CC BY
496
УДК 004.738.5:63
О ПЕРСПЕКТИВАХ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЖИВОТНОВОДСТВА
А.Д. Федоров, кандидат технических наук О.В. Кондратьева, кандидат экономических наук О.В. Слинько, старший научный сотрудник ФГБНУ «Росинформагротех» E-mail: [email protected]
Аннотация. Рост населения Земли, прогнозируемый Организацией Объединенных Наций, требует к 2025 г. увеличения на 70% объемов производства продуктов питания, значительную долю которых обеспечивает животноводство (мясные и молочные продукты). Это, в свою очередь, требует повышения производительности труда как в животноводстве, так и в целом по агропромышленному комплексу. Этого можно достигнуть путем модернизации сельского хозяйства, в том числе подотрасли животноводства, применения инновационных технологий (информационных, цифровых и др.). Цель исследований - аннализ современного состояния цифровизации животноводства, выявление определяющих направлений в процессе цифровой трансформации экономики (в том числе аграрной) и перспектив применения интернета вещей в сельском хозяйстве. При проведении исследований использованы информационные материалы, в том числе с сайтов, где представлены результаты исследований и сведения по цифровизации животноводства; проведены их анализ и обобщение. Уровень внедрения цифровых технологий в сельское хозяйство пока остается низким. По этому показателю Россия занимает 15-е место в мире. По прогнозам, к 2026 г. рынок информационно-компьютерных технологий в сельском хозяйстве должен вырасти как минимум в пять раз. Эффективным инструментом в достижении нового уровня цифровизации является интернет вещей. Пока Россия занимает только 1,5% от мирового объема интернета вещей, в сельском хозяйстве этот показатель еще ниже. Важность ускоренного развития цифровизации сельского хозяйства России обуславливается необходимостью резкого повышения эффективности сельскохозяйственного производства, существенного сокращения количества работников, необходимых для производства требуемых объемов сельскохозяйственной продукции. Перспективным направлением является точное животноводство. «Умные фермы» позволяют повысить производительность животных и качество продукции. По оценке экспертов рынка, автоматизированные системы откорма, дойки и мониторинга здоровья поголовья скота могут повысить надои на 30-40%. В зарубежных развитых странах ускоренными темпами развивают инновационные технологии с применением искусственного интеллекта, автоматизации и цифровых платформ. Повышение производительности труда, обеспечение конкурентоспособности животноводства и в целом российского сельского хозяйства требует внедрения цифровизации на основе новейших достижений в информационных технологиях.
Ключевые слова: информационные технологии, цифровизация, инновации, сельское хозяйство, животноводство, интернет вещей, большие данные.
Постановка проблемы. Перед сельским хозяйством стоит задача увеличить производство продукции в связи с растущим населением Земли. К 2025 г., по прогнозам ООН, будет необходимо производить на 70% больше продуктов питания, чем в настоящее время. Значительная доля продуктов питания - животноводческого происхождения (мясные, молочные продукты и др.). Предполагается рост спроса на сельскохозяйственную продукцию, появление ряда новых вызовов и принципиально новых требований к уровню производительности в отрасли.
В мире наступает эпоха цифровой трансформации экономики, к 2020 г., по прогнозным данным экспертов, 25% мировой экономики перейдет к внедрению технологий цифровизации, позволяющей функционировать эффективно. Развитые страны, завершив индустриализацию, ускоренными темпами развивают инновационные технологии, где доминирует искусственный интеллект, автоматизация и цифровые платформы. Мировые расходы на научно-технологические разработки составляют около 2 трлн долл. США с ежегодным приростом в среднем 4% [1].
О необходимости модернизации российской экономики свидетельствует Госпрограмма «Цифровая экономика Российской Федерации», утвержденная распоряжением Правительства РФ от 28 июля 2017 г. № 1632-р, где указано: «...данные в цифровой форме являются ключевым фактором производства во всех сферах социально-экономической деятельности, что повышает конкурентоспособность страны, качество жизни граждан, обеспечивает экономический рост и национальный суверенитет».
