CC BY
57
ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ
В. В. АЛЬТ, член-корреспондент Росс ельхозакадемии, директор
О.Ф. САВЧЕНКО, кандидат технических наук, зам. директора
Сибирский физико-технический институт аграрных проблем
E-mail: [email protected]
Резюме. Рассмотрено использование информационных ресурсов при инновационном развитии АПК, приведена схема принятия решений при производстве зерновых и сформирована модель представления знаний для создания информационных систем.
Ключевые слова: информационные ресурсы, инновации в АПК, модели представления знаний, базы данных, экспертные системы.
Использование информационных ресурсов — непременное условие и важный фактор развития сельского хозяйства наряду с улучшением энергетической базы, совершенствованием машинных технологий, достижениями генетики, улучшением кормления животных, применением удобрений и средств зашиты растений [1,2].
Информационные ресурсы должны своевременно адаптироваться к требованиям рыночной экономики, обеспечивать поддержку хозяйственной деятельности. Сегодня с учетом кризисных явлений нужны неординарные экономически обоснованные действия, касающиеся координации целей, задач и способов организации сельскохозяйственного производства. В связи с этим заслуживает внимания кластерная концепция конкурентоспособности, которая предполагает согласованное взаимодействие на различных уровнях всех участников про-изводствешгого процесса, атакже наличие сформированной в виде кластера (агропромышленного кластера) инновационно направленной, территориально локализованной интегрированной структуры с элементами сетевой организации на основе сельскохозяйственного производства, включающей различные сферы АПК [3].
Ключевой технологической составляющей эффективной работы агропромышленного кластера, на наш взгляд, могут и должны стать информационные ресурсы, основанные на профессиональных знаниях, последних достижениях сельскохозяйственной науки и производства. В связи с этим задачи создания и использования информационных систем, как завершающего звена научных исследований и технологических разработок, объединяюще го профессиональные знания и опыт дня распространения их широкому кругу пользователей в виде наукоемких удобных в применении про-фамм, приобретают новое качество, становится очевидными и безотлагательными.
Цель наших исследований — оценить значение
информационных ресурсов при инновационном развитии сельского хозяйства, определить принципы их построения, разработать схемы взаимодействия сельских товаропроизводителей с информационными системами и сформировать модель представления знаний для их создания.
Сегодня исследования по применению информационных технологий ведутся с разной степенью интенсивности практически по всем направлениям сельскохозяйственной науки и практики. Подтверждением служит рост публикаций о результатах работ, издание методических пособий, проведение конференций различного уровня, в том числе и «АГРОИНФО-2000, 2003, 2006, 2009», организованных на базе Сибирского отделения Россельхозакадемии |4}.
Достаточно много внимания уделяется использованию ш (формационных технологий в земледелии 151. Вопросы математического моделирования продукционного процесса, агромониторинта и применения агрофизических методов как физико-технического и программно-математического базиса в развитии информационного обеспечения дня точного земледелия подробно рассмотрены в работе [6], а использованию ГИС-технологий при проектировании адаптивно-ландшафтных систем земледелия, разработке сельскохозяйственных баз данных посвящен ряд работ в материалах конференций [4]. Следует отметить повышенное внимание к информационным ресурсам и в инженерно-технической системе АПК (7,8|.
Использование информационных ресурсов при инновационном развитии сельского хозяйства. Анатиз состояния аграрного производства показывает, что в существующих экономических условиях, как правило, сельские товаропроизводители хоть и думают только о своем экономическом благополучии, но все равно рассчитывают на поддержку органов власти. Как поступать в этом случае руководителям администрации? Каким сельским труженикам оказывать поддержку, какими путями и в каких объемах? Рациональны ли методики распределения субсидий и субвенций, а также способы оценки целесообразности использования получаемой поддержки? Со-вершенны ли технологии производства продукции и соблюдается ли технологическая дисциплина, каково качество продукции? Это лишь малая часть вопросов, которые необходимо решать безотлагательно, причем на основе четко прописанных правовых и экономических отношений, но вто же время с возможностью атияния на происходящие процессы, управления ими, при этом стремясь к максимуму эффективности АПК. Каким образом это все учесть, разработать механизмы решения, контроля, своевременной корректировки, прогнозирования дальнейшего запрограммированного развития?
