Za Przemysł 4.0, uważa się czwartą rewolucję przemysłową, która nastąpiła po mechanizacji przy pomocy wody i pary, po wprowadzeniu masowej produkcji przy użyciu energii elektrycznej oraz po cyfrowej rewolucji przemysłowej. To co ma miejsce w przemyśle znajduje też analogię w produkcji rolniczej.

Rozważania o trendach w związku z targami Agritechnica 2011 można podsumować konkluzją: „Udoskonalenia w dziedzinach elektroniki, przetworników i oprogramowania prowadzą do imponujących innowacji w zakresie techniki rolniczej w tym coraz powszechniejszej automatyzacji procesów pracy w produkcji roślinnej, mającej na celu osiągnięcie lepszej jakości, wydajności i dokładności pracy oraz obniżenie zanieczyszczenia środowiska i redukcję kosztów".

Powyższa wypowiedź bez żadnych ograniczeń odnosi się również i do tegorocznych targów Agritechnica. Przy tym dynamika procesów przybrała jeszcze na sile: Wspomniane udoskonalenia zmierzające generalnie w kierunku automatyzacji procesów, w połączeniu z inteligentnym systemem zarządzania danymi, służącym optymalizacji kontroli maszyn, logistyki, dokumentacji, zapewnieniu jakości i identyfikowalności, nadal postępują do przodu. Niemal każda z około 400 nowości, zgłoszonych przez producentów maszyn rolniczych do tegorocznego konkursu na innowacje Agritechniki, polega między innymi na udoskonaleniu elektroniki, przetworników i oprogramowania.

Ciągniki

Rozwój silników przedstawiony przez wiodących producentów traktorów stoi nadal pod znakiem mniej lub więcej skomplikowanych rozwiązań, mających na celu spełnienie wymogów dotyczących emisji spalin, które zaczną obowiązywać od 2014 roku. Związane z tym pokaźne nakłady nie tylko znacznie obciążyły budżety rozwojowe producentów lecz spowodowały również odczuwalny dla klientów wzrost kosztów.

Po raz pierwszy pojawiła się oferta pojazdu hybrydowego dla potrzeb rolnictwa, a mianowicie hybrydowa ładowarka teleskopowa, umożliwiająca stosowanie bezemisyjnego napędu elektrycznego w zamkniętych budynkach.

W dziedzinie przekładni nadal rośnie oferta bezstopniowych skrzyni biegów dla różnych kategorii mocy, w szczególności jednak dla pojazdów o małej mocy a także dla pojazdów komunalnych oraz specjalnych. Po raz pierwszy przedstawione zostaną też przekładnie z wałem odbioru mocy z możliwością przełączania zakresów prędkości pod obciążeniem i to zarówno dla wałka tylnego jak i przedniego, przynoszące wzrost wydajności i redukcję zużycia paliwa.

Bezpieczeństwu transportu z przyczepami służy nowa koncepcja hydraulicznego hamowania silnikiem. Aby zmniejszyć ilość wypadków przy wspinaniu się i schodzeniu a także przy podłączaniu narzędzi, operator może przy podłączaniu względnie zawieszaniu narzędzia spoza kabiny przetaczać traktor do przodu i do tyłu przez naciśnięcie guzika. To proste prezentowane po raz pierwszy rozwiązanie w przyszłości nie ograniczy się do jednej tylko serii traktorów.

Tłumiące drgania kabiny z udoskonaloną widocznością i koncepcją oświetlenia a także zawieszone fotele operatora z konsolą sterującą i ekranem w podłokietniku zapewniają najwyższy poziom komfortu jazdy i obsługi. Na targach Agritechnica 2009 po raz pierwszy przedstawiony został działający na bazie ISOBUS system „Traktor-Implement-Management" (TIM), w którym przyczepa zbierająca reguluje szybkość jazdy traktora w zależności od grubości pokosu. Później pojawiły się też porównywalne rozwiązania i dla pras zwijających, kopaczek do ziemniaków i cystern do gnojowicy. Dalsze tego typu rozwiązania np. dla rozsiewaczy nawozów mineralnych i pras zwijających przedstawione zostały w tym roku. Ponieważ przynoszą one znaczne przyrosty wydajności oraz odciążają operatora, zastosowania na bazie TIM- i ISOBUS coraz częściej stanowią standard w kombinacjach ciągników z narzędziami, nawet jeśli w praktyce, w zależności od wyboru fabrykatu i narzędzi, nadal jeszcze występują mniejsze i większe problemy z kompatybilnością.

