Цифровые технологии в АПК. Учебное пособие

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………. 4

1.Устойчивое развитие АПК в условиях цифровизации……. 6

2.Цифровая обработка производственных данных АПК в среде визуального проектирования………………………….. 24

3.Программные средства реализации информационных процессов в агропромышленном комплексе…………………. 40

4.Информационная система АПК как фактор автоматизации

производственных процессов…………………………………… 61

5.Цифровые технологии защиты производственной

информации в АПК………………………………………………… 77

Тесты………………………………………………………..…….. 94

Заключение……………………………………………….……… 100

Список литературы……………………………………………… 102

3

ВВЕДЕНИЕ

Цифровой потенциал АПК в настоящее время ассоциируется

с такими важными системными компонентами информационных

технологий, как: искусственный интеллект и интернет вещей в

аграрной сфере; «умные» поля, фермы и смарт-производства;

квантовые технологии в генетике и селекции растений и животных;

туманные, граничные и гибридные облачные ИТ-технологии в

производстве и сфере услуг АПК; автоматизация и роботизация

сельскохозяйственных процессов, включая использование БПЛА,

а в перспективе и биороботов.

Главным звеном цифровой трансформации бизнес-

процессов на производстве являются программные средства

реализации информационных процессов на предприятиях АПК. В

настоящее время умение моделировать и программировать

производственный процесс - не что иное, как цифровое отражение

субъективного видения потока работ в виде формальной модели, состоящей из взаимосвязанных операций и обоснованных алгоритмов оптимальных решений. Целью моделирования информационных процессов в организации агропромышленного комплекса является систематизация знаний о компании и ее информационной архитектуре в визуально-программной форме для аналитической обработки полученной информации в цифровой среде.

Во-первых, моделирование информационной системы АПК – это ответ практически на все вопросы, касающиеся совершенствования деятельности предприятия и повышения его конкурентоспособности. Во-вторых, руководство предприятия, внедрившие у себя конкретную цифровую методологию, будет иметь информацию, которая позволит самостоятельно совершенствовать свое предприятие и прогнозировать ИТ-

перспективы его развития.

В настоящее время на рынке цифровых технологий представлены несколько специальных программ, позволяющих проанализировать производственно-хозяйственную деятельность предприятия АПК и построить архитектурную модель ИТпроцесса. В данном случае выбор методологии и цифровых инструментов, с помощью которых проводится моделирование информационных систем, принципиального значения не имеет.

Существуют стандартизированные, опробованные временем методологии и инструментальные средства, с помощью которых

4

можно обследовать предприятие и построить алгоритм его

устойчивого развития.

Особое значение придается цифровой обработке

производственных данных АПК в среде визуального

проектирования, что необходимо, прежде всего, для поддержки и

принятия обоснованных ИТ-решений на предприятиях

агропромышленного комплекса. Наиболее близкими к системам

поддержки принятия решений являются так называемые

экспертные системы и автоматизированные системы управления

аграрным комплексом. Эти цифровые системы позволяют решать

задачи оперативного и стратегического управления на основе

данных бухгалтерского учета о производственной и финансовой

деятельности компании в ИТ-архитектуре развития АПК.

В результате изучения учебной дисциплины аспирант

должен:

-знать основы теории формирования и развития цифрового

общества, систему факторов, влияющих на его информационную архитектуру АПК; основные подходы к оценке уровня цифровизации в сфере аграрного производства; принципы функционирования экономики данных и прорывных технологий; основные закономерности и проблемы цифровой трансформации АПК.

-уметь научно и методически обосновать системные основы использования моделей цифровой трансформации АПК и дать оценку основных проблем цифровизации агропромышленного комплекса; осознанно применять основные закономерности функционирования информационной подсистемы АПК для решения задач по цифровизации процессов в научной и профессиональной сфере деятельности;

-приобрести навыки самостоятельной квалифицированной работы в области решения проблем устойчивого развития

цифровых технологий в АПК, современных ЦТ-подходов к управлению аграрным производством, перспектив применения цифровых технологий на предприятии.

Автор учебного пособия выражает искреннюю благодарность доктору экономических наук, профессору Е. Н. Белкиной и доктору технических наук, профессору В. Ф. Минакову за высказанные конструктивные пожелания и замечания.

