נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
הערכה כלכלית וטכנולוגית של השימוש ברחפנים בחקלאות בישראל
Economic and technological assessment of using drones in Israeli agriculture
תקציר בעיברית
עוד בשנות ה-40 של המאה ה-20 נעשה שימוש בכלי טיס זעירים אותם כינו בשמם "רחפנים". מאז בעשור האחרון החל שילובם בתחום החקלאות בעולם. ענף זה מתפתח ובעל ביקוש רב יותר וזאת מתוך הרצון להעביר תהליכי עבודה מידיים עובדות לידי מכונה. הנסיבות לבחירה בכלי זה בין היתר הן גידול אוכולוסין בעולם שמביא איתו שטחים מעטים יותר לחקלאות, רצון לשימור מים, גישה בעולם המערבי לבחור בפתרונות ברי קיימא וכדומה. שילובם של הרחפנים בעולמנו נשמע מתבקש אך מאידך מונגש באחד מתחומי האדם הקדומים והבסיסיים ביותר. עבודתם של החקלאים הינה מורכבת ומייצרת התמודדות עם מזיקים, נזקי מזג אוויר, עבודה בשטחים נרחבים וכיוצא בזה. כנגזרת מכך, עולה גם הקושי של החקלאי לייצר רווח אופטימלי בתחום. משיחות שקיימנו עם מגדלים וחברות בתעשיית הרחפנים בחקלאות, אין כרגע לאף חברה או פקח מידע או מחקר מקיף שמעיד באופן חד משמעי על כדאיות כלכלית. חקלאים רבים לעיתים מתקשים להסתמך על הרחפן בתהליך באופן מלא. בהמשך לכך, הומלץ מגורמים בחברות אלו לייצר הסתכלות רחבה יותר. זאת מאחר ולרחפנים קיימים יתרונות מסויימים שאינם מגולמים בשיקולי עלות. על כן, מטרת הפרויקט שלנו היא בניית מודל אופטימזציה כלכלי לבדיקת רווחיות על ידי שימוש ברחפנים. בחרנו להרחיב את המודל ולהשוות את השימוש ברחפנים לסוגי עזר קיימים אחרים: כוח אדם ומטוסי סיוע בחקלאות. כמו כן, כדי להבין עבור איזה יבול מומלץ להיעזר ברחפן במידה וכן, בחרנו ב4 סוגי יבול נפוצים: אורז, חיטה, תפוחי אדמה וסויה. בשיחות שערכנו עם חברות וחקלאים, גילינו כי ישנם יתרונות בשילוב יבולים אלו מאחר והם קלים יותר למימוש באמצעות רחפן. מודל האופטימזציה נוסח כבעיית תכנות לינארית-סטוכסטית והותאם למידע שאספנו באמצעות מקורות ושיחות מול חקלאים. הבעיה תכלול משתני ההחלטה, פונקציית מטרה ואילוצים שונים. בחרנו ליישם את הכתיבה באמצעות שפת קוד Python וזאת בשל הרצון לייצר מורכבויות נוספות (פירוט בהמשך) שיתאימו למציאות בשטח. בחרנו להוסיף משתנה פואסוני עבור תדירות הפיקוח מאחר ובשטח קיימים אילוצים שעלולים להפחית או להוסיף להפרש הקיים בין טיסות פיקוח סמוכות (אם זה בגלל החקלאי ואם זה בגלל מזג האוויר ושאר נסיבות אחרות). התוצאות שהתקבלו מראות כי קיימת כדאיות כלכלית בבחירה ברחפנים לפיקוח על גידולים חקלאיים. מעבר לזאת, עבור כל יבול שבו בחרנו, בהשוואה מול מטוסים ופיקוח ידני, קיימת העדפה בבחירת כלי הרחפן לצורך פיקוח השדה. כמו כן, ביצענו ניתוחי רגישות במסגרת הפרויקט. ראינו כי הפונקציה מתנהגת באופן לינארי. כלומר, ככל שהגדלנו את גודל השטח, ערך פונקציית המטרה גדל באופן יציב. הייתה קיימה תנודתיות שנבעה מאלמנט חוסר הוודאות שהוספנו של כדאיות הפיקוח. בהתאם לכך, המלצות המדיניות שעולות מתוך הפרויקט שביצענו הן כי ישנה כדאיות כלכלית בשימוש ברחפנים וזאת לא בהכרח בגלל שעלות השימוש הינה נמוכה אלא גם בשל גורמים נוספים כמו נוחות השימוש, רמות ניתוח השדה, תדירויות הפיקוח, עלויות רכישה וכדומה. מאחר ומדובר בענף טכנולוגי שצומח וגדל, המידע אודותיו בשוק גדל משנה לשנה והחברות עצמן עתידות לאסוף מידע חיוני על כדאיותו, נמליץ על מחקר המשך בו יהיה ניתן לחקור את הרווחיות של ענף בהתאם לשינויים בשוק.
תקציר באנגלית
Economic and technological assessment of using drones in Israeli agriculture