Перспективы развития интеллектуального сельского хозяйства в современных экономических условиях (на материалах Чувашской Республики). Монография

Картография — информация, связанная с деятельностью человека, имеет геопространственную привязку. Когда речь идет об агроотрасли, в которой основная деятельность разворачивается на полях, где привлечено значительное количество техники и человеческих ресурсов, важность геопространственного фактора возрастает до 95 %. Применение современных электронных картографических решений имеет ключевое значение в данной сфере и помогает решать многие типичные проблемы агрокомпаний.

В мире многие ведущие агрокомпании уже используют современные информационные технологии для управления банком земли. Помогают в этом цифровые тематические карты. Это электронные карты, на которые нанесены четкие границы определенных участков с возможностью их коррекции. Участки легко отличаются визуально, предоставляется возможность в один клик просмотреть полную информацию о каждом участке, в зависимости от потребностей пользователя. Можно легко узнать площадь участка, культуру, которая на нем выращивается, средние показатели плодородия или эффективности, историю предыдущих посевов, последнюю дату внесения удобрений и множество другой необходимой информации в соответствии с потребностями пользователя. Эффективными и полезными решениями являются:

1)цифровые модели рельефа. Это отображение на карте дополнительно рельефности земельных участков, поскольку эти данные очень информативны. Низинные участки земли обычно могут страдать от подтоплений, в то время как участки на возвышениях — подвергаться засухам. Соответственно, можно эффективно налаживать систему полива, а также осуществлять посев влаголюбивых или влагостойких растений в оптимальных для этого локациях;

2)сопроводительная электронная документация, такая как паспорта объектов, протоколы, фото, может также быть прикреплена к участкам на онлайнкарте и отображаться при детальном изучении участка, показанного на экране;

3)визуализация динамики анализа почв, анализ спутниковых снимков с NDVI, создание карт урожайности культур, определение наиболее производительных и урожайных участков, отслеживание динамики развития культур, контроль состояния полей, прогноз урожайности и тому подобное.

Деятельность агрокомпаний тесно связана с вопросом транспортировки и хранения продукции. Компании сталкиваются с большим количеством проблем

ирисков — логистика [3]. Существуют эффективные логистические ІТ-

11

решения, которые решают задачу построения оптимальных маршрутов для сбора и доставки готовой продукции от заготовителей к складу или заводу. Маршруты строятся с помощью специальных алгоритмов в режиме реального времени таким образом, чтобы максимально эффективно использовать имеющийся автопарк компании для своевременного и качественного сбора продукции и доставки ее в определенные пункты, в заданное время.

Как показывает практика, внедрение автоматизированных логистических решений в деятельность агрокомпаний позволяет достичь заметной экономии расхода топлива и затрат времени уже в первый месяц работы. А главное — добиться повышения качества заготовки продукции, уменьшить риск ее порчи, а значит, и существенно уменьшить потери агропредприятия. Это достигается за счет максимально эффективного использования всех имеющихся транспортных средств агропредприятия: грузовместимость каждого транспортного средства, осуществляющего перевозки, должна использоваться на все 100 %, а движение по маршруту происходить без отклонений и в пределах отведенного на это времени.

Решение таких задач осуществляется с помощью таких сервисов, как Navizor.com, путем анализа расположения точек сбора продукции, расстояния между ними, грузовместимости отдельных транспортных средств, возможных маршрутов доставки, максимально допустимого времени для доставки и даже качества дорожного покрытия. Интеграция с системами GPS-мониторинга позволяет также контролировать перемещение всего подвижного состава агропредприятия в режиме реального времени и, соответственно, своевременно реагировать на значительные задержки или отклонения от маршрута. Благодаря инновационным решениям в логистике с этой задачей может справиться один диспетчер, который следит за перемещением всех транспортных средств на экране монитора.

Логистические решения позволяют планировать сбор и транспортировку сельскохозяйственной продукции из полей к элеваторам или хранилищам, учитывая важные этапы технологических процессов агропредприятия. Появляется возможность учета фактора погодных условий, ведь некоторую продукцию оптимально собирать именно в сухую погоду или наоборот после дождя, а некоторые виды — после легкого заморозка, поскольку это влияет на их качественные характеристики и дальнейшее хранение.