5

1.Устойчивое развитие АПК в условиях цифровизации

Вопросы:

1.1.Цифровизация как высшая ступень развития и

функционирования информационных технологий

1.2.Информационный потенциал агропромышленного

комплекса как фактор его инновационного развития

1.3.Трансформационная модель АПК и проблемы

экономической и информационной устойчивости сельских

территорий

1.1.Цифровизация как высшая ступень развития и

функционирования информационных технологий

Одним из условий устойчивого социального и экономического

развития современного общества является позитивная трансформация процессов в информационной сфере, что, несомненно, включает в себя постоянную модернизацию информационных и цифровых технологий на производстве. Необходимость внедрения и развития информационных систем и технологий является одной из компонентов стратегического и устойчивого развития бизнес-структур. Это позволяет эффективно задействовать информационный ресурс в качестве драйвера и важнейшего инструмента постоянного инновационного совершенствования.

В настоящее время информационные и цифровые технологии ассоциируются с такими важными системными компонентами, как: искусственный интеллект и интернет вещей и услуг, социальные сети и гаджеты, электронные сервисы торгов и платежей, «умные» дома и города, смарт-производства и

квантовые технологии, системы распределенного реестра, туманные, граничные и гибридные облачные технологии, автоматизация и роботизация, технологии виртуальной и дополненной реальности. Именно цифровизация является инновационным трендом дальнейшего устойчивого развития информационного общества. По мнению большинства ученых и практиков, информационная система состоит их трех взаимодействующих подсистем: программного, кадрового и

технического обеспечения в рамках функционирующей информационной системы. В свою очередь, в рамках

6

программного обеспечения функционируют и развиваются

информационные технологии.

По нашему мнению, высшей стадией развития

информационных систем и технологий являются цифровые

технологии. Хотя в научной литературе нередко отождествляются

между собой информационные и цифровые технологии, что

неверно, по крайней мере – это спорное утверждение.

Мы согласны с тем современным научным подходом, когда

к цифровым технологиям следует отнести все то, что связано с

электронными вычислениями и преобразованием данных: это -

гаджеты, электронные устройства, технологии, программы;

искусственный интеллект, нейронные сети, интернет вещей,

смарт-технологии и роботы, иммерсионные технологии и

инновационные архитектуры облачных технологий.

Таким образом, цифровые технологии в настоящее время

ассоциируются с такими важными системными компонентами

информационных технологий как, как:

-искусственный интеллект и интернет вещей и услуг; -социальные сети и гаджеты, электронные сервисы торгов и

платежей; -«умные» дома и города;

-смарт-производства и квантовые технологии; -системы распределенного реестра, туманные, граничные и

гибридные облачные технологии; -автоматизация и роботизация, включая биороботов;

-технологии виртуальной и дополненной реальности; -3D-печать и 5G, и 6G -технологии, квантовые

вычислительные системы; -нано- и биоинформационные технологии; криптовалютные

операции и блокчейн.

В этой связи правомерно вести речь об информационной

(цифровой) устойчивости организации. Она означает важнейшее свойство предприятия сохранять параметры своего ИТфункционирования на достаточно длительном временном интервале. Информационная конкурентоспособность и устойчивость организации позволяет ей эффективно развиваться в условиях цифровой трансформации внутренней и внешней среды.

В свою очередь, устойчивое информационное развитие

предприятия – это стратегическое направление экономически обоснованного, стабильного и эффективного воспроизводства его

7

ИТ-потенциала, преимущественно на расширенной основе, не

противоречащее развитию социально-экономической и

экологической сферы в целом.

Цифровизация, предполагающая более весомое устойчивое

развитие информационных систем и технологий, является тем

глобальным трендом, который технологически и инновационно

изменяет информационный мир, делая его более «умным»,

мобильным и виртуальным. Сама же экономика в условиях

дигитализации общества становится продуктом знаний.

Таким образом, цифровизация – это процесс цифровой

информатизации всех отраслей и производств, секторов

регионального комплекса.

Перспективы устойчивого развития цифровых технологий

целиком и полностью будут определяться инновационными

технологиями бионического направления, масштабным

моделированием активности человеческого мозга,

биотехническими системами, а также информационной интеллектуальной деятельностью субъекта.

Развитие современной цивилизации характеризуется прежде всего цифровизацией экономики, диджитализацией образования и соответственно трансформацией информационной и общественной среды и в целом:

-значительно увеличивается скорость информационных процессов, вследствие чего изменяются социальные ритмы, растет скорость социальных процессов;

-происходит визуальный поворот в культуре и в познании, значительно расширяются возможности использования социальной памяти, достигается интеграция разнообразных потоков информации (мультимедиа);

-усложняется образ понимаемого мира (предмета) как синергетической системы, развивается логика гипертекстуального

(нелинейного) мышления.