Uprawa

Różne metody orki, czy pługiem czy bez niego, w zależności od życzeń i warunków danego gospodarstwa są w dniu dzisiejszym możliwe przy zastosowaniu narzędzi „na miarę", umożliwiających optymalną realizację wyznaczonych celów ekonomicznych i ekologicznych. Dla każdego zadania, poczynając od uprawy ścierniska poprzez podorywkę aż do orki siewnej, istnieje szeroka oferta sprawdzonej techniki. Czy to krótka brona talerzowa do pierwszej płytkiej orki po zbiorach, czy kultywator jako uniwersalne narzędzie do orki ścierniska i orki zasadniczej czy też pługi do odwracania uprawianej warstwy roli, we wszystkich grupach narzędzi dokonano dużej ilości modyfikacji szczegółów, jednak brak jest tam przełomowych nowości.

Również w dziedzinie maszyn i narzędzi uprawowych udoskonalenia idą w kierunku automatycznej regulacji, takich jak sterowana przez GPS regulacja do automatycznego ustawiania szerokości bruzd i podnoszenia i opuszczania pługa na uwrociu albo automatyczna regulacja głębokości roboczej kultywatora.

Jeśli chodzi o pługi to obok tradycyjnych producentów na rynku pojawili się też nowi oferenci, czego jednak nie należy rozumieć jako renesansu tego narzędzia. Wynika to raczej z dopełniania portfolio danych firm pod kątem polityki dystrybucyjnej. Jest raczej przeciwnie, bowiem coraz powszechniejsze są metody orki i upraw bez użycia pługa, głównie w oparciu o stosowanie kultywatorów. Regionalnie rośnie też zainteresowanie siewem pasowym (technologia Strip-Till), głównie w dziedzinie uprawy kukurydzy w połączeniu z jednoczesną aplikacją gnojowicy.

Technika siewu

Wzrost ilości urządzeń do sterowania i regulacji charakteryzuje również rozwój siewników, czego przykładem może być optymalizacja umieszczania ziaren w glebie na wymaganej głębokości czy też wyznaczanie ścieżek przejazdowych przy pomocy GPS. Stale rośnie również oferta siewników dostosowanych do siewu w mulcz w kombinacji z urządzeniami do jednoczesnego wysiewu nawozów mineralnych.

Po raz pierwszy zobaczyć będzie można nowego rodzaju system przełączania parametrów ścieżek przejazdowych. W przypadku pneumatycznych siewników zmiana rytmu ścieżek technologicznych przy różnych ich szerokościach jest często związana z koniecznością przeprowadzenia skomplikowanych czynności.

Nowy system z możliwością pojedynczego przy- i odłączania poszczególnych wylotów głowicy rozdzielającej nasiona oferuje tu jedyną w swoim rodzaju elastyczność i niezwykły komfort wyznaczania ścieżek przejazdowych przy niezmiennie dokładnej ilości wysiewanych ziaren w każdym rzędzie. Rozstaw i szerokość oraz rytmy ścieżek przejazdowych można po prostu wybierać na terminalu operatora. Powrót materiału siewnego przy równoczesnej proporcjonalnej redukcji dozowanej ilości prowadzi do precyzyjnej ilości nasion również i na ścieżkach przejazdowych. Możliwość indywidualnego odłączania jednej połowy (lewej lub prawej) pozwala rozpoczynać wysiew z dowolnej strony a „Section Control" umożliwia dokładny wysiew na nieregularnych częściach pola.

Również po raz pierwszy przedstawiona zostanie nowego rodzaju innowacyjna koncepcja realizująca w jednej maszynie zarówno siew zboża jak i siew punktowy (np. kukurydzy, słonecznika), czyniąc zbędną inwestycję na zakup sprzętu do siewu punktowego. W tej wielofunkcyjnej maszynie przechodzenie od siewu rzędowego do siewu punktowego jest łatwe i komfortowe. Są w niej możliwe cztery zastosowania: siew zboża, siew kukurydzy z nawozem lub bez oraz siew kukurydzy z jednoczesnym podsiewem (ochrona przed erozją). To wielorakie wykorzystanie rozszerza spektrum zastosowania i obniża przypadające na jeden hektar koszty uprawy.