Устойчивое развитие агропромышленного комплекса, обеспечение продовольственной независимости страны, повышение экспортного потенциала требует превращения его в конкурентоспособную высокотехнологичную отрасль с высокой производительностью труда и низкими непроизводительными затратами. Необходим технологический прорыв, неотъемлемой частью которого является внедрение в агропромышленное производство цифровых технологий. Это определяет актуальность данного исследования.
Цель исследований. Анализ современного состояния цифровизации животноводства, выявление определяющих направлений в процессе цифровой трансформации экономики (в т. ч. аграрной) и перспектив развития интернета вещей в сельском хозяйстве.
Материалы и методы исследований. При проведении исследований использованы информационные материалы, в том числе с сайтов Минсельхоза России, российских и зарубежных организаций, где представлены результаты исследований и сведения по цифровизации сельского хозяйства. Проведены их анализ и обобщение.
Результаты исследований и обсуждение. Материалы Международного независимого института аграрной политики свидетельствуют, что ключевым трендом мировой экономики последнего десятилетия является широкое внедрение цифровых технологий. Однако уровень внедрения цифровых технологий в сельское хозяйство пока остается низким. Мировыми лидерами по внедрению цифровых технологий являются ГГ-компа-нии, медиа, финансы и страхование. В реаль-
ном производстве и логистике уровень циф-ровизации значительно ниже, а самый низкий - в сельском хозяйстве (главный сдерживающий фактор - особенности ведения агропроизводства) [2]. Россия по уровню цифровизации в сельском хозяйстве занимает 15-е место в мире [3].
Ключевые тренды внедрения цифровых технологий в сельском хозяйстве, а также последние научные разработки и их практическое применение в отрасли обсуждались на конференции «Точное земледелие 2018», состоявшейся в технопарке «Сколково», было отмечено, что доля рынка цифровых технологий в сельском хозяйстве России будет расти с каждым годом. По прогнозам, к 2026 г. рынок информационно-компьютерных технологий в сельском хозяйстве должен вырасти как минимум в пять раз [4].
Вопросы ускорения цифровых преобразований в сельском хозяйстве, формирования цифрового сельского хозяйства, анализа сельскохозяйственных данных и технических решений для фермерских хозяйств были рассмотрены в ходе панельных дискуссий участниками международной конференции «Цифровая трансформация сельского хозяйства», организованной Фондом развития интернет-инициатив (ФРИИ), Минсельхозом России и Всемирным банком совместно с Ассоциацией интернета вещей, состоявшейся 15 мая 2018 г. в Москве. Было отмечено, что Минсельхозом России разрабатывается программа «Цифровая трансформация сельского хозяйства», которая прошла первый этап экспертизы и в ближайшее время будет направлена на дальнейшее рассмотрение. Рассмотрен зарубежный опыт внедрения цифровых технологий в АПК. Общий мировой объем инвестиций в цифровые технологии для нужд сельского хозяйства достиг 10,1 млрд долларов за последние 5 лет. Пока Россия занимает только 1,5% от мирового объема интернета вещей, при этом в сельском хозяйстве доля еще ниже. Увеличение инвестиций откроет новые возможности для цифровизации сельского хозяйства [5]. Важность ускоренного развития цифровизации для агропромышленного комплекса России
обуславливается тем, что это позволит не только резко повысить эффективность сельскохозяйственного производства, но и существенно сократить количество работников, необходимых для производства требуемых объемов сельхозпродукции [6].
Эффективным инструментом в достижении нового уровня цифровизации является интернет вещей (Internet of Things, IoT) -сеть связанных через интернет объектов, способных собирать данные и обмениваться данными, поступающими со встроенных сервисов. IoT, по данным Всемирного исследования PwC Digital IQ за 2017 г., занимает первое место среди восьми прорывных технологий, способных изменить бизнес-модели компаний или целых индустрий, опережая в этом рейтинге искусственный интеллект, дополненную реальность, технологию, связанную с созданием дронов и управлением ими, блокчейн и ряд других [7].
