FIERAGRICOLA – VERONA – 5/2/2016

MECCATRONICA E

INFORMATICA PER LA

VITICOLTURA DI PRECISIONE

Prof. Massimo Lazzari Università di Milano

Socio fondatore ARVAtec

2

L = F * s

L = monitoraggio

e controllo

LAVORO MECCANICO

LAVORO

INTELLETTUALE

ANDARE OLTRE LA MECCANIZZAZIONE

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)

Importanza delle misure per la precisione del lavoro in

viticoltura

SISTEMA MISURA

ESTERNO ALLA

MACCHINA

regolazione manuale

SISTEMA MISURA

INTEGRATO ALLA

MACCHINA

regolazione manuale-

semiautomatica

SISTEMA MISURA

INTEGRATO ALLA

MACCHINA

regolazione

automatica

Volantini graduati di

comando graduati

Monitor con

indicazione

scostamenti

Lavoro «ad occhio»

Lavoro «ad occhio»

Programma

esecuzione

lavoro complesso

Programma

esecuzione

lavoro

complesso

SISTEMA MISURA

INTEGRATO NEL

SISTEMA AZIENDA

factory automation

Programma

ciclo

produttivo

IND.

VIT.

Importanza della comunicazione

Ricerca

finanziata da

Google:

si trova in

internet tutti

i giorni senza

cercarla!!!

Provate a

cercarlo in

internet!!!!

Ricevitori GPS

DGPS

Regolatori automatici

di distribuzione

(VRT)

Sensori per

rilievi

di campo

(remote

sensing)

GIS

Database e sistemi

di trasferimento dati

Data-logger

e sistemi

di elaborazione

Sensori per

monitoraggio

produzioni in

continuo

Tecnologie meccatroniche e informatiche di base

Centraline e

Attuatori

sulle

macchine

Cosa è la variabilità

Valori

medi

Valori

bassi

Valori

alti

QUALITA’

Sistema allevamento

Stato nutrizionale

Stato fitosanitario

Sistema di raccolta

QUANTITA’

Sistema allevamento

Stato nutrizionale

Stato fitosanitario

Sistema di raccolta

Modalità di controllo della variabilità

piramide di Anthony (1965)

Direzione funzionale (attività tattiche) – Piani di produzione e piani esecutivi;

verifiche periodiche di attuazione

Imprenditore(attività strategiche) – Obiettivi primari dell’azienda ne confronti del

mercato (e della concorrenza); scelta degli

investimenti

Personale esecutivo (attività

operative) – Attuazione dei

piani ed esecuzione dei processi

in vigneto

Livelli di management coinvolti nel controllo della

variabilita’ in viticoltura di precisione

STRATEGICO

DIRETTIVO

OPERATIVO

Guida

semiautomati

ca in vigneto

Lavorazioni e

distribuzioni

differenziate

(VRT) con

comando

diretto

Regolazione

assistita e

automatica

delle

operazioni

impianto

Misura

produzioni,

stato del

terreno e delle

colture tramite

sensori

“Una gran quantità di tecnologie

di monitoraggio e controllo

Modularità della Viticoltura di Precisione

Lavorazioni e

distribuzioni

differenziate

(VRT) con

mappe

prescrittive

INFORMATICA

MECCATRONICA A BASE GPS

Insiemi di HARDWARE e

SOFTWARE

DIRETTIVO

OPERATIVO

OLTP OLAP

Raccolta

differenziata

con mappe

prescrittive

UTILIZZO

RACCOLTA

ELABORAZIONE

ANALISI

Attività di

controllo

Attività di

monitoraggio

Dati

grezzi

Selezione e

sintesi dei dati

Dati

valutati

Informazioni

Lavorazione convenzionale - regolazione manuale

UTILIZZO

RACCOLTA

ELABORAZIONE

ANALISI

Attività di

controllo

Attività di

monitoraggio

Dati

grezzi

Selezione e

sintesi dei dati

Dati

valutati

Informazioni

Operazioni impianto semi-automatizzate

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

Progetto ENAMA ARVAtec UNIMI CRA ancora in corso

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

UTILIZZO

RACCOLTA

ELABORAZIONE

ANALISI

Attività di

controllo

Attività di

monitoraggio

Dati

grezzi

Selezione e

sintesi dei dati

Dati

valutati

Informazioni

Guida semi-automatica

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.

Guida manuale e semi-automatica – Sartori et Al. 2014

c

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!!!!)

Guida manuale e semi-automatica – Sartori et Al. 2014

CON LA GUIDA SEMI-

AUTOMATICA POSSO

COMBINARE PIU’

OPERAZIONI!!!!