12

Еще одна прикладная сфера применения логистических решений — это интеграция с системами электронного документооборота, складского учета и эффективного планирования закупок, что значительно упрощает обмен информацией между смежными подразделениями агрокомпании. Все эти ІТ-решения могут быть реализованы как в комплексе с логистическими, так и отдельно, если предприятие уже использует другое учетное или складское программное обеспечение.

Мониторинг технопарка — обязателен для оптимизации планирования капитальных и текущих ремонтов, для предупреждения преждевременного износа конкретных деталей или техники в целом путем ведения учета и системы нотификаций.

Для разработки данных решений используется GPS-трекинг техники. Каждый километр фиксируется и записывается в базу данных, исчисляется количество преодоленных километров за отчетные периоды (день, месяц, год), отслеживается количество отработанных часов по каждой единице техники путем введения так называемых лог-буков — это мобильное решение, позволяющее работнику отчитываться о своей деятельности в режиме реального времени и получать уведомления, напоминания и предупреждения об отклонении от маршрута количестве переработки часов работы транспортного средства.

На основании мониторинга активности техники — построение графиков загруженности техники и планирование ее безопасного использования. Предоставляется возможность вести контроль расхода топлива, дистанционно отслеживать деятельность и передвижения каждой единицы техники и вести контроль над площадью обрабатываемой земли.

Использование лог-буков также позволяет фото- и видеофиксацию ситуации на месте работы и немедленную передачу файлов в пункт администрирования. Также мгновенно могут быть переданы данные о состоянии земельного участка и насаждений, собранные работником, от устройства работника в центральный офис.

Сложно переоценить важность анализа и планирования в данной сфере. Аналитическое планирование решают такие вопросы, как планирование оптимального соседства растений, чередование насаждений из года в год, планирование возможности смешанных посадок, на основании ведения архива посевов

13

и сборов, а также применения определенных правил оптимизации данных процессов [8].

Эффективные системы планирования позволяют минимизировать зависимость от климактерических условий, использовать особенности погоды в свою пользу, автоматизировать систему полива, планировать внесение удобрений на базе анализа состояния полей, проводить мониторинг на наличие вредителей и планировать внесение пестицидов исключительно тогда, когда это действительно необходимо. Электронный агрохимический паспорт каждого поля может быть доступным в вашем компьютере или на мобильном устройстве нажатием одной кнопки, а сохранение данных в облаке позволит доступ с любого удобного для пользователя устройства и места расположения (рис. 1).

С применением новейших ІТ-систем поля становятся по-настоящему «умными», их производительность растет, а затраты ресурсов сокращаются.

основные цели использования CRM-систем

аналитическое

Рис. 1. Структура CRM системы

HRM-системы предназначены для управления персоналом, но их функциональность шире, чем у систем автоматизации кадровых операций. Продукты этого класса позволяют работать не только с количественными, но и с каче-

14

ственными показателями персонала. Основная их задача — привлечь и удержать ценных для компании специалистов.

Позволяют упростить процесс управления взаимоотношениями с персоналом, клиентами, партнерами. Возможность в онлайн режиме выдавать инструкции работникам и реагировать на их запросы. В свою очередь, работник может формировать полевые отчеты с прикреплением фотоили видеоматериалов, есть возможность отслеживать деятельность и эффективность работы каждого работника в частности и прочее. Также внедряются эффективные программы лояльности для мотивации.

Гибкое и удобное автоматизированное управление персоналом на основе KPI (ключевых показателей эффективности) доступно уже сегодня.

Аналитика и принятие рациональных решений. Современные информационные системы позволяют забыть об оформленных вручную отчетах, которые занимают много времени и усилий, к тому же могут содержать неточности вследствие человеческого фактора. Сегодня программные продукты делают почти все:

•вычисляют отчетные показатели; сравнивают их с аналогичными за предыдущие периоды;

•отражают визуально положительную или отрицательную динамику;

•предупреждают об «узких» местах в технологических процессах.