Вданном случае элементами научного вклада, характеризующими актуальность и практическую целесообразность затронутого вопроса, могут быть следующие результаты исследования: уточнение экономической, социальной

иинформационной сущности категории «устойчивое развитие информационной системы». В обобщенном виде это понятие должно характеризоваться вектором трех направлений

идентификации:

- как составная часть информационной системы организации;

8

-как информационный элемент по созданию оптимального

механизма цифровой устойчивости предприятия;

-как важнейший компонент его дальнейшего цифрового

развития.

Таким образом, современная проблематика устойчивого

развития цифровых систем и информационных технологий имеет

свою очевидную актуальность и практическую значимость. Прежде

всего данный аспект применим к кругу методических и прикладных

ИТ-разработок. Очевидно, что научные исследования в области

цифровой трансформации заключаются в комплексном ИТ-

анализе тенденций и мониторинге перспектив формирования

устойчивого развития информационной системы на предприятии,

ееоценки функционирования на уровне организации и разработке

перспектив развития информационной структуры и

направленности использования ИТ-компонентов цифровой

архитектуры.

1.2.Информационный потенциал агропромышленного комплекса как фактор его инновационного развития

Важнейшим условием устойчивого социального и экономического развития регионального АПК является трансформация процессов в информационной сфере. Это предполагает постоянную модернизацию информационных и цифровых технологий в аграрном производстве. С другой стороны, необходимость внедрения и развития информационных систем и цифровых технологий является одной из компонентов стратегического и устойчивого развития современных бизнесструктур. В настоящее время именно информационный потенциал агропромышленного комплекса становится все более значимым фактором и важнейшим инструментом его дальнейшего

инновационного развития.

Проведенный анализ научной литературы по вопросам совершенствования информационных систем показывает, что в настоящее время большинство исследований сосредоточено на ИТ-мониторинге основных проблем инновационного развития АПК и его предприятий [1, 4], цифровой устойчивости производственных процессов и основополагающих аспектах модернизации информационных систем и цифровых технологий

[3], благодаря созданию умных полей, ферм и других производственных смарт-систем. Утверждается, что именно

9

прорывные технологии всеобъемлющей цифровизации и

инновационные векторы в сфере информатизации аграрного

сектора предопределяют устойчивое социально-экономическое

развитие сельской территории и ее хозяйственных объектов [6].

Внастоящее время информационные, коммуникационные и

цифровые технологии ассоциируются с такими определяющими

развитие АПК системными компонентами, как: нейронные и

квантовые технологии аграрного производства, искусственный

интеллект и интернет вещей, мобильные сети и гаджеты в сфере

агропромышленной коммуникации, электронные сервисы и

платформы, умные производства, облачные технологии и их

разновидности, роботизация агропромышленных процессов,

компьютерная виртуализация реальности. В перспективе

развивающаяся архитектура цифровых систем станет важнейшим

инновационным трендом совершенствования и устойчивого

развития современного сельского хозяйства.

Выделим следующие драйверы устойчивого развития цифровых систем в агропромышленном комплексе: нейророботизированные технологии, аграрные медиа-площадки и интернет, ИТ-обработка больших производственных данных АПК, электронные платформы и комплексы распределенного реестра, технологии функционирования фотонных и сенсорных устройств. Не случайно большое значение придается постоянному развитию искусственного интеллекта, квантовым вычислительным системам, биоинформационным технологиям.

Вагропромышленном комплексе наиболее актуальным считается применение нейронных сетей и подсистем электронной взаимосвязи наиболее важных ИТ-компонентов при изучении устойчивого развития агробиологических систем в растениеводстве, включая садоводство, плодоводство, овощеводство. При этом сетевые архитектуры все чаще

внедряются в процесс эксплуатации электронных систем агро-био- мониторинга земель в земледелии [2].

Большое значение придается ИТ-проектированию, например,

вобласти генетики и селекции растений, в оценке химических средств защиты растений и при эксплуатации землеустроительных систем, все чаще находит свое производственное применение мобильная архитектура нейронных сетевых компонентов.

Врамках совершенствования технологий искусственного интеллекта в АПК развивается эффективная система

10