CC BY
13
ing, TPACEE 2019, Moscow, November 20-22 2019. M.: EDP Sciences, 2020. P. 06008. https://doi.org/10.1051/ e3sconf/202016406008.
9. PV-based energy-saving electro-optical converter development / D.O. Surinskiy, I.V. Savchuk, E.V. Solomin, A.A. Kovalyov // 19th international scientific geoconfer-ence SGEM 2019: Conference proceedings, Albena, June 30 - 06, 2019. Albena: STEF92 Technology Limited Liability Company, 2019. P. 427-434. https://doi.org/10.5593/ sgem2019/4.1/S17.054.
10. Surinsky D.O., Kozlov A.V. Optimization of parameters and modes of operation of an electrocontact exterminator to protect agro-industrial complex from rats. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2019; 78(4): 159-161.
11. Surinsky D.O., Agapov V.N., Smolin N.I. Electro-physical methods of control during deratization of agricultural premises. Bulletin of KrasGAU. 2015; 100(1): 113-116.
12. Theoretical prerequisites for the development of an electroderatizer / D.O. Surinsky, V.N. Agapov, N.I. Smolin, A.V. Kozlov. Bulletin of KrasGAU. 2015; 101(2): 71-74.
Илья Андреевич Щинников, аспирант, [email protected]
Дмитрий Олегович Суринский, кандидат технических наук, доцент, [email protected] Ilya A. Shchinnikov, postgraduate, [email protected]
Dmitry O. Surinsky, Candidate of Technical Science, Associate Professor, [email protected]
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests. Статья поступила в редакцию 27.09.2022; одобрена после рецензирования 15.10.2022; принята к публикации 31.10.2022.
The article was submitted 27.09.2022; approved after reviewing 15.10.2022; accepted for publication 31.10.2022. -♦-
Научная статья УДК 338.43
Перспективы и актуальные проблемы цифровизации аграрной отрасли
Сергей Михайлович Корнев, Алексей Владимирович Ставицкий
Государственный аграрный университет Северного Зауралья, Тюмень, Россия
Аннотация: На примере Тюменской области проанализированы основные направления реализации национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» и Стратегии развития информационного общества в РФ на 2017 - 2030 гг. в сфере агропромышленного комплекса. Обозначены факторы, сдерживающие развитие цифровизации в аграрном секторе. Обоснована необходимость формирования единой концепции по подходам к цифровизации сельского хозяйства. Показано, что создание такой концепции предполагает формирование системы геоинформационного мониторинга АПК, разработку и внедрение интеллектуальной системы сопровождения принятия решений сельхозпроизводителями, интеллектуальных роботизированных средств агропромышленного производства, кадровое обеспечение цифрового агропромышленного производства. Рассмотрена проблема создания мобильных робототехнических платформ и комплексов в аграрном секторе.
Ключевые слова: цифровизация, аграрная отрасль, цифровые технологии.
Для цитирования: Корнев С.М., Ставицкий А.В. Перспективы и актуальные проблемы цифровизации аграрной отрасли // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 6 (98). С. 136 - 140.
Original article
Prospects and current problems of digitalization of the agricultural sector
Sergey M. Kornev, Alexey V. Stavitsky
Northern Trans-Ural State Agricultural University, Tyumen, Russia
Abstract. On the example of the Tyumen region, the main directions of the implementation of the national program "Digital Economy of the Russian Federation" and the Strategy for the Development of the Information Society in the Russian Federation for 2017-2030 are analyzed in the field of agro-industrial complex. The factors hindering the development of digitalization in the agricultural sector are indicated. The necessity of forming a unified concept on approaches to the digitalization of agriculture is substantiated. It is shown that the creation of such a concept involves the formation of a geoinformation monitoring system for the agro-industrial complex, the development and implementation of an intelligent system for supporting decision-making by agricultural producers, intelligent robotic tools for agro-industrial production, and staffing for digital agro-industrial production. The problem of creating mobile robotic platforms and complexes in the agricultural sector is considered.
Keywords: digitalization, agricultural industry, digital technologies.
For citation: Kornev S.M., Stavitsky A.V. Prospects and current problems of digitalization of the agricultural sector. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 98(6): 136-140. (In Russ.).