SPECTRA AGRI-FENDT– AGRICONBIGUIDE - ENOVITIS 2014

1. assiste nella guida

2. controlla automaticamente le sequenze

operative in campo

3. ha la possibilità di comandare le attrezzature

durante il funzionamento

Piantapali semovente ORTECO

SENZA OPERATORE A

BORDO PREMIATA A ENOVITIS IN

CAMPO 2014

OPERATIVO

OLTP

HA VANTAGGI E SVANTAGGI

DI QUALSIASI SEMOVENTE

SPECIALIZZATA

Controllo per automatizzare guida Probotiq Xper-ARVAtec

ANCHE SENZA OPERATORE

A BORDO PREMIATA A VERONA 2016

OPERATIVO

OLTP

REGISTRA I PERCORSI E LA SEQUENZA DEI

COMANDI E LI RIPETE AUTOMATICAMENTE

ANCHE SENZA OPERATORE

Oppure

Si puo’ eseguire un progetto dei percorsi e

della sequanza dei cpmandi e poi caricarli

in memoria

UTILIZZO

RACCOLTA

ELABORAZIONE

ANALISI

Attività di

controllo

Attività di

monitoraggio

Dati

grezzi

Selezione e

sintesi dei dati

Dati

valutati

Informazioni

Approccio sito-specifico a comando diretto

Esigenza

media

Dosi

media

Gestione

appezzamento

Distribuzione fattori produttivi attuale

IDENTIFICAZIONE

Manuale

REGOLAZIONE

Manuale

Esigenza

medie Esigenza

basse

Esigenza

alte

Dosi

bassa

media

elevata

Gestione di aree

SUB-appezzamento

Il concetto di

IDENTIFICAZIONE si

integra con il concetto di

POSIZIONE

Distribuzione fattori produttivi sito specifica (VRT)

REGOLAZIONE

CON RILIEVO

SINCRONO

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

Il flusso di dati

Sensori a ultrasuoni Sensori a ultrasuoni

Sensore pressione Elettrovalvole

Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI

y = -0,0117x2 + 2,6741x R² = 0,9459

0

50

100

150

200

0 30 60 90 120 150

lung

h g

erm

[cm

]

tempo [gg]

andamento lunghezza germoglio in funzione del giorno giuliano

Spessore chioma con

ultrasuoni

Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI

Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI

RISULTATI

PRELIMINARI:

CON

COLTURE IN

PIENO

VIGORE

RIDUZIONE

DEL 25-50%

DEL

PRODOTTO

ATTIVO

Progetto CIMA-ARVAtec-UNIMI

Progetto RICOSMA-ARVAtec UNIMI

Gestione

dell’erogazione

in testata e ai

bordi:

RIDUZIONE

DELLA DERIVA

Elaborazione

dati in input

Carte dei rendimenti

produttivi

Carte sull’analisi

dei suoli

8.0 7.5

7.0

6.5 6.0

5.5

5.0

4.5

4.0

0 100 200 300 400 500

600

500

400

300

200

100

0

metri

me

tri

Nord

t/ha

Trattamenti

Fertilizzazioni

Cure colturali

Lavori terreno

Raccolta dati

terreno

Registrazione dati Registrazione dati ( posizioni, produzioni, umidità

prodotti, fertilità suolo, ecc... )

Analisi e Analisi e pianificazione pianificazione

Controllo Controllo operazioni operazioni di campo di campo

Elaborazione

dati in output

Carte delle previsioni

produttive e dei futuri

trattamenti mirati

Raccolta prodotti

1

2 3

1

2

3

Registrazione dati

Le applicazioni sito specifiche con analisi in azienda

1

2 3

Analisi e pianificazione

Controllo operazioni

DIRETTIVO

OLAP

QUANDO LA

RACCOLTA E’ DI

DATI!

Esigenza

medie Esigenza

basse

Esigenza

alte

Dosi

bassa

media

elevata

Gestione di aree

SUB-appezzamento

Il concetto di

IDENTIFICAZIONE si

integra con il concetto di

POSIZIONE

Distribuzione fattori produttivi sito specifica (VRT)

REGOLAZIONE

CON RILIEVO

DIFFERITO

Il flusso di dati

PRIMA FASE

1 Registrazione dati vigore

(NDRE o NDVI)

Registrazione dati vigore – sensori ottici OPTrx-

GreenSeeker-Cropcycle

Registrazione dati vigore

Misura rese alla vendemmia ARVAtec-AGleader

PRIMA FASE

Registrazione resa alla

vendemmia

Preparazione mappe analisi

SECONDA FASE

2

PREPARAZIONE DELLE MAPPE DELLE AREE

OMOGENEE E INTEGRAZIONE TRA MAPPE

(FERTILITA’, PRODUZIONE, QUALITA’, ETC.)

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

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 !

Impiego mappe prescrittive

TERZA FASE

3 GESTIONE AGRONOMICA DIFFERENZIATA DEL VIGNETO

Impiego mappe prescrittive

Progetto CIMA-ARVAtec UNIMI

CONCIMAZIONE FOGLIARE

SITOSPECIFICA REGOLATA

DA MAPPA A BORDO DEL PC

VEICOLARE IMPIEGATO

ANCHE PER REGOLARE I

TRATTAMENTI FITOSANITARI

ESEMPIO DI TERZA FASE

Macchine ARVAtec per concimazione organica VRT

Distribuzione a rateo variabile

reflui biogas

Concimazione a rateo variabile TECNOVICT

Sfogliatrice a rateo variabile TECNOVICT

premio EIMA 2010

Raccolta differenziata

Raccolta differenziata

Vendemmia di precisione

Progetto Volontieri Pellenc

Progetto Volontieri Pellenc

Progetto Volontieri Pellenc

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