CC BY
181
Е.И. Артемова - д.э.н., профессор, Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина (elenarush@yandex.ru),
E.I. Artyomova - doctor of economic sciences, professor, Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin;
Н.М. Шпак - соискатель, Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина (nina190478@yandex.ru),
N.M. Shpak - graduate student, Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin.
ЦИФРОВИЗАЦИЯ КАК ИНСТРУМЕНТ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ МОЛОЧНОГО СКОТОВОДСТВА DIGITALIZATION AS AN INSTRUMENT OF INNOVATIVE DEVELOPMENT OF DAIRY CATTLE
Аннотация. Цифровизация рассматривается как новый уровень развития молочного скотоводства, предусматривающий широкое использование цифровых и информационно-коммуникационных технологий, который позволит принципиально модернизировать процесс производства и реализации молока. Управление процессами цифровой трансформации следует рассматривать как управление изменениями на уровне государства, отрасли и хозяйствующих субъектов. Рассмотрены основные направления и преимущества использования роботизированного оборудования в молочном скотоводстве. В статье подчеркивается, что отличительной особенностью современного состояния подотрасли является ее технологическая отсталость. Низкие темпы технико-технологической модернизации не позволяют преодолеть негативную тенденцию развития молочного скотоводства, связанную со стагнацией производства сырого молока. В результате, не обеспечен пока уровень потребления молока и молочных продуктов населением России, дефицит которых компенсируется импортными поставками. По сравнению с другими подотраслями аграрного сектора экономики, в молочном скотоводстве более длительный цикл воспроизводства, что замедляет процесс внедрения инноваций. Использование современных цифровых, информационных и интеллектуальных технологий позволит оперативно вести учет молочной продуктивности, своевременно реагировать на изменения здоровья животных, эффективно планировать процесс воспроизводство стада. В результате повысится эффективность использования ресурсного потенциала, а также доходность и привлекательность молочного скотоводства для инвесторов.
Annotation. Digitalization is seen as a new level of development of dairy cattle breeding, providing for the widespread use of digital and information and communication technologies, which will fundamentally modernize the process of production and sale of milk. The management of digital transformation processes should be considered as change management at the level of the state, industry and business entities. The main directions and advantages of using robotic equipment in dairy cattle breeding are considered. The article emphasizes that a distinctive feature of the current state of the sub-industry is its technological backwardness. Low rates of technical and technological modernization do not allow overcoming the negative trend in the development of dairy cattle breeding associated with the stagnation of the production of raw milk. As a result, the level of consumption of milk and dairy products by the population of Russia is not provided yet, the deficit of which is compensated by import supplies. Compared with other sub-sectors of the agrarian sector of the economy, dairy cattle breeding has a longer reproduction cycle, which slows down the process of introducing innovations. The use of modern digital, informational and intellectual technologies will enable us to keep track of milk production, respond promptly to changes in animal health, effectively plan the reproduction of the herd. As a result, the efficiency of using the resource potential will increase, as well as the profitability and attractiveness of dairy cattle breeding for investors.
Ключевые слова: цифровизация, инновационные технологии, молочное скотоводство, продовольственная безопасность, эффективность
Keywords: digitalization, innovative technologies, dairy cattle breeding, food safety, efficiency
Молочное скотоводство является ведущей подотраслью, обеспечивающей промышленность сырьем для производства молочной продукции. Негативной тенденцией развития подотрасли на протяжении длительного времени является стагнация производства сырого молока и сокращение численности дойного стада. В результате экономических реформ произошло сокращение сырьевой базы для молочной промышленности, снизился уровень потребления молока и молочной продукции населением России.
Несмотря на все предпринимаемые меры государственного воздействия на развитие подотрасли высоким остается уровень зависимости от молочной продукции импортного производства (в среднем 19-20% от объема внутреннего потребления).
В результате сложившейся ситуации не были достигнуты пороговые значения Доктрины продовольственной безопасности по молоку и молочной продукции в России. При норме среднедушевого потребления молока и молочных продуктов 325 кг, фактический уровень потребления в 2017 г. составил в России 231 кг, в Краснодарском крае 230 кг.
