Как мы разработали информационную систему для AgroTech-стартапа iFarm

1. Вводная задача от заказчика, проблематика, цели

Вы когда-нибудь задумывались о том, как еда попадает на ваш стол? Сколько километров продукты проезжают до тарелки? Cколько еды портится до появления на прилавках в магазинах? Какой углеродный след оставляет каждый фрукт, овощ или ягода по дороге?

По оценкам экспертов, за последние 150 лет исчезла половина плодородных земель, а оставшаяся часть может быть исчерпана в течение 60 лет. Население городов растет — нужны новые эффективные способы производства еды.

Эти вопросы подтолкнули основателей стартапа создать решение, которое позволяет выращивать экологически чистые и полезные продукты круглый год в любой точке мира, используя минимум пространства. iFarm предлагает бизнесу и частным заказчикам по всему миру технологии для сити-фермерства, основанные на концепции farm-to-table. В рамках этой концепции натуральные продукты попадают на тарелку с минимальным числом остановок по пути с фермы. Решение осуществляется с помощью автоматизированных локальных вертикальных ферм и круглогодичных теплиц.

На сегодня в России суммарно 2000 м² вертикальных ферм по технологии iFarm. 9000+ м² на этапе строительства и проектирования, в том числе, в Финляндии, Латвии и Литве. Продукция iFarm уже поставляется в супермаркеты и компании сегмента HoReCa.

Ежегодно выращивать органические ultrafresh продукты в промышленных масштабах технически сложно и затратно. Кроме дорогостоящей инфраструктуры, требуются высокооплачиваемые специалисты — агрономы закрытого грунта. Спрос на них растет во всем мире, а количество кадров снижается. Чтобы решить проблему, iFarm заказали у нас систему, которая автоматизирует рутинную работу агрономов, растениеводов, продавцов и логистов. С помощью неё клиенты компании смогут снизить стоимость каждого килограмма овощей, зелени и ягод и получать качественный урожай в сроки. А руководители и стейкхолдеры будут эффективнее управлять бизнесом и определять направления для развития.

С нашей стороны требовалось разработать целостную ИТ инфраструктуру, состоящую из веб (десктоп, планшет, мобайл) и серверной части.

2. Описание реализации кейса и творческого пути по поиску оптимального решения

Весной 2019 года мы с энтузиазмом стартовали проект. Чтобы результат нашей работы совпал с ожиданиями стейкхолдеров, мы начали с аналитики. По мере погружения в проект поняли, что система будет крупной и состоять из множества модулей. Количество стейкхолдеров, к мнению которых стоило прислушаться, увеличивалось. Каждый из них передавал требования со своей точки зрения. Тогда заказчик включил в проект квалифицированного продуктолога, чтобы систематизировать и устранить противоречия в требованиях.

Клиенту было важно начать планировать производственный цикл выращивания, поэтому для первого этапа разработки мы выделили следующие функциональные блоки: Планировщик, Чеклисты, Агрожурналы, Дашборд.

Планировщик посадок и загрузки ферм

Функция блока заключается в следующем. Представьте, что от “Азбуки Вкуса” поступил заказ вырастить 1000 салатов к 15 апреля. Менеджер по продажам заходит в информационную систему, вводит параметры заказа: культуру, сорт, версию (актуальную или экспериментальную), дату и объём. Система проверяет свободные места на подключенных фермах, которые соответствуют условиям запроса, и автоматически предлагает варианты размещения заказа. Алгоритм планирования учитывает освобождаемые в ближайшее время производственные мощности и совместимость с растущими на ферме культурами.

Чеклисты

После подтверждения заказа автоматически создается чеклист — список заданий для сотрудников фермы, отвечающих за посадки. В назначенный день растениеводы получают списки заданий, которые нужно выполнить по заказу. Списки представляют собой подробные инструкции — от посадки семян до сбора и упаковки конечной продукции. В конце дня ответственные за производство отслеживают статус задач. Если возникает невыполненная задача, система оповещает ответственного за производство, что её нужно проконтролировать.

Дашборд

С помощью этого модуля клиенты iFarm и сотрудники ферм “в одном окне” отслеживают важные для производства показатели — влажность, освещение, температура воздуха, pH, CO2 и другие. Также смотрят динамику показателей и отклонения от заданных целевых показателей. Когда возникает невыполненная задача, критическое изменение показателей или подтверждается заказ, система отправляет уведомление ответственным лицам.

IoT-сенсоры микроклимата на фермах, интегрированные в технологии iFarm, передают данные в режиме реального времени на сервера, где они сохраняются для обработки нейронной сетью. Наиболее важные показатели для каждого отдельного пользователя отображаются в виде понятной сводной аналитики.

Внутри дашборда мы разработали модуль мониторинга, который наглядно показывает статистические срезы. Пользователи смогут отслеживать количество сортов, культур, версий, фактические и планируемые объемы производства и продаж продукции, показатели производственной мощности. Эти данные будут использоваться для оперативного принятия управленческих решений. Информация показана в виде виджетов, которые можно гибко настраивать. Например, выбирать показ определённых параметров и размеры блоков, переставлять блоки местами, конфигурировать содержание.

Агрожурналы

Этот блок помогает агрономам вести дневник экспериментальных посадок. Он позволяет фиксировать события экспериментов, систематизировать знания о проведенных тестах, структурировать и создавать новые версии технологических карт. Чтобы повысить качество культур, клиенты iFarm смогут скачивать улучшенные версии из маркета техкарт наподобие App Store или Play Market.

Автопилотируемые дроны

Помимо информационной системы мы разрабатываем автопилотируемый дрон, чтобы контролировать состояния растений на вертикальных фермах. В работе используем технологии ML и CV. Летательный аппарат будет регулярно облетать стеллажи, делать снимки растений и отправлять их на сервер для анализа и обработки. Сейчас мы тестируем и отлаживаем работу “железа” и алгоритмов компьютерного зрения.

3. Результаты сотрудничества

Совместно с iFarm мы разработали систему, которая помогает эффективно управлять производством, мониторить процессы в режиме реального времени и принимать решения по дальнейшему развития бизнеса. За счет максимальной автоматизации процессов система снижает затраты на редкие ресурсы и стоимость владения оборудованием. Позади два этапа разработки.

Благодаря слаженной работе с клиентом мы создали решение, которое:

• рассчитывает варианты посадки, максимально загружая производство;
• дает четкие инструкции растениеводам по уходу за растениями и контролирует выполнение ежедневных агротехнических работ;
• предоставляет инструменты online-мониторинга микроклимата и производства на фермах iFarm;
• прогнозирует сроки получения урожая;
• снижает нагрузку на сотрудников ферм.

Стэк технологий: Node.js, Yii2, Angular.