L'ús de sensors i intel·ligència artificial augmenta la rendibilitat de les instal·lacions agropecuàries

  vaques

La falta de desenvolupament de les noves tecnologies en el sector agrari es deu a la reticència dels responsables de les instal·lacions i a l'escassa adopció de sistemes d'informació (foto: Annie Spratt / unsplash.com)

25/11/2021
Pablo Ramos

Una tesi doctoral feta a la UOC conclou que el coneixement de les necessitats nutricionals de les granges i el mesurament remot d'inventaris permet planificar l'adquisició de matèria primera i millorar procediments


Les granges encara tenen un nivell de digitalització baix en comparació amb altres sectors industrials


La recerca s'ha aplicat a unes 500 sitges de granges de Girona, però també d'Anglaterra, Gal·les i Suècia

Segons el Ministeri d'Agricultura, Pesca i Alimentació, el paper del sector ramader en l'economia espanyola presenta un valor de producció que el 2020 va superar els 20.200 milions d'euros. Aquestes dades podrien millorar de manera ostensible gràcies a les noves tecnologies i a la intel·ligència artificial, cosa que permetria més control de tots els procediments necessaris en la producció, tal com ha confirmat una recerca de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC).

Un doctorat industrial de la UOC, adscrit al programa de Tecnologies de la Informació i de Xarxes, conclou que la incorporació de la intel·ligència artificial al sector ramader i la seva aplicació mitjançant dispositius, com ara sensors de control, optimitzaria els processos de reabastiment i planificació de serveis, milloraria la rendibilitat i reduiria costos.

«Altres sectors més industrialitzats ja fa anys que es beneficien dels principis i propostes existents en el marc de la Indústria 4.0, però el sector ramader encara és un sector amb un grau de digitalització baix», apunta David Raba, autor principal de la tesi que ha elaborat a l'empresa INSYLO Technologies SL, especialitzada en el desenvolupament de sensors volumètrics i qualitat ambiental.

En concret, el projecte va consistir en el desenvolupament i la instal·lació de sensors que mesuren amb precisió el nivell de pinso de les sitges situades a cada granja de criança de porcs i en el disseny d'algorismes que gestionaran d'una manera més eficient la distribució de pinso des de la planta de producció fins a cadascuna de les granges. L'estudi s'ha fet amb unes 500 sitges de granges de la província de Girona, i també de Manchester (Anglaterra), Gal·les i l'illa de Gotland (Suècia).

«Tant el maquinari com el programari han demostrat tenir un impacte positiu en el sector, ja que les dues eines estan dissenyades per mostrar cursos d'acció que guiïn la presa de decisions cap a la millora d'indicadors clau d'acompliment, com ara els costos de transport, el nivell d'utilització dels vehicles de distribució i el nombre de vegades que s'incorre en manca d'inventari, entre d'altres», detallen el codirector de la tesi Ángel A. Juan, catedràtic i investigador capdavanter del grup Internet Computing & Systems Optimization (ICSO), de l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3), i professor dels Estudis d’Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació de la UOC, i Rafael D. Tordecilla, investigador i estudiant de doctorat del grup de recerca ICSO.

 

Reticències a les noves tecnologies

A més, aquest treball assenyala que a les instal·lacions agropecuàries, com ara les granges, l'adopció d'aquestes tecnologies no s'ha implementat prou. Entre les causes d'aquesta falta de desenvolupament es troba la reticència dels seus responsables per la seva falta de recorregut previ i desplegament, així com per la inexistent adopció de sistemes d'informació que arribin a recollir informació útil per al funcionament i la millora dels rendiments de la instal·lació.

De fet, en moltes ocasions, la complicació més gran en la implementació de noves tecnologies es deu a la resistència de les persones al canvi. «Tot i que la tecnologia que s'ha desenvolupat en la tesi implica millores per a tots els actors, la inversió inicial, encara que baixa, és inevitable i de vegades pot resultar complicat fer aquesta inversió si no s'alineen productors, venedors, etc. Si tothom és capaç de veure i acceptar la millora que pot significar per a cadascun d'ells, és difícil no apostar per aquesta tecnologia», recalca Daniel Riera, director dels Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació de la UOC, investigador del grup ICSO i també codirector de la tesi.

«La incorporació i la integració de tots els actors en aquesta digitalització és clau, ja que els beneficis que proporciona poden disminuir a causa d'una mala sincronització amb altres agents», adverteix Raba.

 

Possibilitats de creixement en el sector

Actualment, el control dels diferents subministraments d'una instal·lació agropecuària, sobretot en aspectes com el volum de pinso necessari en una granja i el moment adequat de reposició, són una de les causes principals de les ineficiències que pateixen els fabricants i distribuïdors d'aliments per als animals. Un problema en el qual la implementació de les noves tecnologies pot tenir un paper essencial per minimitzar-ne l'impacte.