Do siewu punktowego kukurydzy i strączkowych większa ilość producentów oferuje w międzyczasie maszyny z udoskonaloną techniką rozdzielania nasion, zapewniającą wysoką dokładność nawet przy prędkościach roboczych do 15 km/h. Ze strony praktyków coraz częściej pojawia się życzenie opracowania technologii siewu punktowego również dla zbóż i rzepaku. Na targach Agritechnica również i w tej dziedzinie zaprezentowane zostały po raz pierwszy nowe rozwiązanie techniczne. Na platformie siewnika pneumatycznego realizowana jest innowacyjna technika dozowania. Materiał siewny dostarczany jest z centralnego pojemnika przy pomocy objętościowego przyrządu dozującego. Podzielony wstępnie na dawki materiał siewny transportowany jest pneumatycznie i umieszczany w danym rzędzie przez uderzeniową głowicę rozdzielającą. Prowadzenie materiału siewnego aż do redlicy odbywa się w dotychczasowy sposób bez dalszych zmian w budowie standardowego siewnika. Każdy rząd wysiewu posiada w górnej części redlicy dozownik do rozdzielania nasion ze strumienia wychodzącego z głowicy rozdzielającej. Nieuporządkowany, dozowany objętościowo strumień materiału siewnego jest tam przebierany i przekazywany pojedynczo do rurki spustowej. Przy wyjściu z dozownika jest to już uporządkowany strumień pojedynczych ziaren. Ta nowo opracowana technika siewu punktowego dla zbóż umożliwia bardzo wysokie częstotliwości przy rozdzielaniu, pozwalające uzyskiwać wydajność obecnych technologii siewu przy prędkościach roboczych od 10 do 12 km/h. Nowy dozownik do siewu punktowego przy częstotliwościach do 120 Hz jest w stanie dozować w jednonasiennej jakości 240 ziaren/m2 przy prędkości 12 km/h w odstępach wynoszących po 15 cm.

Technika nawożenia o ochrony roślin

Z uwagi na wysoki stan techniki charakteryzujący narzędzia do rozprowadzania nawozów mineralnych z dużą ilością wyróżnionych już przed dwoma laty automatycznych ustawień do optymalizacji rozprowadzania na uwrociu, na granicach pola oraz przy działaniu wiatru większość producentów z jednym tylko wyjątkiem ograniczyła się w tym roku głównie do dalszych udoskonaleń szczegółów.

Po raz pierwszy zaprezentowany został w Hanowerze pierwszy w pełni automatyczny i prowadzony w trybie on-line pomiar rozprowadzenia nawozu oraz w pełni automatyczne ustawianie tarczowego rozsiewacza nawozów w zależ-ności od rodzaju nawozu i zadanej szerokości roboczej. Przy pomocy czujników mikrofalowych i w pełni zautomatyzowanego systemu ustawienia rozsiewacza po raz pierwszy możliwe jest w pełni automatyczne osiąganie wysokiej dokładności siewu. Obracające się wokół tarczy rozsiewającej i wyposażone w mikrofale ramię rejestruje pod wachlarzem rozsiewającym bezdotykowo jego położenie i przy pomocy obrotowego dna pojemnika z otworem dozującym dostosowuje w pełni automatycznie strumień nawozu do zadanej szerokości roboczej. Podczas procesu rozsiewania strumień nawozu jest permanentnie kontrolowany i w razie potrzeby następuje automatyczna regulacja podawania nawozu na tarczę rozsiewającą. Ta nowa w pełni automatyczna zmiana ustawień rozsiewacza nawozów w zależności od zadanej szerokości roboczej w porównaniu z dotychczasową praktyką umożliwia większą precyzję bez konieczności przeprowadzania testu rozsiewu na polu.