Один из путей решения этой актуальной проблемы в современных условиях — создание динамичной структурной моде.!Ш, обеспечивающей не только оперативное
всестороннее количественное представление требуемых данных, но и, что очень важно, качественно новое восприятие практически всех сфер жизнедеятельности человека и функционирования элементов эконом и ки. Для формирования такой структуры наиболее целесообразно использование кластерного подхода [3]. Среди его явных преимуществ — возможность создания качественно новых интегрированных структуре новым типом взаимодействия — через взаимодействие элементов кластера, которое происходит посредством обмена товарами, технологиями, услугами, информацией и др. Он предполагает также согласованное взаимодействие на различных уровнях всех участников: аграрных предприятий (поставщиков сырья), предприятий сельскохозяйственного машиностроения (поставщиков оборудования), перерабатывающих предприятий пищевой индустрии, агропромышленных интегрированных комплексов (корпораций), консалтинговых организаций, научных и образовательных учреждений, органов власти, законодательных и финансовых институтов и др. Важной задачей при этом становится мониторинг производственных и других структур, определение потребности в оснащении и перевооружении техникой, решение проблем качества продукции и её конкурентоспособности и др. Это должно проводиться при тесном сотрудничестве всех кластерных структур через координационный центр, который целесообразно организовать при департаменте АП К (министерстве сельского хозяйства) области или края. Естественный элемент кластера, используемый повсеместно, — информационные ресурсы, от количества и качества которых зависит эффективность рассматриваемой структуры (рис. 1).
Очевидно, что в рамках кластерной системы органично востребован потенциал науки и образования — генераторов инновационных решений, реализуемых в виде информационного ресурса. Учитывая взаимодействие сегментов реального производственного сектора, науки и образования, появляется возможность вносить в образовательные и научно-исследовательские процессы венчурный капитал. Это должно содействовать сохранению и наиболее полному использованию научно-технического потенциала отраслей АПК, улучшению инновационного процесса.
При этом роль информационных ресурсов в кластере мы понимаем как информационное обеспечение поддержки принятия решений на всех стадиях производственного процесса, оперативное предоставление по запросам необходимых данных, сведений, вариантов научно-обоснованных технологических предложений, экспертных рекомендаций. А ж место — это технологическая платформа, состоящая из базовых программ-но-аппаратных средств и иерархически-разпетвленных специализированных профессиональных информационных систем, которая охватывает всю территорию и сферу действия агропромышленного кластера, составляет единое информационное пространство и обеспечивает защиту корпоративных интересов.
Формирование информационных ресурсов, представляющих собой органически связанную совокупность
Рис, !. Схема взаимодействия элементов агро г I ромы тленного кластера.
информационных систем (ИС), направленных на поддержку принятия решений хозяйствующими субъектами, основано на сочетание территориального и отраслевого принципов. Для создания сельскохозяйственных ИС, по нашему мнению, наиболее целесообразно использование баз данных (БД), экспертных систем (ЭС), геоинформационных (ГИС), сетевых и виртуальных технологий, С А [£-т ехналогий.
При этом на первом этапе оцениваются территориальные аспекты решения задач, создаются ИС на уровне региона, области, содержащие базы данных по площади и составу почв сельскохозяйственньжушдий, обоснованному размещению и специализации предприятий, формам и параметрам хозяйств, по с веде ниш о наличии и иогребноеги в кадрах, ресурсах и др. Некоторые параметры периодически корректируются. Например, в зависимости от прогноза погоды, урожайности отдельных культур, спроса и др. могут изменяться площади, занимаемые отдельными культурами, породы скота могут замещаться более продуктивными и др.
Следующий этап — создание информационных систем по отраслям сельского хозяйства. В их арсенале — базы данных и знаний, формируемые по типовым и разрабатываемым технологиям. Например, в ИС по животноводству входят такие крупные блоки, как содержание и кормление животных, селекция, ветеринарное обеспечение, механизация и автоматизация технологических процессов, переработка, транспортировка и хранение продукции. Аналогичные базы создаются по растениеводству. Причем разделение можно делать по группам растений или животных, например, по зерновым и овощным культурам, крупному рогатому скоту, птице, рыбе и др. Эти базы постоянно корректируются на основании сведений областных и районных управлений сельского хозяйства в зависимости отменяющихся условий. Потребителями таких ИС станут сотрудники территориальных органов управления отраслью и главные специалисты хо-зяйств, которые получат доступ к информации. Дтя создания этих систем привлекаются высококвалифицированные специалисты по конкретным отраслям знаний.