«Умное сельское хозяйство» ставит перед собой цель максимально автоматизировать сельскохозяйственную деятельность, увеличить объемы производства и повысить качество продукции. Перспективным направлением является точное животноводство (по аналогии с точным земледелием). Из элементов точного животноводства наибольшее применение нашли идентификация и мониторинг отдельных особей животных с использованием современных информационных технологий (рацион кормления, удой, привес, температура тела, активность), удовлетворение их индивидуальных потребностей; автоматическое регулирование микроклимата и контроль за вредными газами; мониторинг состояния здоровья стада, качества продукции; электронная база данных производственного процесса; роботизация процесса доения. Благодаря использованию электроники, датчиков, специального программного обеспечения и компьютеров делается возможной точная идентификация отдельных особей животных, что позволяет осуществлять их индивидуальное обслуживание. В настоящее время уже на практике применяется автоматическое кормление с индивидуальным дозированием корма, ис-
пользуются электронные системы контроля движения для определения больных животных или животных в охоте, автоматически документируется индивидуальная и мясная продуктивность, качество молока и мяса [8].
Для выявления половой охоты коров используются компактные беспроводные носимые датчики. В основе работы датчика лежит непрерывный мониторинг движения животного с помощью трехосного акселерометра. Во время охоты корова проявляет повышенную активность, что позволяет по показаниям акселерометра после их обработки сигнализировать о наступлении охоты у животного. Датчик закрепляется на шее животного, постоянно регистрируя и передавая параметры ее активности. Мощность сигнала, алгоритм обработки и периодичность отправки оптимизированы. Встроенный радиомодуль передает данные по радиоканалу на расстояние до 10 км. На базе технологий интернета вещей построена система мониторинга стада животных компании «Крок». Решения для мониторинга скота на основе технологий интернета вещей активно прорабатываются, они гарантируют сельхозтова-ропризводителям ряд преимуществ, в том числе существенное сокращение различных потерь и издержек, связанных с выпасом животных, что обеспечивает повышение прибыли предприятия [8].
Группа компаний ISBC сертифицировала отечественные радиочастотные метки в международной организации International Committee for Animal Recording (ICAR). RFID-метки предназначены для автоматизированной идентификации и учета животных. Продукция зеленоградского завода ISBC успешно прошла все проверки на соответствие мировым стандартам ISO 11784 и ISO11785. Теперь Россия самостоятельно производит сертифицированные RFID-метки для животных. Четкая идентификация больных животных позволит вовремя выявить зараженные продукты, включая импортные, предотвратить эпидемии опасных заболеваний, что обеспечит продовольственную безопасность. Радиочастотная идентификация обеспечит 100%-й контроль. Весь путь продуктов «от
поля до стола» станет прозрачным, и будет уверенность в здоровье буренки, изображенной на пакете молока. Интернет вещей будет реализован на практике в простой технологии, нужной каждому человеку [9].
Дальнейшее развитие систем цифровизации животноводства направлено на универсализацию, обусловливающую совместимость различных систем, сопоставимость собранных данных, охват всей производственной цепочки [8]. «Умные фермы» (датчики, устройства и программное обеспечение для мониторинга) позволяют повысить производительность животных и качество продукции. По оценке экспертов рынка, автоматизированные системы откорма, дойки и мониторинга здоровья поголовья скота могут повысить надои на 30-40%.