Это надежная основа для принятия эффективных управленческих решений. Внедряя в деятельность агропредприятия инновационные технологии, руководитель инвестирует средства не в далекое будущее, а в положительную динамику уже завтра. Аналитические системы дают возможность автоматического расчета потребности в семенах, удобрениях и средствах защиты растений, а также обеспечивают функцию эффективного управления бюджетом компании.

Мониторинг здоровья и качества. Отдельная специфика у агрокомпаний, которые занимаются животноводством. Возможности современных информационных систем позволяют:

•поддерживать оптимальный микроклимат в помещениях с животными;

•отслеживать динамику здоровья, прироста массы тела и соответствия данных показателей определенным критериям;

•автоматизировать планирование структуры стада;

15

•учитывать генеалогию и биологические циклы при планировании размножения;

•автоматически формировать рацион питания;

•автоматизировать план ветеринарных мероприятий (прививок, осмотров, взвешиваний и т.д.).

Мобильность агробизнеса — отслеживание и контроль транспортных средств, контроль водителей, напоминания, предупреждения, сопровождение и поддержка. С помощью мобильных приложений вся необходимая информация находится прямо в руках у работника в любом месте, в любой момент. Такие программы помогают мгновенно вносить данные в систему и делиться ими с другими работниками.

Инновации в агробизнесе — перечень направлений не является полным. Каждая отдельная агрокомпания имеет свою специфику и требует индивидуальных инновационных решений. Менеджмент агропредприятия может легко обнаружить, что именно нужно для роста эффективности. Но иногда крайне полезными могут стать услуги аналитиков и ІТ-консультантов, которые являются профессионалами и безошибочно определяют индивидуальные потребности и решения. Сегодня уже появляются IТ компании, которые выбирают агросферу основным приоритетом своей деятельности и концентрируют свой фокус именно на решениях для данного бизнеса и становятся экспертами в этой сфере.

1.2. Интеллектуальные системы в сельском хозяйстве

Для внедрения интеллектуальных технологий требуется реинжиниринг всех отраслей, связанных с производством, хранением, транспортировкой и доведением продукции до потребителя.

При интенсификации производства, интеллектуальные системы [9] помогут минимизировать использование внешних ресурсов (удобрений, химикатов, топлива) и максимально задействовать локальные факторы (биотопливо, органику, собственные источники энергии и пр.) для этого необходимо:

1.Внедрение информационных технологий, для которых нужно наличие стабильного Интернета и соответствующего оборудования.

2.Наличие спутниковой связи, позволяющей отслеживать процессы в агропредприятии.

16

3.Наличие современной техники — трактора, комбайны, автоматизированные системы по уходу за животными (кормление, доение и пр.).

4.Применение беспилотных транспортных средств, летательных аппаратов и роботизированных систем.

5.Наличие датчиков и сенсоров для передачи информации об объектах.

6.Формирование IoT-платформы (сети Интернета вещей).

Разберем условия подробней. Информационные системы — подразумевают наличие программно-аппаратных средств, персонала отслеживающего информацию предприятия, реализующего бизнес-процессы, направленные на повышение эффективности управления. Основные цели информационной системы: дееспособность и выживаемость сельскохозяйственного предприятия; обеспечение рабочего процесса; устранение неясностей в использовании и получении информации; приведение функций предприятия в соответствие с рыночными требованиями.

Потребителей информационной системы можно разделить на внутренних и внешних. Внутренние — потребители непосредственно участвующие в производстве продукции. Внешние — бизнес-партнеры, инвесторы, посредники, покупатели продукции и пр.

Спутниковые системы — могут ежедневно зондировать поверхность земли, что позволяет создавать карту сельхозугодий, определять их использование. Космическая съемка помогает увидеть очаги эрозии, заболачивания и прочих проявлений деградации земель. Также космическая съемка делает качественную оценку всхожести и созревания урожая, выявляет заболевания на ранней стадии.

Тракторы, комбайны и другие машины сейчас оснащены устройствами ГЛОНАС/GPS с помощью которых можно отслеживать время работы, количество собранного урожая и площадь обработанных полей. ГЛОНАС/GPS датчики используются также в животноводстве, для контроля передвижения животных. Снимки спутников, сделанные в определенном спектральном канале, фиксируют движение воздушных масс, тепловые аномалии, прирост биомассы и пр. Анализируя эти данные, информационная система предупредит о вероятности тех или иных отказов, что поможет корректировать мелиорацию и гидромелиорацию.