Существует множество причин сложного положения с обеспечением молоком и молокопродуктами. Стагнация производством молока обусловлена множеством внутренних проблем, среди которых низкие темпы технологической модернизации, неуклонный рост его себестоимости, нерациональное ценообразование на молоко в сфере его производства, переработки и реализации [1, с. 34]. Объём производства и потребления молока и мо-локопродуктов в России представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Производство и потребление молока в России в 2005-2017 гг.
Показатель Годы 2017 г. в % к 2005 г.
2005 2010 2012 2013 2014 2015 2016 2017 абс. % раз.
Производство молока - всего, тыс. тонн 31070 31847 31756 30529 30870 30797 30724 31121 51,0 100,2
том числе:
в сельскохозяйственных организациях 14001 14313 14753 14047 14400 14718 15040 15640 1639 111,7
в хозяйствах населения 16088 16050 15284 14678 14552 14044 13525 13112 -2976 81,5
в крестьянских (фермерских) хозяйствах 981 1484 1719 1804 1918 2035 2159 2369 1388 241,5
Потребление молока и молокопродуктов в расчете на душу населения в год, кг 234 247 249 248 244 239 236 231 -3 98,7
В процентах от рекомендуемой нормы, % 72 76 77 76 75 74 73 71 -1
Уровень самообеспечения по молоку и молочным продуктами/о 82,5 80,4 80,0 77,2 78,2 80,0 80,8 82,1 0,4 п.п.
За рассматриваемый период с 2005-2017 гг. объем производства молока в России увеличился на 51,0 тыс. тонн, в том числе за счет сельскохозяйственных организаций (на 1639 тыс. т) и крестьянских (фермерских) хозяйств (1388 тыс. т). В результате сокращения объема производства снизился уровень самообеспечения и среднедушевого потребления молока и молочных продуктов.
В Краснодарском крае имеются благоприятные условия для развития молочного скотоводства: соответствующая материально-техническая база, благоприятные почвенно-климатические условия для выращивания кормовых культур. В подотрасли производителей молока можно разделить на основные кластеры: крупные вертикально интегрированные предприятия с замкнутым циклом производства; средние по размерам сельскохозяйственные организации; крестьянские (фермерские) хозяйства; личные подсобные хозяйства населения. Каждый кластер формируется в зависимости масштабов производства, ресурсного потенциала, специализации предприятия, организационно-правовой формы и реализует свои конкурентные преимущества Объем производства и потребления молока в Краснодарском крае за 2005-2017 гг. представлен в таблице 2.
За рассматриваемый период объем производства молока в крае увеличился на 77,3 тыс. т (5,9%) преимущественно за счет крестьянских (фермерских) хозяйств. Объем производства молока в сельскохозяйственных организациях и хозяйствах населения сократился на 3,5 и 14,2 тыс. т соответственно. В результате уровень среднедушевого потребления молока и молочных продуктов на душу населения в крае увеличился на 24 кг, но остается ниже, чем в России. Соотношение объемов потребляемого молока и молокопродуктов в процентах к рекомендуемой норме в крае за анализируемый период колебалась от 63,4 до 70,8% от норматива.
Таблица 2 - Производство и потребление молока в Краснодарском крае
в 2005-2017 гг., тыс. т
Показатель Годы 2017 г. в % к 2005 г.
