Обзор
BlueKei Solutions — индийская консалтинговая компания, которая трансформирует бизнес для внедрения технологий с помощью методологического и систематического подходов. Они использовали системную инженерию, чтобы помочь своим клиентам в применении дронов в сельскохозяйственном секторе.
Проблема
Сценарии применения дронов разнообразны: картографирование местности, миссии по обеспечению безопасности и спасательные миссии, обеспечение продовольствием и медикаментами, а также сельскохозяйственные работы. Дроны широко используются в сельском хозяйстве для таких задач, как:
- ГИС картографирование;
- обнаружение сорняков;
- мониторинг здоровья урожая;
- планирование урожая;
- безопасность хранения и мониторинг;
- распыление пестицидов и удобрений.
Заказчиком BlueKei Solutions был поставщик услуг по внедрению дронов, который хотел определить, сколько дронов нужно использовать для распыления пестицидов и удобрений на полях.
Система поддержки дронов включала в себя перевозчика дронов, оператора, техников и зарядную инфраструктуру.
Подрядчик по применению дронов хотел заказать у производителя большое количество дронов, но тот не мог обеспечить ему этот объем. Поэтому заказчику необходимо было оптимизировать работу дронов.
Решение
BlueKei Solutions использовала агентное моделирование в AnyLogic для решения своих задач.
Для принятия правильных решений компания рассматривала несколько вопросов: сколько батерей нужно для дронов? сколько требуется перевозчиков дронов? какой тип дронов подходящий?
Инженеры смоделировали окружающую среду, поле, поведение дрона и его центр управления с помощью AnyLogic, чтобы протестировать различные сценарии с использованием ГИС карты, диаграмм состояний и расписаний.
Разработчики смоделировали 17 полей. Они также смоделировали агентов, смены операторов дронов и количество замененных батарей.
Инженеры отслеживали множество параметров: скорость зарядки и разрядки дрона, среднюю скорость полета, время автономной работы и время замены батарей.
Результаты
Результаты моделирования BlueKei Solutions с помощью AnyLogic позволили сделать несколько выводов.
Ось X показывала количество дронов. На оси Y было указано время моделирования в днях (синий) и количество замененных батарей (оранжевый). Это показывает, что после запуска четырех дронов дополнительные дроны несущественно повышали эффективность. Количество замен батареи было постоянным. Энергопотребление было аналогичным. Однако наиболее подходящее затрачиваемое время было около трех дней из-за расходов на каждый день использования дронов.
Количество дней для завершения обработки полей варьировалось в зависимости от количества дронов. Кроме того, количество замен батареи в дронах менялось в зависимости от того, на каких полях работали дроны.
Результаты имитационного моделирования показали, что вкладывать средства в дополнительные дроны нецелесообразно, потому что увеличение количества дронов не помогло бы повысить эффективность. Использование AnyLogic для планирования позволило клиенту сократить расходы на применение дронов.
При планировании использования дронов следует учитывать следующие параметры для оптимизации результатов:
- местоположение поля;
- размер поля;
- вместимость дронов;
- график работы операторов;
- емкость аккумулятора.
Эти факторы напрямую влияют на общую производительность.
Имитационное моделирование было успешно применено в сельском хозяйстве, в частности, для обработки полей, а также может быть использовано для обнаружения сорняков, оценки состояния посевов и планирования геозон.
Посмотрите видео о кейсе, представленном BlueKei Solutions на AnyLogic Conference 2021:
