Спецвозможности
Аналитика

Цифровые технологии в земледелии: проблемы и перспективы

18.11.2020
733
Цифровые технологии в земледелии: проблемы и перспективы фото, иллюстрация
Несмотря на то, что Украина сегодня занимает ведущее место в мире по темпам внедрения современных технологий в земледелии, цифровое земледелие (ЦЗ) внедряется не так быстро. Мощные агрохолдинги и средние фермеры имеют высокотехнологичную зарубежную технику ведущих мировых производителей. Следует заметить, что в целом проблем с обеспечением сельского хозяйства новой техникой сегодня нет. Все технологические операции выполняются, как правило, в установленные сроки. Теперь усилия аграриев направлены преимущественно на снижение себестоимости работ, ведь от достижения желаемого результата в этом направлении напрямую зависит успех производственной конкуренции. А достичь этого можно, только шагая в ногу с современными прогрессивными технологиями.
 

Однако, одновременно с этим стремлением, коэффициент использования новейшей техники еще находится на невысоком (а иногда и на недопустимо низком) уровне, который достигает 65-80%. Современная техника оснащена передовыми средствами диагностики, контроля и автоматического управления. Однако время мало кто из фермеров - владельцев новоприобретенной техники знает, что уже обладает многими очень ценными опциями, которые есть в этих машинах. И по незнанию, как ими пользоваться, зря переплачивает средства некоторым дилерам, у которых нет соответствующего персонала, чтобы научить клиентов-аграриев и продемонстрировать на практике широкие возможности купленной техники.

Почему так происходит? Причин, конечно, несколько, но одна из них (очень распространенная) заключается в том, что часто сам владелец агропредприятия не имеет понимания алгоритма внедрения технологий ЦЗ и важности иметь в рабочем штате квалифицированных операторов этой техники. В таком случае негативную роль играет банальная неграмотность или нежелание развивать предприятие.
 
Однако уже сегодня можно сделать вывод: тот, кто первый освоит технологии ЦЗ, обеспечит колоссальную конкурентоспособность своего предприятия, устойчивое развитие и сохранит его.

Анализ процесса внедрения цифровых технологий в земледелии. Итак, какие бонусы принесет внедрение технологий ЦЗ владельцу агробизнеса? С чего и когда начать? Кто и как будет поддерживать функциональность ЦЗ? Есть ли достаточно квалифицированные специалисты в этой области? Попробуем ответить на эти вопросы.

Бонусы - очевидны: практика фермеров США, Канады, Австралии и инновационных агропредприятий Украины показывает, что внедрение технологий ЦЗ не только обеспечивает высокий уровень планирования, контроля за исполнением, сокращением текущих и плановых затрат, но и повышение доходов (от 10%). В то же время большая проблема, с которой столкнулись фермеры Украины, - это нехватка гибкого алгоритма введения ЦЗ.

Исследуя эту проблему, мы обнаружили, что дилеры, которые предлагают потребителям оборудование и программное обеспечение, не готовы в полной мере постоянно оказывать квалифицированное сопровождение предприятиям, организовывать необходимое и достаточное обучение пользователей предоставленного продукта. Напротив, за более или менее информационно емкие консультации они берут плату, повышая тем самым стоимость внедрения и ведения ЦЗ, а, следовательно, последнее становится громоздким и непонятным для фермера. Также мы обнаружили, что сегодня ни одно заведение высшего аграрного образования не готовит полноценных специалистов по точному или цифровому земледелию (даже если это декларируется на сайтах агроуниверситетов). Поэтому большая часть выпускников (например, специальности 208 «Агроинженерия») не является конкурентоспособной на рынке труда и недостаточно соответствуют современным требованиям аграрного рынка труда.

О том, что нужно капитально и немедленно обновлять качество образования, омолаживать научно-педагогический состав в аграрном образовании, свидетельствует, например, тот факт, что Центр дистанционного тестирования и образования «Агроосвіта» предлагает в тестах вопросы на знание конструкции и настройки агрегатов, которые сейчас уже морально устарели и сегодня практически не используются (рис. 1). Кто готовит эти тесты?! Соответствуют ли эти вопросы реальному положению и технологическому уровню современного парка машин и касаются ли технологий их использования?

Очевидно, что студенты, которые, допустим, изучают новые модификации зерноуборочных комбайнов, например John Deere - серии W, T, S, системы дистанционного диагностирования, контроля и управления ими, - не имеют детального представления о регулировании комбайнов ККП-3 "Херсонец-9» и аналогичных машин! Таким образом, в оценке знаний студентов возникает дисбаланс: студент обладает знаниями и навыками относительно современной техники, но не знает ответа на вопрос об устаревшей технике!.. И Центр... оценивает его знания как «неудовлетворительно». Соответствует ли это объективной реальности?

Поэтому мы поставили цель ликвидировать пропасть между качеством подготовки инженерно-технических работников и реальными потребностями производства с учетом вектора развития последнего в будущем.
 
Возвращаясь к теме статьи, дадим ответ на вопрос: что же такое цифровые технологии или цифровое земледелие? И точно ли необходимо обучать будущих специалистов технологиям ЦЗ в университетах, а не в учебных центрах дилеров.

Сегодня известны определения точного и так называемого разумного земледелия (их можно найти в свободном доступе на просторах интернета), внедрение которых позволяет собирать значительное количество разнообразных производственных данных в реальном времени и сохранять их. Цифровое же земледелие интегрирует обе концепции точного и разумного земледелия. Его можно определить как «последовательное применение методов точного и разумного земледелия, внутренних и внешних взаимосвязей хозяйства, а также использования в качестве веб-платформ, содержащих данные, так и анализа больших данных» (согласно определению DLG - Немецкого сельскохозяйственного общества).

Так, в Днепровском государственном аграрно-экономическом университете по инициативе Евгения Михайличенко (нашего выпускника, который сейчас работает в Канаде в сфере ЦЗ и будет сотрудничать с колледжем Olds College Canada уже с этой осени) и научно-педагогических работников кафедры ЭМТП начата реализация экспериментального проекта по подготовке специалистов в области технологий ЦЗ.

Следует отметить, что мы уже начинали аналогичный проект раньше с одним из дилеров компании John Deere, но его постигла печальная судьба. Анализ неудач показал, что для полноценного и, главное, реального функционирования такого проекта нужны такие базовые факторы:
 
• систематическая заинтересованность дилера (а не тогда, когда ему нужны кадры) и учебного заведения в реализации такого проекта путем постоянно действующего функционирования - без перерыва производственного процесса и обучения;
 
• мотивированность студентов и преподавателей - участников проекта;
 
• постоянный и стабильный доступ участников проекта к цифровым данным предприятия, которое уже работает по технологиям ЦЗ или находится на стадии их внедрения.
 
Проанализировав причины неудач, мы запустили новый проект по технологиям ЦЗ, который имеет целью решить следующие задачи:
 
• дать четкое разъяснение участникам проекта сути, цели и задач технологий ЦЗ, преимуществ и проблем на пути их внедрения;
 
• научить практическим навыкам студентов в использовании оборудования, программного обеспечения, получении точных данных производственной деятельности;
 
• изучить алгоритм внедрения технологий ЦЗ на предприятии;
 
• научить правильно принимать решения на основе полученных данных;
 
• уметь строить прогнозы, определять риски и внедрять гибкость принимаемых решений в производственной деятельности;
 
• проводить обмен студентами между ДГАЭУ и Olds College (Canada);
 
• получить полноценных готовых специалистов в области ЦЗ;
 
• публиковать результаты всех блоков практических занятий в течение всего срока реализации проекта.

Что же это проект может дать производителям цифрового продукта и, прежде всего, фермерам? На наш взгляд, полноценная подготовка специалистов в сфере технологий ЦЗ поможет фермерам при внедрении этих технологий у себя на предприятиях свести свои ошибки к минимуму путем комплексного и всестороннего понимания процесса, преимуществ, затрат и прибыли. Университет будет готовить специалистов, в которых нуждается производство. А дилеры и продавцы технологий и оборудования для ЦЗ будут иметь успех в продажах, так как количество специалистов в этой сфере соответственно возрастет. Таким образом, по нашему мнению, реализация такого проекта будет иметь много разносторонних преимуществ.

Для его удачной реализации на кафедре эксплуатации машинно-тракторного парка было установлено девять лицензионных программ AFS (Trimble) Software (Advanced Farming System), предоставленной компанией MY AGRO CANADA вместе с Trimble CANADA. Руководство ООО «Агро КМР», в лице директора Климана Кусана, предоставило цифровой доступ к нескольким своим полям. Благодаря этому студенты будут работать с «живыми» данными, которые постоянно обновляются и пополняются, и учиться принимать решения на основе оценки реального состояния производства и имеющихся рисков.

Отметим, что 10 и 17 сентября уже прошли первые теоретические учения, на которые были приглашены все желающие студенты и преподаватели университета. На занятиях Евгений Михайличенко сразу же сделал акцент на том, что полноценное внедрение технологий ЦЗ в агропредприятиях продолжается в течение двух лет.

Внимание присутствующих было акцентировано на том, что сейчас практически все фермеры и дилеры допускают одну и ту же ошибку: пытаются приобрести оборудование, глубоко не вникая в технологию его применения, в суть программного обеспечения, чем нарушают алгоритм последовательных действий. Кроме того, не все понимают обоснованную потребность введения дополнительной штатной единицы на предприятии - специалиста, который бы занимался непосредственно ведением ЦЗ (обычно - это IТ-специалист).
 
Во время занятий Евгений использовал сугубо собственные материалы, собранные на основе своей профессиональной деятельности, удачно сконцентрированные в видеоуроки. В них подробно, буквально пошагово, изложена суть технологий ЦЗ, алгоритм действий, выбор необходимого оборудования, программное сопровождение и т.д.

Что увидели и чему смогли уже научиться? Студенты смогли получить детальный анализ цифровой платформы Trimble Desktop Software, которую широко используют в США, Канаде и Украине (рис. 2): каковы ее функции, как начинать работать, на что обратить внимание и многое другое. Например, на этих картах мы видим, что можно одновременно наблюдать историю поля, оценивать состояние вегетации посевов по датам. И таких данных можно собрать сотни!

Действительно, только на одном рис. 3 можно увидеть много собранных данных, показывающих полную картину текущего состояния производства и на основе которых можно принять правильные и эффективные решения. Кроме того, например, установленные на предприятии метеостанции предоставят дополнительные данные, на основе которых можно сделать оперативный прогноз погоды, а затем - быть вовремя проинформированным о возможных угрозах или, наоборот, благоприятных условиях для посевов, что позволит скорректировать проведения технологических операций и тому подобное.

Лектор также сделал сравнительный анализ различных платформ, обратил внимание слушателей на их сходство и различия. Для многих присутствующих было удивлением, что есть аналогичные платформы отечественных производителей, например, например, платформа от АгроOnline (рис. 4), которая имеет аналогичный платформе Cropio функционал.

 

Докладчик ознакомил слушателей с разработанным отечественными производителями цифровым пенетрометром, который в режиме он-лайн передает данные о текущем показателе твердости почвы на платформу SkokAgro (рис. 5) - другого украинского продукта цифровых технологий. Эти данные также вносятся в дифференциальную карту, по которой можно отследить наличие на поле плужной подошвы, а по комплексу данных - получить ее историю, причины возникновения и тому подобное. То есть, чем больше будет объективной информации о предмете производства, тем более правильное решение с минимальными рисками сможет принять фермер, а следовательно, текущие расходы стабильно уменьшаться до определенного обоснованного уровня.
 
В целом первые занятия достигли результата, потому что после каждого из них (а их было проведено четыре) возникали оживленные дискуссии между автором этих занятий, студентами и преподавателями. Равнодушных в аудитории не было!

 

Приведем один пример, как и на чем можно сэкономить, повысив производительность агрегата и уменьшив расходы. Так, в одном из предприятий с помощью дрона провели оперативный контроль состояния поля и обнаружили, что длительные дожди стали причиной образования на поле определенного количества небольших озер (так называемых блюдец), где были полностью уничтожены посевы. Размеры и координаты этих озер были внесены в цифровую карту, которая была загружена в карту опрыскивателя. Агроном принял решение: выполнить обработку средствами защиты растений (СЗР) с нормой 150 л/га (синий цвет) и вовсе прекращать обработку - норма 0 л/га (красный цвет) в случае прохода опрыскивателя над уничтоженными водой участками (рис. 6).

