Спецможливості
Аналітика

Цифрові технології у землеробстві: проблеми та перспективи

18.11.2020
3295
Цифрові технології у землеробстві: проблеми та перспективи фото, ілюстрація

Попри те, що Україна сьогодні займає провідне місце у світі за темпами впровадження сучасних технологій у рільництві, цифрове землеробство (ЦЗ) впроваджується не так стрімко. Потужні агрохолдинги та середні фермери мають високотехнологічну зарубіжну техніку про­відних світових виробників. Слід зауважити, що в цілому проблем із забезпеченням сільського господарства новою технікою сьогодні немає. Всі технологічні операції виконуються, зазвичай, у встановлені терміни. Тепер зусилля аграріїв спрямовані переважно на зниження собівартості робіт, адже від досягнення бажаного результату в цьому напрямі безпосередньо залежить успіх виробничої конкуренції. А досягти цього можна, лише крокуючи в ногу із сучасними прогресивними технологіями.

 

Однак, водночас із цим прагненням, коефіцієнт використання новітньої техніки ще перебуває на невисокому (а іноді й на неприпустимо низькому) рівні, який сягає 65–80%. Сучасна техніка оснащена передовими засобами діагностики, контролю та автоматичного управління. Проте часом мало хто із фермерів — власників новопридбаної техніки знає, що вже володіє багатьма дуже цінними опціями, які є у цих машинах. Та через незнання, як ними користуватися, даремно переплачує кошти деяким дилерам, у яких немає відповідного персоналу, аби навчити клієнтів-аграріїв і продемонструвати на практиці широкі можливості купленої техніки.

Чому так відбувається? Причин, звичайно, декілька, але одна з них (дуже поширена) полягає в тому, що часто сам власник агропідприємства не має розуміння алгоритму впровадження технологій ЦЗ та важливості мати в робочому штаті кваліфікованих операторів цієї техніки. В такому разі негативну роль відіграє банальна неграмотність або небажання розвивати підприємство.

Однак уже сьогодні можна зробити висновок: той, хто перший освоїть технології ЦЗ, забезпечить колосальну конкурентоспроможність свого підприємства, сталий розвиток і збереже його.

Аналіз процесу впровадження цифрових технологій у землеробстві. Отже, які бонуси принесе впровадження технологій ЦЗ власникові агробізнесу? З чого й коли почати? Хто і як підтримуватиме функціональність ЦЗ? Чи є достатньо кваліфіковані фахівці в цій галузі? Спробуємо відповісти на ці питання.

Бонуси — очевидні: практика фермерів США, Канади, Австралії та інноваційних агропідприємств України показує, що впровадження технологій ЦЗ не тільки забезпечує високий рівень планування, контролю за виконанням, скороченням поточних і планових витрат, а й підвищення прибутків (від 10%). Уводночас значна проблема, з якою зіткнулися фермери України, — це брак гнучкого алгоритму введення ЦЗ.

Досліджуючи цю проблему, ми виявили, що дилери, які пропонують споживачам обладнання та програмне забезпечення, не готові в повній мірі постійно надавати кваліфікований супровід підприємствам, організовувати необхідне й достатнє навчання користувачів наданого продукту. Навпаки, за більш-менш інформаційно місткі консультації вони беруть плату, підвищуючи цим самим вартість упровадження і ведення ЦЗ, а відтак, останнє стає громіздким і незрозумілим для фермера. Також ми виявили, що сьогодні жоден заклад вищої аграрної освіти не готує повноцінних фахівців із точного чи цифрового землеробства (навіть якщо таке декларується на сайтах агроуніверситетів). Тому велика частка випускників (наприклад, спеціальності 208 «Агроінженерія») не є конкурентоспроможними на ринку праці і недостатньо відповідають сучасним вимогам аграрного ринку праці.

Про те, що потрібно капітально й негайно оновлювати якість освіти, омолоджувати науково-педагогічний склад в аграрній освіті, свідчить, наприклад, той факт, що Центр дистанційного тестування та освіти «Агроосвіта» пропонує в тестах питання на знання конструкції та налаштування агрегатів, які нині вже морально застаріли й сьогодні практично не використовуються (рис. 1). Хто готує ці тести?! Чи відповідають ці питання реальному стану й технологічному рівню сучасного парку машин і чи стосуються технологій їхнього використання?

Очевидно, що студенти, які, припустимо, вивчають нові модифікації зернозбиральних комбайнів, наприклад John Deere — серії W, T, S, системи дистанційного діагностування, контролю та управління ними, — не мають детального уявлення про регулювання комбайнів ККП-3 «Херсонець-9» і аналогічних машин! Таким чином, у оцінці знань студентів виникає дисбаланс: студент володіє знаннями й навичками стосовно сучасної техніки, але не знає відповіді на питання щодо застарілої техніки!.. І Центр… оцінює його знання як «незадовільно». Чи відповідає це об’єктивній реальності?

Тому ми поставили за мету ліквідувати прірву між якістю підготовки інженерно-технічних працівників і реальними потребами виробництва з урахуванням вектора розвитку останнього в майбутньому.

Повертаючись до теми статті, дамо відповідь на питання: що ж таке цифрові технології чи цифрове землеробство? І чи точно необхідно навчати майбутніх спеціалістів технологіям ЦЗ в університетах, а не в навчальних центрах дилерів.

Сьогодні відомі визначення точного й так званого розумного землеробства (їх можна знайти у вільному доступі на теренах інтернету), впровадження яких дає змогу збирати значну кількість різноманітних виробничих даних у реальному часі й зберігати їх. Цифрове ж землеробство інтегрує оби­дві концепції точного та розумного землеробства. Його можна визначити як «послідовне застосування методів точного та розумного землеробства, внутрішніх і зовнішніх взаємозв’язків господарства, а також використання як веб-платформ, що містять дані, так і аналізу великих даних» (згідно з визначенням DLG — Німецького сільськогосподарського товариства).

Так, у Дніпровському державному аграрно-економічному університеті за ініціативи Євгена Михайличенка (нашого випускника, який нині працює в Канаді у сфері ЦЗ і співпрацюватиме з коледжем Olds College Canada вже з цієї осені) та науково-педагогічних працівників кафедри ЕМТП розпочато реалізацію експериментального проєкту з підготовки фахівців у галузі технологій ЦЗ.

Слід зазначити, що ми вже розпочинали аналогічний проєкт раніше з одним із дилерів компанії John Deere, але його спіткала невтішна доля. Аналіз невдач показав, що для повноцінного й, головне, реального функціонування такого проєкту потрібні такі базові чинники:

систематична зацікавленість дилера (а не тоді, коли йому потрібні кадри) та закладу освіти в реалізації такого про­єкту шляхом постійно діючого функціонування — без перерви виробничого процесу й навчання;

умотивованість студентів і викладачів — учасників проєкту;

постійний і стабільний доступ учасників проєкту до цифрових даних підприємства, яке вже працює за технологіями ЦЗ або перебуває на стадії їхнього впровадження.

Проаналізувавши причини невдач, ми запустили новий проєкт із технологій ЦЗ, який має на меті вирішити такі завдання:

дати чітке роз’яснення учасникам проєкту суті, мети й завдань технологій ЦЗ, переваг і проблем на шляху їхнього впровадження;

навчити практичним навичкам студентів у використанні обладнання, програмного забезпечення, отриманні точних даних виробничої діяльності;

вивчити алгоритм упровадження технологій ЦЗ у підприємстві;

навчитиправильно приймати рішення на основі отриманих даних;

вміти будувати прогнози, визначати ризики та впроваджувати гнучкість прийнятих рішень у виробничій діяльності;

провадити обмін студентами між ДДАЕУ і Olds College (Canada);

отримати повноцінних готових спеціалістів у галузі ЦЗ;

публікувати результати всіх блоків практичних занять протягом усього терміну реалізації проєкту.

Що ж цей проєкт може дати виробникам цифрового продукту та, передусім, фермерам? На наш погляд, повноцінна підготовка спеціалістів у сфері технологій ЦЗ допоможе фермерам під час упровадження цих технологій у себе на підприємствах звести свої помилки до мінімуму шляхом комплексного й усебічного розуміння процесу, переваг, витрат і прибутків. Університет готуватиме спеціалістів, яких потребує виробництво. А дилери та продавці технологій і обладнання для ЦЗ матимуть успіх у продажах, бо кіль­кість спеціалістів у цій сфері відповідно зрос те. Таким чином, на нашу думку, реалізація такого проєкту матиме багато різнобічних переваг.

Для його вдалої реалізації на кафедрі експлуатації машинно-тракторного парку було встановлено дев’ять ліцензійних програм AFS (Trimble) Software (Advanced Farming System), наданої компанією MY AGRO CANADA разом із Trimble CANADA. Керівництво ТОВ «Агро КМР», в особі директора Клімана Кусана, надало цифровий доступ до декількох своїх полів. Завдяки цьому студенти працюватимуть із «живими» даними, що постійно оновлюються та поповнюються, і вчитимуться приймати рішення на основі оцінки реального стану виробництва та наявних ризиків.

Зазначимо, що 10 та 17 вересня вже пройшли перші теоретичні навчання, на які були запрошені всі охочі студенти та викладачі університету. На заняттях Євген Михайличенко відразу ж зробив акцент на тому, що повноцінне впровадження технологій ЦЗ у агропідприємствах триває впродовж двох років.

Увагу присутніх було акцентовано на тому, що наразі практично всі фермери й дилери припускаються однієї й тієї самої помилки: намагаються придбати обладнання, глибоко не вникаючи в технологію його впровадження, в суть програмного забезпечення, чим порушують алгоритм послідовних дій. Крім того, не всі розуміють обґрунтовану потребу введення додаткової штатної одиниці на підприєм­стві — фахівця, який би займався безпосередньо веденням ЦЗ (зазвичай — це ІТ-спеціаліст).

Під час занять Євген використовував суто власні матеріали, зібрані на основі своєї професійної діяльності, які вдало сконцентровані у відеоуроки. В них детально, буквально покроково, викладено суть технологій ЦЗ, алгоритм дій, вибір потрібного обладнання, програмний супровід і т.д.

Що побачили й чому змогли вже навчитися? Студенти змогли отримати детальний аналіз цифрової платформи Trimble Desktop Software, яку широко використовують у США, Канаді та Україні (рис. 2): які її функції, як починати працювати, на що звернути увагу й багато іншого. Наприклад, на цих картах ми бачимо, що можна водночас спостерігати історію поля, оцінювати стан вегетації посівів за датами. І таких даних можна зібрати сотні!

Справді, тільки на одному рис. 3 можна побачити багато зібраних даних, що показують повну картину поточного стану виробництва й на основі яких можна прийняти правильні та ефективні рішення. Крім того, наприклад, установлені на підприємстві метеостанції нададуть додаткові дані, на основі яких можна зробити оперативний прогноз погоди, а відтак — бути вчасно поінформованими про можливі загрози чи, навпаки, сприятливі умови для посівів, що дасть змогу скоригувати проведення технологічних операцій тощо.

Лектор також зробив порівняльний аналіз різних платформ, звернув увагу слухачів на їхню схожість і відмінності. Для багатьох присутніх було здивуванням, що є аналогічні платформи вітчизняних виробників, як-от, наприклад, платформа від АгроOnline (рис. 4), яка має аналогічний платформі Cropio функціонал.