Реализацию территориального принципа можно рас-
смотреть на примере информационного обеспечения процесса производства зерна.
Каждый сельский товаропроизводитель должен иметь базу данных (БД СТП), характеризующую его хозяйство. Она должна содержать сведения о земельных угодиях, включая агроклиматические, почвенные и рельефные; машинно-тракторном парке; трудовых и финансовых ресурсах; производственной инфраструктуре и др. Дня успешной работы необходима постоянно обновляемая справочная база но финансово-экономическим вопросам с инструкциями по кредитованию производства и лизингу техники; ценами на удобрения, семена, горюче-смазочные материалы и др., закупочными пенами на продукцию.
Сведения, содержащиеся в этих БД, — исходная информация для экспертной системы по выбору сгруюуры производства в хозяйстве, которая выдаст рекомендации по наиболее выгодным направлениям и видам деятельности и (или) их сочетанию. Если при этом оказывается, что одним из основных видов деятельности должно быть выращивание зерновых, то возникает необходимость конкретизировать структуру производства: выбрать культуры и сорта, распределить площади и др. В этом специалистам хозяйства поможет экспертная система по выбору структуры производства зерна.
Следующий этап, отражающий уже отраслевой принцип. — выбор экономически обоснованной технологии производства зерна и техники для сс реализации. Для этого нужна соответствующая база данных. Далее выбор правильных управленческих решений, обеспечивающих выполнение необходимых технологий и технологических операций, ведется с учетом всей совокупности накопленных в этой области знаний (агрономических, инженерных и др.). Дія этого уже нужны экспертные системы: оценки фитосанитарного состояния посевов и выбора мер защиты от болезней; диагностики технического состояния дизелей, применяемых на сельскохозяйственной технике и др.
Отправной точкой исследований при разработке модели прсдстав-іения данных дня сгадзния информационной системы должен стать анализ непосредственных действий и решений сельского товаропроизводителя в процессе выполнения производственного задания (рис. 2). Решения он принимает с учетом условно-постоянных (характеристика почвы, севооборот и др.) и условно-переменных (природно-климатичсскис условия и др.) факторов. Используя имеющиеся ресурсы (кадры, парктехники и др.), путем решения множества промежуточных целей (сохранение влаги, борьба с сорі! якам и и др.) на основе применения тех или иных технологий (агроприемов), сельхозтоваропроизводитель стремится к достижению конечной цели — получению высокой урожайности и максимальной экономической эффективности (прибыли) возделываемой культуры с учетом шалящего отношения к почве и поддержания (улучшения) ее плодородия.
При принятии решений он привлекает всю имеющуюся враспоряжении информацию (книга, учебники, собственные знания и опыт, консультации специалистов и др.). Очевидно, что перспективный путь информацион-
ной поддержки сельского товаропроизводителя — создание компьютерной базы данных, объединяющей в перспективе все имеющиеся знания науки и практики в этой сфере. Основа создания БД при кстщептуалъном проектировании |9| — информационные требования пользователей, обусловленные решаемыми задачами. Среди них, например, выбор экономически выгодного варианта технологий, который заключается в рациональном подборе операций, определении соответствующего типа машинно-тракторного агрегата и (или) оборудования, всестороннем анализе современных сортов возделываемой культуры и средств ее защиты. Причем эти задачи могут решался как на долговременно перспективу (изменение схемы севооборота, освоение новых сортов, приобретение техники и др.), так и при оперативном управлении (подбор техники из имеющихся ресурсов; выбор средств заши ты в зависимости от типа и степени развития болезни, погодных условий и др.). Исходя из этого, разработана концептуальная модель выбора технологий, отражающая необходимые элементы знаний и отношения между ними (рис. 3). Сначала пользователь может ознакомиться с предлагаемыми вариантамитехнологий, затем уточнить предварительно выбранный вариант с учетом своих условий, потом обоеноватьего (подготовить или приобрести семена, технику, обеспечить финансирование и др.) и в итоге получить рабочий вариант технологии для реализации. Причем на каждом этапе есть возможность вертгуться к любому предыдущему. При решении этих задач привлекаются необходимые знания из БД с требуемой степенью детализации. Наличие такой модели создает методическую основу для непосредстветюй разработки предметно-ориентированной базы данных, целенаправленного сбора данных и знаний, их систематизации и формализации.