Ochrona roślin

W technice ochrony roślin nadal utrzymuje się trend w kierunku powiększania szerokości roboczych i wielkości zbiorników oraz wyższych prędkości. Rośnie również oferta maszyn samobieżnych. Najważniejsze tego powody to dążenie do wzrostu wydajności powierzchniowej, wysokiego komfortu obsługi i jazdy oraz większej zwrotności.

Elektroniczne urządzenia regulacyjne na bazie ISOBUS do automatycznego wyłączania części szerokości roboczej, regulacji odstępów i przystosowanie belki opryskiwacza są standardem. Nowe systemy do regulowania prowadzenia belki opryskiwacza, do ograniczenia znoszenia oraz unikania zbyt dużych i zbyt małych dawek przy jeździe na zakrętach rozszerzają to spektrum. Wspomagane czujnikami sterowniki dysz zmieniają ilość środka w poszczególnych sekcjach w zależności od stopnia rozwoju roślin.

Ważnym tematem pozostaje ochrona użytkownika i środowiska. Po raz pierwszy przedstawione zostaną nowego rodzaju rozwiązania do napełniania opryskiwaczy bez ryzyka skażenia, między innymi zamknięty system do automatycznego bezdotykowego napełniania.

Technika nawadniania

Rozwój i realizacja innowacyjnych i wydajnych systemów irygacyjnych i deszczowni mają esencjonalne znaczenie dla wzrostu produkcji agrarnej i zapewnienia wyżywienia ludzkości. Precyzyjne systemy aplikowania w połączeniu z dynamicznymi czujnikami wilgotności i bezprzewodowym przekazywaniem informacji (sieci sensoryczne) charakteryzują stan techniki.

„Smart Irrigation System" to innowacyjna koncepcja dla upraw rzędowych (np. kukurydzy), która na bazie przeprowadzanych w czasie rzeczywistym pomiarów zawartości wody w glebie i bezprzewodowego przekazywania wyników tych pomiarów do biurowego komputera umożliwia rolnikowi przy pomocy komputerowego systemu ekspertowego planowanie i sterowanie irygacją odpowiednio do danego regionu i dla konkretnej uprawy. Oferowane całościowe rozwiązanie składa się z wysoce dokładnego ułożenia przy pomocy systemu RTK przewodów do nawadniania kropelkowego, ze specjalnego czujnika wilgotności ziemi dokonującego pomiaru zawartości wody w kilku warstwach gleby, z bezprzewodowego przekazu danych (obok zawartości wody oraz temperatury i wilgotności powietrza, również i ilość opadów, nasłonecznienie itd.), różnego rodzaju przewodów do precyzyjnego nawadniania kropelkowego (opcjonalnie) oraz stacji czołowej z dopasowanymi do siebie komponentami (pompy, filtry, wentyle, doprowadzenie nawozu itd.).

Taki system umożliwia wydajne wykorzystanie wody, składników odżywczych, energii i pracy przy nawadnianiu z jednoczesnym nawożeniem. Ułożenie przy pomocy systemu RTK i odpowiednie udokumentowanie ułożenia przewodów umożliwia ponadto bezproblemowe stosowanie sprzętu do orki i zasiewu pomiędzy umiejscowionymi w glebie przewodami, bez ryzyka ich uszkodzenia.

Technika zbioru zbóż

Rozwój kombajnów zbożowych charakteryzował się w ostatnich latach ogromnym wzrostem natężenia przepływu (do 80 t/h i więcej). Udoskonalone zespoły omłotowe i separatory, wyższe moce silników (do 600 KM), zwiększone szerokości robocze (do 12 m), elektroniczne urządzenia nastawcze, systemy jazdy automatycznej, interaktywne systemy wspomagania kierowcy umożliwiające daleko idącą automatyzację całego procesu zbioru (w zależności od wybranej strategii jazdy), wszystko to razem stanowi podstawę tego fascynującego rozwoju.

W połączeniu z synchronizacją i automatyzacją procesu przeładunku na jadące równolegle pojazdy transportowe przynosi to dalszy wzrost wydajności całego procesu. Biorąc ten stan techniki za punkt wyjściowy prezentowane w tym roku nowości, jak na przykład automatyczne dostosowanie liczby obrotów wytrząsacza w zależności od natężenia przepływu i nachylenia stoku albo system kamer zainstalowanych w głowicy przenośnika ziarna do cosekundowej analizy ziarna pokruszonego wydają się być stosunkowo skromne. W celu doskonalenia rozrzutu słomy i plew przy działaniu wiatru bocznego i na zboczach na bazie wskazań odpowiednich czujników wiatru i nachylenia następuje automatyczne dostosowanie kierunku wyrzutu zapewniając równomierny rozrzut na całej szerokości roboczej również przy wietrze i na stokach.