Современные модернизированные цифровые технологии благодаря высокой точности позволяют раскрыть новые потенциальные возможности управления производством через его автоматизацию, что в конечном итоге неизбежно ведёт к экономическому росту предприятия и отрасли в целом, так как цифровизация трансформирует процессы экономики, структуры рынков и улучшает качество жизни населения. Трудоёмкость, повторяемость производственных процессов в сельском хозяйстве, несмотря на их технологическое разнообразие, не является исключением. Следовательно, и на его предприятиях существует необходимость внедрения цифровых технологий управления и контроля [1, 2].
Хотя в начале своего внедрения новые цифровые технологии нашли применение в банковской и финансовой сфере, предприятиях конвейерного типа, энергетической отрасли и транспорте, сейчас уровень их развития позволяет применять их и на сельхозпредприятиях различной направленности. Неотъемлемой частью этих преобразований становится диджитализация аграрного сектора [1, 2].
В настоящее время лидерами по цифровиза-ции экономики остаются Англия, США, Япония. Очень близко подобрался к ним Китай. Общий размер цифровой экономики в России невелик и в 1,5 - 3 раза уступает развитым в этом направлении странам (табл. 1) [3].
Задержка в развитии цифровизации в России обусловлена невысоким уровнем цифровой грамотности населения. Показатели, позволяющие определять готовность населения к интенсификации использования цифровых технологий в повседневном варианте, по данным Аналитического центра Национального агентства финансовых исследований, возрастают, но до всеобщего охвата населения ещё далеко. Отмечается осознанность важности цифровых компетенций и понимание правил безопасного использования Интернета. Так, индекс цифровой грамотности, по данным 2019 - 2020 гг., составлял в России 58 % против 52 % в 2018 - 2019 гг., что свидетельствует о незначительном росте в течение этого периода [2].
Скорейшее внедрение цифровых технологий в сельскохозяйственное производство обусловлено
рядом факторов: необходимостью скорейшего наращивания продукции ещё не освоенного рынка сельхозпродукции в условиях импортозамещения и роста урожайности; наращиванием производительности предприятий сельскохозяйственной продукции; минимизацией капиталовложения; уменьшением трудоёмкости производства; наращиванием экологического производства; снижением уровня аварийности под влиянием человеческого фактора.
На основании экспертных оценок, по данным Росстата, рентабельность производства агросек-тора составляет около 30 %; уровень занятости среди работников агросектора в сельской местности составляет порядка 4,4 млн чел. (и это при стагнации количества сельхозработников), из которых только около 500 тыс. являются подготовленными работниками; около 740 тыс. ед. сельскохозяйственной техники старше 10 лет; снижение отклонения от нормативных показателей, при внедрении цифровых технологий может снизиться до 10 %; средний срок службы сельхозмашин - около 15000 моточасов; даже в нынешних условиях аграрный сектор РФ приносит валютной выручки больше, чем ВПК [3].
Правительство страны осознаёт повышение потенциала аграрного сектора при внедрении цифровизации и уделяет большое внимание созданию условий её применения на предприятиях сельского хозяйства. Так, в конце 2018 г. разработана программа «Цифровое сельское хозяйство», в которой сформулированы цели внедрения цифровых технологий и определены приоритетные области их применения. Кроме того, приведены основные направления деятельности, нашедшие отражение в конкретных мероприятиях, таких, как: сбор и систематизация данных; отслеживание технологических процессов, их анализ и последующая разработка программного обеспечения, применяемого в обеспечении производственных процессов в животноводстве и растениеводстве; оптимизация технологических цепочек сельхозпредприятий; применение узконаправленных информационных платформ; стандартизация обработки и передачи данных в контролирующие ведомства; анализ рынка использования продукции и регулирование объёмов её производства;
1. Доля составляющих цифровой экономики в ВВП России и других стран, %
Показатель США Китай Страны ЕС Бразилия Индия Россия
Расходы домашних хозяйств в цифровой сфере 5,3 4,8 3,7 2,7 2,2 2,6
Инвестиции компаний в цифровизацию 5,0 1,8 3,9 3,6 2,0 2,2
Государственные расходы на цифровизацию 1,3 0,4 1,0 0,8 0,5 0,5
Общий размер цифровой экономики 10,9 10,0 8,2 6,2 5,5 3,9
внедрение цифровых форм в образовательный процесс подготовки кадров и повышения их квалификации, консультирование; представление эффективной инфраструктуры данных для обеспечения господдержки проводимых исследований и развития отрасли.