2005 2010 2012 2013 2014 2015 2016 2017 абс. % раз
Производство молока -всего 1303,6 1396,7 1389,2 1319,5 1302,1 1327,6 1357,0 1380,9 77,3 105,9
в том числе:
в сельскохозяйственных организациях 891,2 869,6 874,2 825,0 821,9 850,3 871,4 887,7 -3,5 99,6
в хозяйствах населения 395,5 467,1 441 414 394,6 387,1 385,4 381,3 -14,2 96,4
в крестьянских (фермерских) хозяйствах 16,9 60 74 80,5 85,6 90,2 100,2 111,9 95 6,6 раза
Потребление молока и молокопродуктов в расчете на душу населения в год, кг 206 222 224 224 223 224 224 230 24 111,6
В процентах от рекомендуемой нормы, % 63,4 68,3 68,9 68,9 68,6 68,9 68,9 70,8 7,4 -
Одной из причин сокращения объема производства молока и уровня его потребления является технологическая отсталость, поскольку удельный вес молочных ферм, использующих современные технологии и оборудование, составляет 10 - 15% от их общего числа. Кроме того, оснащенность новых и реконструированных молочных комплексов, и ферм не всегда соответствует современным технологическим требованиям содержания и кормления высокопродуктивного поголовья скота. В результате чего их биологический потенциал реализуется
далеко не полностью, что негативно отражается на обеспечении населения молоком и молочными продуктами отечественного производства [1, с. 35].
Объем производства молока на вновь построенных, реконструированных и модернизированных фермах России представлен в таблице 3.
Всего за рассматриваемый период с 2010-2017 гг. в России было введено в эксплуатацию 885 новых, а реконструировано и модернизировано 860 объектов. Это позволило дополнительно получить 1345,4 тыс. тонн молока. Всего было введено 395 тыс. новых скотомест, при этом за тот же период численность поголовья крупного рогатого скота сократилась на 1324 тыс. голов. Таким образом, темпы снижения поголовья превысили темпы ввода новых скотомест.
Учитывая большую длительность воспроизводственного цикла и низкую скорость оборота капитала в молочном скотоводстве, внедрение инноваций происходит в подотрасли с некоторым запозданием по сравнению с другими подотраслями (свиноводством и птицеводством). Одним из инструментов модернизации молочного скотоводства в сложившихся условиях является внедрение современных цифровых, информационных и интеллектуальных технологий (искусственного интеллекта, интернета вещей и индустриального интернета). Их внедрение способно превратить производство молока в высокотехнологичный бизнес, повысить производительность труда за счет появления сверхпродуктивных пород животных, решений по ускоренной селекции; высококачественных кормов и ветеринарных препаратов; инновационных сервисов доставки [2]. Наиболее трудоемкими технологическими процессами в подотрасли являются: доение коров (40% всех трудозатрат), раздача кормов (30%) и уборка навоза (15%). Цифровизация оказывает влияние на рост производительности труда, высвобождая из производственного процесса часть работников, заменив их роботами [3]. На рисунке 1 представлено роботизированное оборудование для обслуживания молочных коров.
Анализ роботизированных систем для молочного скотоводства показал, что практически они предназначены для выполнения трех основных операций: кормления, доения и уборки навоза. Системы кормления животных представлены автоматизированными пастбищными системами, дозаторами-смесителями, смесителями-кормораздатчиками, подравнивателями кормов и интегрированными роботизированными системами кормления. Например, роботизированная система «Lely Vector» имеет свои преимущества. Во-первых, гибкий график работы - система предоставляет корма 24 часа в день 7 дней в неделю. Во-вторых, она обеспечивает непрерывную подачу всегда свежих кормов, которые коровы получают в нужном количестве. Дозатор концентратов точно определяет и контролирует количество кормов и добавок. Для этого роботы дополнительно оснащаются электронными взвешивающими устройствами, механизмами для саморазгрузки, смешивания и дозированной раздачи кормосмесей. С помощью компьютера составляется план кормления, объем кормов на складе, совершенствуется рацион кормления и составляются необходимые отчеты. Сенсорный датчик определяет уровень кормов на кормовом столе и потребность в нем без участия персонала. В-третьих, роботизированная система позволяет экономить до десяти тысяч литров дизельного топлива в год и до шести тысяч рабочих часов по сравнению с привычным способом кормораздачи. Скармливание сбалансированных полноценных кормосмесей позволяет повысить продуктивность животных на 15-20%, снизить расход кормов на 10-15% за счет хорошей их поедаемости, повысить производительность труда до 25%, увеличить срок хозяйственного использования коров до 4-6 лактаций вместо 2-2,5 [4].