В настоящее время на российском рынке нет комплексных отработанных локализованных ИТ-решений для внедрения. Существует множество отдельных предложений, однако предприятия сталкиваются с трудностями при адаптации этих решений под свои потребности и интеграции решений между собой [7]. По оценкам аналитиков, к 2020 г. в сельском хозяйстве ожидается до 100 млн подключенных устройств интернета вещей [9]. Агентство стратегических инициатив (АСИ) совместно с бизнес-сообществом представило в сентябре 2017 г. «дорожную карту» развития рынка продовольствия FoodNet (умное сельское хозяйство), которая является частью Национальной технологической инициативы (НТИ). В соответствии с «дорожной картой» к 2035 г. российские компании должны занять более 5% мирового рынка в пяти приоритетных сегментах. Среди них - «умное сельское хозяйство» (в производстве используются автоматизация, искусственный интеллект, большие данные) [9]. Как отмечается в «дорожной карте», реализация FoodNet позволит достичь целей, заложенных в стратегии научно-технологического развития: перехода российского АПК к высокотехнологичному производству и снижению зависимости от импорта, а также выхода российских компаний на перспективные мировые рынки. В «дорожной карте»
определены семь приоритетных проектов, которые также отнесены к первоочередным проектам НТИ. Один из них - «умное» сельское хозяйство - должен показать наибольшие темпы роста: среднегодовой рост рынка может составить 12%, а сам он через 20 лет достигнет 480 млрд долл. США (для сравнения: в 2015 г. - 46 млрд долл.) [9].
В российском сельском хозяйстве имеется большой потенциал для развития и внедрения перспективных инновационных технологий, в том числе информационных и цифровых [10]. На круглом столе «Цифровая трансформация АПК: следующий этап», состоявшемся в рамках Российской агропромышленной выставки «Золотая осень-2018», директор Департамента цифрового развития и управления государственными информационными ресурсами АПК Минсельхоза России И.А. Ганиева отметила, что Министерство завершило разработку ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство» со сроками реализации, определенными в диапазоне 2019-2024 гг. Цель проекта: цифровая трансформация сельского хозяйства посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений для обеспечения технологического прорыва в АПК и повышения производительности труда на «цифровых» сельскохозяйственных предприятиях в два раза к 2024 г. Этому будет способствовать совместная работа разработчиков и интеграторов ИТ-решений в сельском хозяйстве, инвесторов, представителей экспертного сообщества и органов власти.
Выводы. Превращение животноводства и в целом российского сельского хозяйства в конкурентоспособную высокотехнологичную отрасль с высокой производительностью труда и низкими непроизводительными затратами требует технологического рывка, неотъемлемой частью которого является внедрение в агропромышленное производство цифровых технологий. Зарубежные развитые страны модернизируют свою экономику, ускоренными темпами развивают инновационные технологии с применением искусственного интеллекта, автоматизации и цифровых платформ. Для обеспечения кон-
курентоспособности подотрасли животноводства необходимо ускоренными темпами повышать уровень цифровизации, используя новейшие достижения в информационных технологиях. Эффективным инструментом в достижении нового уровня цифровизации является интернет вещей. На повышение уровня технологического развития агропромышленного производства направлена разрабатываемая Минсельхозом России программа «Цифровизация сельского хозяйства».
Литература:
1. Есполов Т. Цифровизация АПК - требование нового времени. URL: http://kzvesti.kz/kv/thirdband/25528-cifrovizaciya-apk-trebovanie-novogo-vremeni.html
2. Тренды цифровых технологий в АПК. URL: Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.
3. Цифровая трансформация сельского хозяйства. URL: http://mcx.ru/press-service/news/v-moskve-sosto-yalas-tsifrovaya-transformatsiya-selskogo-khozyaystva/
4. Цифровизация сельского хозяйства. URL: Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.
5. Цифровизация сельского хозяйства. URL: https:// аграрная.рф/index.php?id=422
6. Сальников С.Г. Актуальные направления цифровой трансформации АПК России. URL: http://www.viapi.ru/
7. Интернет вещей в России. URL: Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.
8. Мировые тенденции интеллектуализации сельского хозяйства / Федоренко В.Ф. и др. М., 2018. 232 с.
