Puutarhatuotteen elinkaaren reaaliaikainen seuranta tuotantoympäristössä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä käsiteltiin puutarhatuotteen elinkaaren reaaliaikaista seurantaa tuotantoympäristössä sekä siihen kehitettävän työvaiheseurantaohjelman suunnittelua. Työn tavoitteena oli luoda ratkaisu, jonka avulla kohdeyritys voi seurata kasvieriin kohdistuvia manuaalisia työvaiheita eräkohtaisesti, täydentää automaatiojärjestelmän tuottamaa dataa ja parantaa tuotannon hallittavuutta. Seurantajärjestelmän tuottamaa tietoa voidaan hyödyntää laadunhallinnassa, kasvatustulosten analysoinnissa sekä tulevien tuotantoerien optimoinnissa.

Opinnäytetyössä esiteltiin suomalaisen kasvihuonetuotannon rakennetta ja koristekasvituotannon erityspiirteitä sekä kuvataan puutarhakasvin kasvattamisen keskeisiä työvaiheita biologiselta ja tuotannolliselta näkökulmalta. Lisäksi tarkasteltiin kasvunsääteiden, biostimulanttien sekä kemiallisten ja biologisten torjuntamenetelmien käyttöä viljelyssä. Kohdeyrityksen automaatiojärjestelmä, Ridder CX500, esiteltiin osana tuotantoympäristöä, ja sen rajoitukset eräkohtaisten toimenpiteiden seurannassa muodostivat perusteen uuden ohjelman kehittämiselle.

Työvaiheiden kirjaamiseen suunniteltiin relaatiotietokantaan perustuva ratkaisu sekä Node-RED-alustalle toteutettu tapahtumapohjainen ohjelmarunko. Järjestelmä hyödyntää QR-koodipohjaista tunnistamista, jonka avulla kasvierät ja niiden sijainnit yhdistettiin tietokantaan. Ohjelma kirjaa työvaiheet aikaleimoineen ja ehdottaa seuraavia toimenpiteitä kasvin kasvatusviikkojen perusteella. Työn tuloksena syntyi työvaiheseurantaohjelman toiminnallinen konsepti, jonka avulla manuaaliset työvaiheet voidaan yhdistää kasvieriin ja sijaintiin. Ratkaisu luo pohjan jatkokehitykselle ja tarjoaa mahdollisuuksia tiedolla johtamisen kehittämiseen puutarhatuotannossa.

This thesis examined the real-time lifecycle monitoring of horticultural products in a production environment and presets the design of a work phase tracking system tailored for this purpose. The aim of the thesis was to create a solution that enables the commissioning company to monitor manual cultivation tasks on a batch-specific level, complement the data provided by existing automation system, and improve overall production controllability. The data generated by the tracking system can be utilized in quality management, analysis of cultivation results, and optimization of future production batches.

The thesis presented the structure of Finnish greenhouse production and the specific characteristics of ornamental plant cultivation, as well as described the key cultivation work phases of horticultural plants from biological and production-related perspectives. In addition, the use of growth regulators, biostimulants, and chemical and biological plant protection methods are examined. The automation system Ridder CX500 used by the commissioning company has been introduced as part of the production environment, and its limitations in batch-level monitoring form the basis for the development of a new tracking system.

A solution based on a relational database was designed for recording work phases, along with an event-driven program framework implemented on the Node-RED platform. The system utilizes QR-code based identification to link plant batches and their physical locations to the database. Work phases are recorded with timestamps, and the system suggests actions based on the plant batch’s cultivation weeks.

As a result of the thesis, a functional concept for a work phase tracking system was developed, enabling manual work phases to be linked to specific plant batches and locations. The solution provides a foundation for further development and offers opportunities for advancing data-driven management in horticultural production.