticas reales. Ahora puedo decir con confianza: es sorprendente que aún no hayamos llegado allí con los métodos de análisis de datos. Porque el tema es grande, muy importante y sorprendentemente bien optimizable.