Специфические особенности сельскохозяйственной отрасли определяют необходимость достаточно широкого применения цифровых технологий. Цифровизация агропредприятий ориентирована на создание мобильных робототех-нических платформ и комплексов, объединяющих многофункциональные операции технологий в растениеводстве и животноводстве [4].
Применение таких комплексов обеспечивает экономический эффект при реализации технологического процесса с применением цифровых технологий и требует решения таких научно-технических задач, как:
- разработка и создание методов, алгоритмов и средств формирования сигналов для параметров контроля за технологическим процессом, протекающим в робототехнических комплексах;
- формирование на их основе методов, алгоритмов и средств автоматического управления данным процессом;
- разработка и создание сменного навесного оборудования, обеспечивающего возможность применения, регулирующих этот процесс различных сельскохозяйственных операций.
Сложившаяся современная внешнеполитическая и внутренняя социально-экономическая ситуация в стране диктует необходимость формирования единой концепции по подходам к цифровизации сельского хозяйства. Создание такой концепции предполагает выполнение некоторых обязательных мероприятий:
1. Формирование системы геоинформационного мониторинга АПК.
2. Разработка и внедрение интеллектуальной системы сопровождения принятия решений сельхозпроизводителями.
3. Разработка и применение интеллектуальных роботизированных средств агропромышленного производства.
4. Комплексная апробация результатов предыдущих 3 мероприятий на базе региональных экспериментальных агрокомплексов.
5. Кадровое обеспечение цифрового агропромышленного производства [5].
Данный проект позволяет увеличить вложение отрасли в экономику страны за счёт увеличения экспорта сырьевой продукции, создавать и регулировать производство сельхозпродукции, проводя её глубокую переработку и интегрируя в смежные отрасли на различных этапах, увеличивать эффективность труда работников, что приводит к увеличению прибыли сельхозпроизводителей [6].
Учёные ГАУ Северного Зауралья проанализировали функционирующие на территории РФ геопорталы, основанные на инфраструктуре пространственных данных РФ (ИПД РФ) и размещённые в общем доступе для пользователей сети Интернет. Разработана схема геоинформационного обеспечения цифрового моделирования территорий с применением данных геопорталов. Выполнен анализ статистических данных о землях сельскохозяйственного назначения средствами ГИС-технологий и рассмотрены перспективы создания раздела на геопортале Тюменской области путём интеграции веб-технологий и географических информационных систем (ГИС) с целью инвентаризации сведений о землях сельскохозяйственного назначения на территории юга Тюменской области [7].
По данным анализа обоснован вывод о необходимости создания раздела геоинформационного ресурса для мониторинга таких земель в рамках геопортала Тюменской области.
Остальные мероприятия пока находятся в стадии осмысления и планирования.
Для выполнения этих целей предполагается в ближайшие 3 - 7 лет решить следующие задачи:
1. Создание цифровых методов, технологий, технических средств контроля, обеспечивающих мониторинг полей, сбор цифровых данных о растениях, животных и микроорганизмах, составление и обновление почвенных карт, методов своевременного обновления и использования селекционного и генетического материала, определения необходимости внесения минеральных удобрений и увлажнения почвы на основе метеорологической информации.
2. Определение и внедрение инструментов использования информационных ресурсов и технологий, усиливающих эффективность работы сельхозпредприятий.
3. Обновление и создание новых технологий для автоматизации и роботизации интеллектуального аграрного производства, с использованием адаптированных под них технических средств, обеспечивающих высокоскоростную связь между объектами управления.
4. Разработка специализированных программ обеспечения сельскохозяйственных платформ для управления такими профильными производствами и входящими в их состав объектами недвижимости вместе с размещенным оборудованием и способными перемещаться машинами и оборудованием.
5. Использование в профильных сельхоз-производствах систем объективного контроля, инструментов планирования и управления с элементами BigData и А1.
6. Разработка и оснащение электронно-компонентной и приборной базы оборудованием, произведённым на российских предприятиях.
7. Внедрение технологий, унифицирующих документооборот между различными участниками производства продукции сельского хозяйства (производителями и потребителями продукции, контролирующими госструктурами и юридическими органами), использования финансовых инструментов контроля и регулирования спадов производства, управления транспортной логистикой.
8. Формирование учебных программ для непрерывного специального образования по подготовке и переподготовке кадров для предприятий цифрового сельского хозяйства.