Подробно вопросы методологических подходов к созданию сельскохозяйственных ИС, принципам и этапам их построения, разработке моделей представления дан-
ных, обоснованию структуры и состава и практическому использованию рассмотрены в работах авторов [10... 13].
Таким образом, в ходе наших исследований обоснована роль и место информационных ресурсов при инновационном развитии сельского хозяйства в составе агропромышленного кластера соответственно в качестве информационного обеспечения поддержки принятия-решений на всех стадиях производства и технологической платформы, охватывающей всютерриторию и сферу действия агропромышленного кластера.
Предложен принцип построения информационных ресурсов на основе сочетания территориального и отраслевого подходов к решению производственных задач и формирования для этого соответствующего набора систем.
Разработана схема взаимодействия сельских товаропроизводителей с информационными системами и сформирована концептуальная модель представления знаний, отражающая необходимые элементы знаний и отношения между ними, учитывающая информационные потребности пользователей.
Результаты исследований использованы при создании баз данных по ресурсосберегающим технологиям производства зерна, по мобильной и другой сельскохозяйственной технике, по сорнякам и вредителям в посевах зерновых культур и их болезням; экспертных систем по техническому обслуживанию и ремонту техники, по ветеринарии; автоматизированных рабочих местатронома-земле-устроителя и агронома-технолога.
Литература.
1. Федоренко В.Ф., Бумагин Л.С.. Аронов ЭЛ. Тенденции развития мирового сельского хозяйства в начале XXf века: Аналитический обзор. — М.: ФГНУ«Росинформагротех», 2004. — 10-1 с.
2. Рунов Б.Л. Аграрная политика и информационные ресурсы стран мира: тезисы курсов лекций. — МСХА.- М., 2002. — 43 с.
3. Богданова Е.А. Стратегия формирования агропромышленного мастери региона (Электронный ресурс) Режим доступа (статья): http:/ /journal. vlsu.ru/index.php?id=l806, свободный
4. Информационные технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследовании сельскохозяйственных процессов // Мат. междунар. науч.-практ. конф. РАСХН. — Сиб. отд-ние. — СибФТИ. — Новосибирск, 2006. — е, 2 ч.: ч. 1. — 528с., ч.2. — 290 с.
5. Агрозкологическия оценка земель, проектирование адаптивно-линдшифтных систем земледелии и агротехнологий: метод, рук-во / Под ред. В.И. Кирюшина, А.Л. Иванова — ФГНУ «Росинформагротех».— М., 2005.-784 с.
6. Якушев В.П., Якушев В.В. Информационное обеспечение точного земледелия. — СПб.: Изд-ви ПИЯФ РАН, 2007. — 384с.
7. Краснощеков Н.В., Смирнов Ю.Г., Баутин В.М. Информационные ресурсы создания сельскохозяйственной техники. — ФГНУ •Росин-формагротех». — М., 2000. — 196 с.
8. Орсик Л.С. Методологические основы и стратегия организации технического обеспечения сельскохозяйственного производства. — ФГНУ*Росинформигротех». М., 2004. — 196с.
9. Хансен Г., Хансен Д. Базы данных. Разработка и управление: пер. с англ. — М.: Ьином, 1999. — 704 с.
/0. Савченко О.Ф. Методологические аспекты создания информационных систем в сельским хозяйстве// Достижения науки и техники АПК. - 2006. -МН. - С. 5-9.
11. Ajtbm В.В., Каличкин В.К. Перспективные информационные технологии интенсификации сельского хозяйства//Достижения науки и техники АПК. - 2007. — №5. — С. 34-37.
12. Компьютерные информационные системы в агропромышленном комплексе/ Под ред. Альта В.В: РАСХП, Сиб. отд-ние, СибФТИ. — Новосибирск, 2008. — 220 с.
13. Альт В.В. Методические основы создания поисковых баз данных / В.В. Альт, Т.А. Гурова, Т.П. Боброва, С.Г. Денисюк//Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. — Новосибирск, 2009. — № 6. - С. 74-9.
INNOVATIVE DEVELOPMENT OF AGRICULTURAL SECTOR ON THE BASIS OF INFORMATION RESOURCES
V.V. Al’t, O.F. Savchenko
Summary. Use of information resources when the innovative development of agricultural sector is examined, scheme of decision-making in the production of cereals is given, and model of knowledge view for information systems creation is formed.
Keywords: information resources, innovation in agricultural sector, model of knowledge view, database, expert system.