Таблица 3 - Прирост производства молока на вновь построенных, реконструированных и модернизированных фермах_
Годы 2017 г. в % к 2010 г.
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 абс. %, раз
Число объектов:
введение новых 75 79 81 140 112 120 117 161 86 214,7
реконструированных модернизированных 148 92 107 131 94 99 119 70 -78 47,3
Общий объем производства молока за счет ввода новых, реконструкции и модернизации действующих объектов, тыс. тонн 140,5 106,7 131 179,6 162,1 234 232,1 159,4 18,9 113,5
Доля дополнительного произво ства на построенных, реконстру ированных и модернизированных объектах в общем объеме производства молока,% 0,44 0,34 0,41 0,59 0,52 0,57 0,75 0,51 0,07 115,9
Число созданных скотомест:
за счет введения новых объектов 46703 49563 38069 47504 46351 47710 53682 65357 18654 139,9
за счет реконструкции и модернизации 36600 19563 15624 25983 12071 21880 24957 49876 13276 136,3
Доильные роботы представлены роботами-доярами, интегрированными роботизированными системами доения и управления стадом. На отечественном рынке оборудование представлено продукцией импортного производства фирм «DeLaval», «Gea Farm Technologies», «Full-wood», «Lely» и др. Применение роботизированных систем полностью исключает использование ручного труда, повышает интенсивность использования оборудования, создает более физиологически благоприятные условия для молочного скота, обеспечивают комфортное размещение животных в доильном боксе, быстро и надежно определяют расположение сосков вымени и подключение к ним доильных стаканов, сохраняя здоровье вымени коров, высокие гигиенические стандарты доения, контроль качества молока (на предмет содержания соматических клеток и антибиотиков), энергосбережение, снижение затрат труда на монтажные работы, увеличение пропускной способности. Животные сами выбирают частоту доения, главным образом, в зависимости от продуктивности. Увеличение частоты доения благотворно сказывается на здоровье вымени животного и способствует повышению продуктивности животных до 15% [4].
Техническая модернизация связаны с совершенствованием конструкции отдельных технических средств, агрегатов, узлов для повышения их функциональных и технико-технологических возможностей. Например, в некоторых моделях доильного оборудования отсутствует коллектор, что существенно снижает вес подвесной части аппарата. Исключает перенос патогенной микрофлоры раздельный отвод молока от каждой четверти вымени.
Роботы для очистки стойл могут быть автоматизированными уборщиками навоза скреперного типа и автономными уборщиками навоза.
Тенденции развития техники для молочного скотоводства связаны с разработкой системных решений, связывающих все элементы комплекса машин на ферме в единое целое. Это позволяет управлять технологическими цепочками в автоматическом режиме с оптимальными параметрами и учетом информационных взаимосвязей частей системы. Использование последних достижений развития кибернетических, оптических и сенсорных систем, лазерной и компьютерной техники, спутниковой навигации, датчиков разного назначения, средств беспроводной связи, математического анализа и программного обеспечения создаются надежные коммуникационные связи элементов фермы и обеспечивает их согласованную работу [5]. Ежедневный контроль с помощью программ 6-7 показателей здоровья животного (вес, интенсивность движения, количество надоенного молока, жир, белок, соматика, контроль на мастит) позволяет незамедлительно реагировать на изменения здоровья животных.