9. Повышение конкурентоспособности продукции, экспортируемой за рубеж по стандартам ВТО.
10. Использование поддержки госпрограмм -ФНТ П (Федеральная научно-техническая программа), КНТП (комплексная научно-техническая программа), импортозамещения, НТИ (научно-техническая инициатива) и других [8].
При решении задачи конкурентоспособности сельскохозяйственным предприятиям совместно с вузами необходимо учитывать, что в современном мире определяющую роль будут играть компетенции выпускников в использовании цифровых технологий, так как они будут являться основой для экономического роста.
По оценке Минсельхоза России, внедрение цифровой экономики позволяет снизить расходы не менее чем на 23 %, так как происходит повышение рентабельности за счёт точечной оптимизации затрат и более эффективного распределения средств [9 - 11].
На основании проведённого анализа были выделены основные направления работы по цифровизации аграрного сектора экономики:
1. Цифровые технологии в управлении АПК направлены на создание и внедрение аналитических инструментов и специализированных баз данных для программного, аппаратного и информационного обеспечения управления АПК.
2. «Умное» землепользование направлено на создание и внедрение интеллектуальной системы планирования и оптимизации агроландшафтов и использование земель в сельскохозяйственном производстве на разных уровнях обобществления (поле, хозяйство, муниципалитет, субъект РФ, страна, зарубежные территории), функционирующие на основе цифровых, дистанционных, геоинформационных технологий и методов компьютерного моделирования.
3. «Умное поле» направлено на обеспечение стабильного роста производства сельскохозяйственной продукции растениеводства за счёт внедрения цифровых технологий сбора, обработки и использования массива данных о состоянии почв, растений и окружающей среды.
4. «Умный сад» направлен на оцифровку не менее 90 % площадей многолетних насаждений
в единой геоинформационной системе; 70 % площадей промышленных садов для обеспечения сбора данных о состоянии почв, растений и окружающей среды; 70 % мобильных технических средств для оснащения мониторинга и включения в единую геоинформационную систему; 50 % площадей промышленных садов для обеспечения покрытия сетью передачи локальных данных в сеть Больших Данных; 30 % технических средств для их последующей роботизации.
5. «Умная теплица» направлена на разработку современной комплексной технологии с целью применения «интернета вещей» в производстве продуктов питания на закрытом грунте, для обеспечения стабильного роста производства продукции растениеводства в защищённом грунте, получения высококонкурентных субтратов и удобрений отечественных инновационных систем (микроклимат, освещение, эффективное энергоснабжение, универсальный модуль, продублированное электропитание, обеспечивающее автономность технологического процесса и др.).
6. «Умная ферма» направлена на создание цифровых технологий, обеспечивающих независимость и конкурентоспособность отечественного животноводческого комплекса, позволяющих внедрить технологии повышения надоев до 13000 л в год, снизить уровень заболеваемости коров маститом; создание и внедрение безоператорного производства, направленного на создание экологичных и качественных продуктов питания.
7. Сквозные технологии и формирование исследовательских компетенций нацелены на создание отраслевой платформы, обеспечивающей качественное обсуждение задач по развитию цифровизации АПК, проведение и координацию исследовательских образовательных программ, осуществление пилотных технологических и бизнес-проектов, развитие сквозных технологий (Интернет вещей, способ автоматической идентификации объектов RFID, нейронные сети, Большие Данные, искусственный интеллект, сенсорика и компоненты робототехники, система распределённого реестра данных Blockchain, бесконтактные дистанционные технологии.
Список источников
1. Развитие цифровой экономики России. Программа до 2035 года // Сайт Курдюмова. URL: http:// spkurdyumov.ru/uploads/2017/05/strategy.pdf (дата обращения: 22.02.2022).
2. Указ Президента РФ от 09.05.2017 г. № 203 «О Стратегии развития информационного общества в РФ на 2017-2030 гг.» // Собрание законодательства РФ. М., 2017. № 20. Ст. 2901.
3. Алексеенко О.А., Ильин И.В. Цифровизация глобального мира и роль государства в цифровой экономике // Информационное общество. 2018. № 2. С. 25 - 28.
4. Анищенко А.Н. «Умное» сельское хозяйство как перспективный вектор роста аграрного сектора экономики России // Продовольственная политика и безопасность.
2019. Т. 6. № 2. С. 97 - 108.