Technika zbioru ziemniaków i buraków cukrowych

Rozwój techniki zbioru ziemniaków w latach ubiegłych charakteryzował się wzrostem natężenia przepływu i wynikającymi z tego wyzwaniami dotyczącymi oczyszczania bulw od niepożądanych domieszek i ochrony przed uszkodzeniami. Po raz pierwszy przedstawiono nowego rodzaju innowacyjny pneumatyczny system, pozwalający na ostrożne oczyszczanie bulw z kamieni i grudek ziemi. W porównaniu z dotychczasowymi systemami nowe rozwiązanie umożliwi znacznie wyższą wydajność powierzchniową.

Do zbioru buraków cukrowych od lat stosuje się wydajne 6-rzędowe, a obecnie coraz częściej 9-rzędowe i częściowo również 12-rzędowe samojezdne wyorywacze czołowe. Ofertę wiodących producentów charakteryzują udoskonalenia zmierzające w kierunku zmniejszenia ilości ziemi na bulwach i redukcji strat a także optymalizacji koncepcji nie niszczących gleby podwozi przez stosowanie najnowocześniejszych technologii opon albo napędów taśmowych. Elektroniczne funkcje nadzoru i regulacji prowadzą do daleko posuniętej automatyzacji całego procesu zbioru i w połączeniu z najwyższym poziomem komfortu jazdy i obsługi stanowią najlepsze przesłanki dla całodobowej pracy przez cały okres zbioru. Zbiór buraków w połączeniu z opartą na najnowocześniejszej technologii komunikacyjnej logistyką zwozu buraka włączającą samojezdne ładowacze oczyszczające tworzy kompleksowy łańcuch stanowiący wysoce innowacyjny i wydajny system.

Technika zbioru roślin pastewnych

Wzrost szerokości roboczych narzędzi tnących i zgrabiarek, wzrost mocy silnika, inteligentna regulacja silników oraz stosowane w sieczkarniach polowych przetworniki NIR (spektroskopia bliską podczerwienią) do oznaczania zawartości składników, działające na bazie ISOBUS systemy TIM w przyczepach zbierających i prasach zwijających, zupełnie nowa prasa rolująca oraz pierwsza w pełni automatyczna pracująca non-stop prasa zwijająca wraz z wbudowanym urządzeniem do owijania bel - to stan techniki na targach Agritechnica 2011. W roku 2013 stwierdzamy systematyczne udoskonalenia bazujące na tym wysokim stanie techniki, jak np. dalszy wzrost szerokości roboczych w maszynach żniwnych oraz nowy rodzaj zębów (połączenie tworzywa sztucznego ze stalą) w urządzeniach do wstępnej obróbki.

W przyczepach zbierających łamany dyszel z automatyczną regulacją zapewnia optymalny załadunek, zoptymalizowane osie z elektroniczno-hydraulicznym układem kierowania polepszają dynamikę pojazdu na wąskich zakrętach a w pełni zautomatyzowany przyrząd do ostrzenia po raz pierwszy umożliwia ostrzenie zainstalowanych w przyczepach różnych noży zgodnie z ich indywidualnymi konturami.

W prasach do dużych bali nowy kształt tłoka (podzielony na dwie części) oraz zoptymalizowane systemy wiązałek prowadzą do znacznego wzrostu zgniotu bel i przepustowości.

We wszystkich technologiach zbioru, czy to przy użyciu przyczep zbierających, sieczkarni czy też pras rozwój polega coraz częściej na stosowaniu elektroniki i przetworników, w szczególności do ewidencji, dokumentacji i sporządzania rozliczeń, czemu towarzyszy dalsza poprawa jakości pracy, uproszczenie obsługi i wzrost wydajności.