В животноводстве успешно применяются цифровые технологии в области управления стадом (Dairy Plan), мониторинга физиологического состояния Smax Tec. Система Smaxtec позволяет оперативно получать основные физиологические данные о состоянии коров в режиме реального времени в любое время суток. В состав системы входят различные датчики для измерения pH и температуры тела животного (smaXtec pH & Temp Sensor); активности движения и температуры (smaXtec sensor); факторов окружающей среды - климатический датчик (smaXtec Climate Sensor) для непрерывного измерения температуры наружного воздуха и влажности. Для приема данных от датчиков системы в режиме реального времени Базовая станция smaXtec Base Station, которая отправляет данные на сервер и сохраняет их в базе данных и др. Основу системы составляет болюс - небольшое программно-аппаратное устройство со встроенными сенсорами. Он вводится в рубец коровы, который после глотания попадает во второй отдел желудка жвачных - ретикулум, и оттуда передает информацию о животном. Находясь в желудке коровы, такой датчик может работать 4-5 лет. Он не сломается и не потеряется как датчики, которые крепят к ногам или шее коровы. Измеряя pH можно осуществить мониторинг и поддержание здоровья рубцов, выявлять на ранней стадии нарушение ферментации, повысить конверсию кормов. Изменение температуры тела животного может означать начало болезни, а увеличение активности животного- о начале отела. Измеряя температуру и уровень активности коровы можно выявить многочисленные проблемы, которые в противном случае могут остаться незамеченными при визуальном наблюдении.
Система Dairy Plan является одним из самых популярных во всем мире помощников для руководителей молочных хозяйств, зоотехников, ветеринарных врачей, осеменаторов и доярок. Dairy Plan объединяет в себя целый комплекс программ различного направления. Например, раздел ветеринарное и зоотехническое планирование дает возможность пользователю планировать любые схемы вакцинаций, лечений, обработок, а Dairy Plan сам напомнит, когда и какой корове требуется введение препарата. Программа позволяет точно измерить количество полученного молока, выявить коров в охоте для своевременного осеменения, что позволяет снизить межотельный период и затраты на осеменение. По результатам анализа электропроводности молока можно определить потенциально больных маститом животных.
Незаменима аналитическая функция программы, которая позволяет сравнить производительность различных смен доярок, эффективности осеменаторов и семени, составить календарь воспроизводства, отчетность по расходованию кормов и медикаментов, осуществлять сортировку животных после доения по любым заданным пользователем критериям и много других возможностей [6]. Осуществляется разработка коммуникационных связей не только внутри фермы, но и между всеми элементами производства. Так, немецкая компания 365 FarmNet GEA Farm Tehnologies создала программу, позволяющую документировать, анализировать и управлять сложными процессами молочного скотоводства с помощью одного универсального продукта [5]. Инновационные технологии доения, содержания, кормления и воспроизводства стада, объединенные в единую систему, способны повысить конкурентоспособность производства молока [7]. Электронная технология обработки информации позволяет определить направления и объемы инвестиционной и инновационной деятельности по классам организаций и по районам [8, с. 30].
Молоко является скоропортящейся продукцией, при неправильном хранении и транспортировке потери молока резко увеличиваются. При использовании цифровых технологий вся информация о количестве произведенной продукции аккумулируется, анализируется на различных онлайн приложениях и становится доступна переработчикам молока, покупателям и прочим пользователям. Цифровые технологии позволяют управлять транспортной инфраструктурой путем создания новых логистических центров, снизить транзакционные издержки на всех стадиях продвижения готовой продукции к потребителю, сократить время и количество посредников в цепочке поставок продукции. Повсеместная интеграция разрозненных процессов в единую систему повышает эффективность взаимодействия, улучшения обмена информацией между различными отраслями и участниками логистической цепи, увеличения скорости обработки и выполнения заказов [9, с. 34]. Мировой опыт подтверждает, что их использование позволяет с минимальными затратами реализовать сложные автоматизированные бизнес-процессы.
Таким образом, использование цифровых технологий для организации производства молока на новой технической основе позволит перейти на более высокий уровень качества за счет внедрения на фермах современных автоматизированных технических средств, позволяющих вести учет продуктивности, планировать процессы воспроизводства стада. В результате повысится экономическая эффективность используемых на предприятии ресурсов, увеличится эффективность и устойчивость производства за счет повышения производительности труда и продуктивности животных, сокращения потерь произведенной продукции.