«La utilització de sensors per al control remot d'aquests inventaris en granja s'ha demostrat viable i eficaç per eliminar aquesta bretxa d'informació. A més, la incorporació d'aquesta informació fiable possibilita l'aplicació de metodologies pròpies de la recerca i l'optimització de processos de reabastiment i planificació de serveis», explica David Raba.

«La indústria d'alimentació del bestiar té un impacte ambiental molt gran pels volums amb els quals es treballa. Quan parlem d'aquest tipus de reptes, la tecnologia escala molt bé, i permet millorar eficiències de manera notable», concreta Riera sobre l'aplicació de la intel·ligència artificial al control de pinsos per al bestiar.

 

Col·laboració acadèmica i empresarial

Aquest projecte és una mostra palpable i reeixida de com la col·laboració del món acadèmic i científic, en consonància amb l'empresa, pot contribuir amb èxit a satisfer necessitats reals. «Participar en aquest projecte, no només ha estat positiu per a l'empresa, sinó que també ha aportat un gran saber fer al nostre grup de recerca. A més, s'ha demostrat com el coneixement acadèmic, que moltes vegades es creu que és netament teòric i poc pràctic, es pot aplicar a la solució de problemes reals, amb restriccions que només coneixen les persones que viuen el dia a dia dels sistemes productius i logístics», subratllen Juan i Tordecilla.

D'aquesta manera, gràcies a aquest tipus d'iniciatives, s'ofereix la possibilitat de crear una sinergia beneficiosa per als sectors acadèmic, privat i públic, ja que s'implementen solucions àgils i eficients, situades en la frontera del coneixement, per resoldre problemes amb una alta complexitat, la solució empírica o tradicional dels quals pot estar molt lluny de ser òptima.

«El sector ramader a Espanya és fort, font de riquesa i té una reputació excel·lent. I ara, els principals productors ja estan movent fitxa per aprofitar l'onada de la digitalització en tots els seus processos, a fi de millorar el seu producte, els seus processos i, per descomptat, els seus costos», vaticina Raba.

 

Aquesta recerca de la UOC fomenta els objectius de desenvolupament sostenible (ODS) 9, indústria, innovació i infraestructura, i 12, producció i consum responsables.

 

Publicacions de referència

Raba, D.; Tordecilla, R.; Copat, P.; Juan, A.; Mount, D. (2021): «A Digital Twin for Decision Making on Livestock Feeding». Interfaces / Applied Analytics (indexat a ISI SCI, 2020 IF = 1.434, Q4; 2020 SJR = 0.662, Q2). ISSN: 0092-2102.

Raba, D., Estrada-Moreno, A., Panadero, J. i Juan, A.A. (2020): «A reactive simheuristic using online data for a real-life inventory routing problem with stochastic demands». Intl. Trans. in Op. Res., 27: 2785-2816. https://doi.org/10.1111/itor.12776.

 

UOC R&I

La recerca i innovació (R+I) de la UOC contribueix a solucionar els reptes a què s'enfronten les societats globals del segle xxi, mitjançant l'estudi de la interacció entre la tecnologia i les ciències humanes i socials, amb un focus específic en la societat xarxa, l'aprenentatge en línia i la salut digital. Els més de 500 investigadors i investigadores i els 51 grups de recerca s'articulen entorn dels set estudis de la UOC i dos centres de recerca: l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) i l'eHealth Center (eHC).

A més, la Universitat impulsa la innovació en l'aprenentatge digital a través de l'eLearn Center (eLC) i la transferència de coneixement i l'emprenedoria de la comunitat UOC amb la plataforma Hubbik.

Els objectius de l'Agenda 2030 de desenvolupament sostenible de les Nacions Unides i el coneixement obert són eixos estratègics de la docència, la recerca i la innovació de la UOC.

Més informació: research.uoc.edu #25anysUOC

Experts UOC

David Raba

David Raba

Doctor per la UOC

Ángel A. Juan Pérez

Catedràtic dels Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació
Director del màster universitari d'Enginyeria computacional i matemàtiques (MECIM)

Expert/a en: Algorismes d'optimització i simulació aplicada a la logística, el transport i la producció industrial.

Àmbit de coneixement: Mètodes quantitatius i computacionals aplicats a l'empresa.

Veure fitxa
Foto del professor Daniel Riera Terrén

Daniel Riera Terrén

Director dels Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació
Director del programa d'Enginyeria Informàtica

Expert/a en: Modelització, simulació i optimització de sistemes.

Àmbit de coneixement: Programació, modelització i intel·ligència artificial.

Veure fitxa
Rafael D. Tordecilla

Rafael D. Tordecilla

Estudiant de doctorat a la UOC

Enllaços relacionats