5. Цифровые технологии в АПК как объект интеллектуального права и источник инновационного потенциала региона // URL: https://rupto.ru/content/uploadfiles/ presentations/motorin-20092018.pdf (дата обращения: 07.02.2020 г.).
6. Борисюк Н.К., Смотрина О.С. Механизм развития цифровой экономики в регионе: трактовка понятия // Интеллект. Инновации. Инвестиции. 2018. № 7. С. 18 - 22.
7. Бударова В.А., Медведева Ю.Д., Черданцева Н.Г. К вопросу развития геоинформационного ресурсаи для целей мониторинга сельскохозяйственных земель на территории юга Тюменской области // Вестник СГУГиТ. 2016. № 2 (34). С. 169 - 183.
8. Андреев Л.Н., Юркин В.В., Басуматорова Е.А. Эффективность применения систем частичной рециркуляции воздуха в свиноводческих помещениях // Известия Оренбургского государственного аграрного университета.
2020. № 5 (85). С. 140 - 144.
9. Кирилова О.В. Цифровая трансформация малого бизнеса в животноводстве // Новый взгляд на развитие аграрной науки: сб. матер. науч.-практич. конф. аспир. и молод. учён. Тюмень, 2021. С. 162 - 166.
10. Чуба А.Ю., Кирилова О.В. Использование цифровых технологий в бережливом производстве // Экономика и предпринимательство. 2021. № 4 (129). С. 1453 - 1457.
11. Корнев С.М., Басуматорова Е.А. Механизация и автоматизация процессов в растениеводстве // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 1 (93). С. 131 - 134.
References
1. Development of the digital economy of Russia. Program until 2035 // Kurdyumov website. Access mode: http://spkurdyumov.ru/uploads/2017/05/strategy.pdf (date of access: 02/22/2022).
2. Decree of the President of the Russian Federation of May 9, 2017 No. 203 "On the Strategy for the Development of the Information Society in the Russian Federation for 2017-2030" // Collection of legislation of the Russian Federation. M., 2017. No. 20. Art. 2901.
3. Alekseenko O.A., Ilyin I.V. Digitalization of the global world and the role of the state in the digital economy. Information society. 2018; 2: 25-28.
4. Anishchenko A.N. "Smart" agriculture as a promising vector for the growth of the agrarian sector of the Russian economy. Food Policy and Security. 2019; 6(2): 97-108.
5. Digital technologies in the agro-industrial complex as an object of intellectual property rights and a source of the region's innovative potential // URL: https://rupto. ru/content/uploadfiles/presentations/motorin-20092018.pdf (date of access: 02/07/2020).
6. Borisyuk N.K., Smotrina O.S. The mechanism of development of the digital economy in the region: interpretation of the concept. Intellect. Innovation. Investments. 2018; 7: 18-22.
7. Budarova V.A., Medvedeva Yu.D., Cherdantseva N.G. To the question of the development of geoinforma-tion resources for the purposes of monitoring agricultural lands in the south of the Tyumen region. Vestnik SGUGiT. 2016; 34(2): 169-183.
8. Andreev L.N., Yurkin V.V., Basumatorova E.A. The effectiveness of the use of partial air recirculation systems in pig-breeding premises. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; 85(5): 140-144.
9. Kirilova O.V. Digital transformation of small business in animal husbandry // A new look at the development of agrarian science: coll. mater. scientific-practical. conf. aspir. and young. scientist. Tyumen, 2021, pp. 162-166.
10. Chuba A.Yu., Kirilova O.V. The use of digital technologies in lean production. Economics and Entrepre-neurship. 2021; 129(4): 1453-1457.
11. Kornev S.M., Basumatorova E.A. Mechanization and automation of processes in crop production. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2022; 93(1): 131-134.
Сергей Михайлович Корнев, кандидат педагогических наук, доцент, [email protected], https://orcid. org/0000-0002-1548-2837
Алексей Владимирович Ставицкий, старший преподаватель, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-53-18-8233
Sergey M. Kornev, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, [email protected], https://orcid. org/0000-0002-1548-2837
Alexey V. Stavitsky, Senior Lecturer, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-53-18-8233
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 28.09.2022; одобрена после рецензирования 15.10.2022; принята к публикации 31.10.2022.
The article was submitted 28.09.2022; approved after reviewing 15.10.2022; accepted for publication 31.10.2022. -♦-