Развитие автоматизированных систем управления в молочном скотоводстве позволит повысить интенсивность использования оборудования, добиться сокращения трудовых и материальных затрат, а также технологического эффекта, который заключается в создании наиболее благоприятных условий для животных. В результате удой увеличивается на 25%, на 20% воспроизводство, снижается уровень заболеваемости животных. Благодаря оперативному отслеживанию уровня молочной продуктивности и своевременному проведению ветеринарных мероприятий можно продлить срок продуктивного использования коров, повысить показатели воспроизводства стада. Снижение транзакционных издержек и уменьшение числа посредников при реализации готовой продукции позволит повысить эффективность реализации молока.
Источники:
1. Алтухов А. И., Семенова Е.И. Молочное скотоводство России: экономические проблемы и пути их решения// Экономика сельского хозяйства России. - 2019. - №2. - С. 33-38.
2. Маслова В.В., Авдеев М.В. Повышение конкурентоспособности отечественной агропродовольственной продукции и развитие цифровой экономики в АПК// АПК: экономика, управление. 2018. - № 8. - с. 4-11.
3. Санду И.С., Рыженкова Н.Е., Афонина В.Е., Дощанова А.И. Цифровизация как инструмент инновационного развития АПК// АПК: экономика, управление. - 2018. - №8. - С. 12-18.
4. Скоркин В.К. Стратегия развития механизации и автоматизации при производствемолока// Journal of VNIIMZH №2(18)-2015. - С. 13-21.
5. Молочные технологии //Агробизнес. 2016. - №2 (36). - с. 64.
6. Цифровые Технологии В Животноводстве. [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://foodindustry.kz/tsifrovye-tehnologii-v-zhivotnovodstve/
7. Суровцев В.Н. Повышение эффективности управления и реализация эффекта масштаба в молочном скотоводстве на основе инновационных технологий// В сборнике: Эффективный менеджмент в молочном скотоводстве - условие конкурентоспособности производства молока Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 2016. С. 9-15.
8. Косолапова М., Свободин В. Системно-воспроизводственная методология оценки и прогнозирования развития аграрной экономической системы// АПК: экономика, управление. 2018. - № 1. - с. 22-34.
9. Ерешко Ф.В., Кульба В.В, Меденников В.И. Интеграция цифровой платформы АПК с цифровыми платформами смежных отраслей// АПК: экономика, управление. 2018. - № 10. - с. 34-45.
Sources:
1. Altukhov A.I., Semenova E.I. Dairy cattle breeding in Russia: economic problems and ways to solve them // Economics of Agriculture of Russia. - 2019. - №2. - p. 33-38.
2. Maslova V.V., Avdeev M.V. Increasing the competitiveness of domestic agri-food products and the development of the digital economy in the agro-industrial complex // AIC: Economics, Management. 2018. - № 8. - p. 4-11.
3. Sandu I.S., Ryzhenkova N.E., Afonina V.E., Doschanova A.I. Digitization as a tool for innovative development of the agro-industrial complex // AIC: economics, management. - 2018. - №8. - p. 12-18.
4. Skorkin V.K. The development strategy of mechanization and automation in the production of milk // Journal of VNIIMZH № 2 (18) -2015. - pp. 13-21.
5. Dairy technology // Agribusiness. 2016. - №2 (36). - with. 64.
6. Digital Technology In Animal Husbandry. [Electronic resource]: Access mode: https://foodindustry.kz/tsifrovye-tehnologii-v-zhivotnovodstve/
7. Surovtsev V.N. Improving management efficiency and implementing the economies of scale in dairy cattle breeding based on innovative technologies // In the collection: Effective management in dairy cattle breeding is a condition for the competitiveness of milk production. Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference. 2016. p. 9-15.
8. Kosolapova M., Svobodin V. System-Reproductive Methodology for Assessing and Forecasting the Development of the Agrarian Economic System // AIC: Economics, Management. 2018. - № 1. - p. 22-34.
9. Ereshko F.B., Kulba V.V., Medennikov V.I. Integration of the AIC digital platform with the digital platforms of related industries // AIC: Economics, Management. 2018. - № 10. - p. 34-45.