Elektronika i oprogramowanie w rolnictwie

Wymienione dotychczas udoskonalenia i innowacje w różnych dziedzinach wyraźnie pokazują ogromne znaczenie systemów elektronicznych dla rolnictwa. W niemal każdej maszynie rolniczej napotykamy na działające na bazie ISOBUS systemy GPS i TIM do sterowania i regulowania procesów pracy włącznie z pełną ich automatyzacją. Również i w tym roku przedstawione zostaną wprowadzone tu udoskonalenia, np. oparta na bazie ISOBUS automatyczna prowadzona w trybie on-line rejestracja zbioru przy pomocy umieszczonego na wozie paszowym urządzenia do ważenia albo kalibrowane systemy ważenia z szyfrowanym przekazem danych dla bezpiecznych pod względem prawnym rozliczeń. Dla uniknięcia strat pasz przy rozpoczęciu pracy sieczkarni sterowany skaner laserowy rozpoznaje jadący z tyłu pojazd i dostosowuje odpowiednio kierunek i zasięg wyrzutu. System elektroniczny służący optymalizacji procesu i wydajności prasy kostkującej reguluje automatycznie prędkość jazdy zapewniając permanentnie maksymalną wydajność.

Obsługa kompleksowych maszyn rolniczych o nowoczesnej technologii stawia wysokie wymagania wobec ich operatorów. Aby umożliwić ćwiczenie obsługi takich maszyn również i w trybie on-line na komputerze, przedstawione zostaną po raz pierwszy symulatory, które dynamicznie odzwierciedlają zachowania maszyn przy pracy we wszelkich możliwych warunkach. Jest to pożądana i godna uwagi inicjatywa, która z pewnością znajdzie wielu naśladowców, bowiem bez treningu i doskonalenia personelu potencjał wynikający z postępu technicznego pozostanie tylko teorią.

Wymienione udoskonalenia w elektronice uzupełnia rosnąca ilość platform internetowych, umożliwiających w ramach jednego tylko systemu zarządzanie danymi dotyczącymi maszyn, pola i zleceń oraz wzajemną wymianę tych danych, charakteryzując się przy tym łatwością obsługi i bezpieczeństwem danych.

Znaczenia nabiera też coraz powszechniejsze korzystanie ze smartfonów do cyfrowego zapisu danych, sporządzania rozliczeń, przeprowadzania analiz i obliczeń, a także stosowanie aplikacji do przeprowadzania testów funkcjonalności oraz diagnostyki maszyn. Poczyniono już też pierwsze kroki w kierunku stworzenia na bazie ISOBUS dla mobilnych urządzeń zbioru niezależnych od producenta danych maszyn z możliwością ich wymiany w trybie on-line oraz nawigacji na polu.

Rewolucja cyfrowa również i w rolnictwie zmienia radykalnie życie i pracę. Elektroniczna dokumentacja prac polowych bezpośrednio na miejscu, kontrola i sterowanie maszynami przy pomocy biurowego komputera, promocja produktów w Internecie, wszystko to jest już dla wielu gospodarstw codzienną praktyką. Do tego dochodzi trend w kierunku korzystania z mobilnego Internetu przy użyciu smartfonów i tabletów, jednakże brak jest na razie obejmującej wszystkie regiony infrastruktury. Abstrahując od tego występująca w codziennej praktyce niewystarczająca kompatybilność pomiędzy traktorami i zaczepionymi na nich narzędziami różnych producentów daje tu pole do popisu.

Podsumowanie

Najważniejszym czynnikiem konkurencyjności firm jest kultura innowacyjna jej wykwalifikowanego personelu. Zależy ona od jakości i dyspozycyjności naukowców, inżynierów i wykształconych fachowców a także od jakości kształcenia w szkołach i na uniwersytetach. W szczególności dobre wykształcenie inżynierów budowy maszyn i rolnictwa jest ważnym kryterium dalszego kreowania nowych produktów i prowadzenia badań naukowych. Jest to podstawa wzrostu zdolności innowacyjnej producentów maszyn rolniczych, prowadzącej do powstawania wciąż nowych fascynujących rozwiązań technicznych, które nie tylko zachwycą gości targów Agritechnica ale też przynoszą postęp techniczny dla dobra rolnictwa i społeczeństwa.