Что это дало предприятию? Отключение распылителей форсунок на опрыскивателе во время прохода над участком поля, где посевы были уничтожены водой, обеспечило снижение затрат СЗР на 9,5%. Причем экономии способствовало не только уменьшение объема расхода рабочего раствора, но и расходы на транспортировку и приготовления СЗР для дозаправки опрыскивателя. То есть, уменьшилась энергоемкость, а, следовательно, и себестоимость этой технологической операции. Аналогичным образом производят корректировку на всех стадиях производства: на основных и вспомогательных операциях, в процессе производственных согласований (например, согласование с кратностью ширины захвата агрегатов, их производительностью и многое другое).

 

После окончания первого блока занятий было отобрано в отдельную группу 12 студентов, которые два года подряд будут принимать участие в проектах. Они пройдут пошагово весь учебный путь, который обеспечит полноценный старт и функционирования технологий ЦЗ в агропредприятиях. Следующие занятия состоятся в октябре в компьютерной аудитории нашей кафедры, где студенты с помощью программного обеспечения AFS (Trimble) и Agro-Online будут учиться оперировать данными, полученными от ООО «Агро КМР». А следующим шагом станут практические занятия на специально выделенных полях этого предприятия от измерения твердости почвы до технологии взятия ее анализа, обработки только что полученной информации и многое другое.

В целом, после двух лет интенсивных и систематических занятий, мы должны осуществить обмен студентами с одним из колледжей Канады и показать способность наших студентов (в то время - уже специалистов в сфере ЦЗ) адекватно и оперативно реагировать на изменения ситуативной производственной деятельности и способность эффективно выполнять поставленные задачи в других условиях, пока - в другой стране.

После получения положительных результатов этого проекта он должен быть реализован в других аграрных учреждениях высшего образования Украины с целью готовить конкурентоспособных специалистов, которые не только соответствовали бы требованиям времени и уровню аграрного производства, но и сами были генераторами идей и новаций агропромышленного комплекса, в том числе и в IТ-сфере.
 
В следующей статье мы приведем еще ряд интересных реальных примеров оптимизации производства, экономии ресурсов по результатам практических работ, которые будут выполнены нами совместно со студентами ДГАЭУ в ООО «Агро КМР» в октябре.
 
Выводы. Идея создания проектов по внедрению технологий цифрового земледелия в Днепровском государственном аграрно-экономическом университете обусловлена острой потребностью на рынке образовательных услуг надлежащей подготовки специалистов такого направления.
 
Этот Проект на сегодня является первым и пока единственным в Украине, и его выпускники должны решить проблему стабильного внедрения технологий цифрового земледелия в аграрных компаниях Украины. На наш взгляд, в функционировании такого проекта фермеры и владельцы агрохолдингов должны быть даже более заинтересованы, чем университеты, - потому что это реально существенно оптимизирует и автоматизирует производство. Без таких технологий уже в ближайшие годы агропредприятия будут стабильно терять свою конкурентоспособность.
 
Большая заинтересованность наших студентов доказала целесообразность развития этого проекта на украинском и международном просторах.

 

О. Деркач, заведующий кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка ДГАЭУ, канд. техн. наук, доцент

Журнал «Пропозиція», №10, 2019 р.

 

Коллектив кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка и администрация Днепровского государственного аграрно-экономического университета выражают глубокую благодарность нашему выпускнику, Евгению Михайличенко, благодаря которому состоялся старт этого проекта и основные результаты которого вошли в эту статью. Надеемся на длительное и плодотворное сотрудничество.
Ключевые слова: цифровое земледелие

Интервью
Сергей Потапов, менеджер по развитию плодоовощного бизнеса Украинского проекта бизнес-развития плодоовощеводства, как оказалось, давно знаком с ореховой тематикой. А сейчас среди партнеров проекта есть и одно объединение производителей... Подробнее
Богдан Духницкий, канд. экон. наук ННЦ «Институт аграрной экономики», аналитик компании «Бизнесгрупинвест», которая тесно сотрудничает с Ассоциацией «УКРСАДПРОМ»
Европейский рынок требует фруктов и ягод и скупает их по всему миру. При этом спросом пользуется не только сырье, но и переработанная продукция. По результатам 2016 года, 70% доходов из $ 148 млн

1
0