17

Современная техника — тракторы, комбайны, автоматизированные системы по уходу за животными (кормление, доение и пр.). Внедрение современной, качественной и высокопроизводительной техники является приоритетным направлением, совершенствование машин и агрегатов, быстрое и качественное выполнение работ по экономии топлива. Машины, способные к точному земледелию, позволяют экономить до 30 % посевного материала. На рынке появляются агрегаты способные к уходу за садовыми и огородными культурами, данная техника должна соответствовать требованиям современного высокоточного и Smart Farming (разумного земледелия).

Повышение производительности труда с меньшими затратами достигается за счет современных высокоточных технологий, применения многофункциональных машин, выполняющих одновременно до девяти операций, повышения грузоподъемности, увеличения вместимости бункеров, широкого применения электроники и тому подобное.

Беспилотные транспортные средства, летательные аппараты и робо-

тизированные системы — значительно повышают производительность. Техника, стоящая больших денег, используется неэффективно. Комбайн, например, работает 6–8 ч в день. Беспилотный агрегат может работать практически круглые сутки (используя компьютерное зрение), беспилотные дроны могут создать трехмерные карты для анализа земли на содержание азота и прочих веществ.

Карты в дальнейшем используются для разработки схемы посадки. Также дроны могут опрыскивать посадки, с помощью ультразвуковой эхолокации они сканируют местность, регулируют высоту полета, что позволяет равномерно распределять количество пестицидов и агрохимикатов. Роботизация поможет и

вживотноводстве. Уже сейчас на фермах широко используются роботизированные комплексы кормления, доения, уборки. Также широко используется автоматизированная техника на птицефабриках.

Датчики и сенсоры для передачи информации об объектах — их исполь-

зование в сельском хозяйстве, обязательное условие для внедрения на агропредприятии интеллектуальных систем. Установленные на больших площадях,

вживотноводческих фермах, на машинах и механизмах, они могут постоянно передавать по радиоканалам информацию о контролируемых объектах. Влажность, температура, состояние здоровья растений и животных, данные о состоянии техники, уровне топлива и прочее. Данные с датчиков и сенсоров переда-

18

ются в центр мониторинга через радиосеть. Обязательным условием является наличие бесперебойной связи. Если надежная связь отсутствует, устанавливается специальный радиомодуль.

IoT — Интернет вещей (internet of things). Интернет вещей — это сеть связанных через Интернет объектов, способных собирать данные и обмениваться данными, поступающими со встроенных сервисов. В него входят любые автономные устройства, подключенные к Интернету, которые могут отслеживаться и управляться удаленно. В Интернете вещей используются программные системы, которые анализируют данные, полученные от IoT-устройств.

Аналитика используется в большом количестве, например, для прогнозирования технического обслуживания, ухода за растениями и животными. В общем, программы IoT могут быть задействованы во всех сферах сельского хозяйства. В зависимости от программы Интернетом вещей могут пользоваться как крупные агропредприятия, так и фермеры, владеющие небольшим хозяйством.

Следовательно, интеллектуальные системы (далее ИС) способны повысить производительность и рентабельность самых различных сельхозпроизводителей, от крупных агрохолдингов, производящих большое количество видов продукции, до самых различных мелких ферм, специализирующихся на одномдвух видах производства.

Надо отметить, стоимость внедрения ИС достаточно высока и фермерам, на первых порах, должно помогать государство. А если агробизнес окажется достаточно привлекательным для инвесторов, то проблемы финансирования ИС решатся гораздо быстрей.

1.3. Тенденции развития и экономическое значение интеллектуального сельского хозяйства

Анализ литературных источников показал, что в настоящее время развитие интеллектуального сельского хозяйства является основной стратегией инновационного развития АПК. То есть, необходимость перехода сельского хозяйства к качественно новому инновационному типу развития с учетом внешних и внутренних факторов (табл. 1).

19

Необходим повсеместный переход к прогрессивным технологиям и формам ведения аграрного производства, ускоренное приближение к мировым достижениям в этой отрасли.

Таблица 1