9. ИТ в АПК России. URL: http ://www.tadviser. ru/in-dex.php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82
10. Состояние и перспективы цифровизации сельского хозяйства / Федоров А. Д. и др. // Техника и оборудование для села. 2018. № 9. С. 43-48.
Literatura:
1. Espolov T. Cifrovizaciya APK - trebovanie novogo vremeni. URL: http://kzvesti.kz/kv/thirdband/25528-cif-rovizaciya-apk-trebovanie-novogo-vremeni.html
2. Trendy cifrovyh tekhnologij v APK. URL: http://mni-ap.rf/analytics/Trendy-cifrovyh-tehnologij-v-APK/
3. Cifrovaya transformaciya sel'skogo hozyajstva. URL: http://mcx.ru/press-service/news/v-moskve-sostoyalas-tsifrovaya-transformatsiya-selskogo-khozyaystva/
4. Cifrovizaciya sel'skogo hozyajstva. URL: http://polit. ru/article/2018/02/21/sk_digital_farming/
5. Cifrovizaciya sel'skogo hozyajstva. URL: https://agrar-naya.rf/index.php?id=422
6. Sal'nikov S.G. Aktual'nye napravleniya cifrovoj trans-formacii APK Rossii. URL: http://www.viapi.ru/
7. Internet veshchej v Rossii. URL: https://www.pwc.ru /ru/publications/iot/IoT-inRussia-research_rus.pdf
8. Mirovye tendencii intellektualizacii sel'skogo hozyajstva / Fedorenko V.F. i dr. M., 2018. 232 s.
9. IT v APK Rossii. URL: http://www.tadviser.ru/index. php/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82
10. Sostoyanie i perspektivy cifrovizacii sel'skogo hozyajstva / Fedorov A.D. I dr. // Tekhnika i oborudovanie dlya sela. 2018. № 9. S. 43-48.
THE PROSPECTS OF LIVESTOCK DIGITALIZATION ABOUT A.D. Fedorov, candidate of technical sciences O.V. Kondrat'ieva, candidate of economical sciences O.V. Slin'ko, senior research worker FGBNY "Rosinformagrotekh"
Abstract. The world's population growth, predicting by the United Nations, requires food producing in 70% till 2025 increasing, a significant proportion of that by livestock (meat and dairy products) is provided. This, in turn, requires an labor productivity both livestock and in the agro-industrial complex as a whole to increase. This can be achieved through the agriculture modernization, including livestock sub-sector, the innovative technologies (information, digital, etc.) using. The aim of the research is livestock's digitalization current state to annualize, identify directions of the digital transformation process in economics (including agrarian) and the Internet of things' prospects using in agriculture to determine. At the research the information materials were used, including ones from the livestock digitalization' information sites; their analysis and generalization were carried out. The digital techno -logies in agriculture implementation's level remains low yet. According to this indicator, Russia ranks 15th in the world. According to the predictions, agriculture information and computer technologies market by 2026 it should grow at least in five times. An effective tool of digitalization new level achieving is the Internet of things. While Russia occupies only 1,5% of the world's Internet of things, in agriculture this figure is even lower. The Russian agriculture digitalization accelerated development importance is caused by the need of agricultural production efficiency sharp increasing, the number of workers needed the required of agricultural products' volumes producing significantly to reduce. The exact livestock is perspective direction. The "Smart farms" allow animal production and product's quality to improve. According to market experts' assessment, automated systems of fattening, milking and livestock health monitoring can increase milk yield in 30-40%. In foreign developed countries, innovative technologies with the artificial intelligence using, automation and digital platforms are rapidly developed. The labor productivity increasing, livestock competitiveness and Russian agriculture in general ensuring it requires the digitalization introduction based on information technologies' the latest achievements.
Keywords: information technologies, digitalization, innovations, agriculture, livestock, Internet of things, big data.