 

Доповідач ознайомив слухачів із розробленим вітчизняними виробниками цифровим пенетрометром, який у режимі он-лайн передає дані про поточний показник твердості ґрунту на платформу SkokAgro (рис. 5) — іншого українського продукту цифрових технологій. Ці дані також вносяться в диференційну карту, за якою можна відслідкувати наявність на полі плужної підошви, а за комплексом даних — отримати її історію, причини виникнення тощо. Тобто що більше буде об’єктивної інформації про предмет виробництва, то правильніше рішення з мінімальними ризиками зможе прийняти фермер, а отже, поточні витрати стабільно зменшуватимуться до певного обґрунтованого рівня.

У цілому перші заняття досягли результату, тому що після кожного з них (а їх було проведено чотири) виникали жваві дискусії між автором цих занять, студентами й викладачами. Байдужих в аудиторії не було!

 

Наведемо один приклад, як і на чому можна заощадити, підвищивши продуктивність агрегату та зменшивши витрати. Так, в одному з підприємств за допомогою дрона провели оперативний контроль стану поля й виявили, що тривалі дощі спричинили утворення на полі певної кількості невеликих озер (так званих блюдець), де були повністю знищені посіви. Розміри та координати цих озер були внесені в цифрову карту, яка була завантажена в карту обприскувача. Агроном прийняв рішення: виконати обробку засобами захисту рослин (ЗЗР) із нормою 150 л/га (синій колір) і зовсім припиняти обробку — норма 0 л/га (червоний колір) у разі проходу обприскувача над знищеними водою ділянками (рис. 6).

Що це дало підприємству? Відключення розпилювачів форсунок на обприскувачі під час проходу над ділянкою поля, де посіви були знищені водою, забезпечило зниження витрат ЗЗР на 9,5%. Причому економії сприяло не тільки зменшення об’єму витрати робочого розчину, а й витрати на транспортування та приготування ЗЗР для дозаправки обприскувача. Тобто зменшилася енергоємність, а отже, й собівартість цієї технологічної операції. Аналогічним чином проводять коригування на всіх стадіях виробництва: на основних і допоміжних операціях, у процесі виробничих узгоджень (наприклад, узгодження за кратністю ширини захвату агрегатів, їхньою продуктивністю та багато іншого).

 

Після закінчення першого блоку занять було відібрано в окрему групу 12 студентів, які два роки поспіль братимуть участь у проєкті. Вони пройдуть покроково весь навчальний шлях, що забезпечить повноцінний старт і функціонування технологій ЦЗ у агропідприємствах. Наступні заняття відбудуться в жовтні в комп’ютерній аудиторії нашої кафедри, де студенти за допомогою програмного забезпечення AFS (Trimble) та Agro-Online вчитимуться оперувати даними, отриманими від ТОВ «Агро КМР». А наступним кроком стануть практичні заняття на спеціально виділених полях цього підприємства: від вимірювання твердості ґрунту до технології взяття його аналізу, обробки щойно отриманої інформації та багато іншого.

В цілому, після двох років інтенсивних і систематичних занять, ми повинні здійснити обмін студентами з одним із коледжів Канади та показати здатність наших студентів (на той час — уже спеціалістів у сфері ЦЗ) адекватно й оперативно реагувати на зміни ситуативної виробничої діяльності та спроможність ефективно виконувати поставлені завдання в інших умовах, наразі — в іншій країні.

Після отримання позитивних результатів цього проєкту він має бути реалізований у інших аграрних закладах вищої освіти України з метою готувати конкурентоспроможних спеціаліс­тів, які б не тільки відповідали вимогам часу й рівню аграрного виробництва, а й самі були генераторами ідей і новацій агропромислового комплексу, зокрема й у ІТ-сфері.

У наступній статті ми наведемо ще низку цікавих реальних прикладів оптимізації виробництва, економії ресурсів за результатами практичних робіт, що будуть виконані нами спільно зі студентами ДДАЕУ в ТОВ «Агро КМР» у жовтні.

Висновки. Ідея створення Проєкту з упровадження технологій цифрового землеробства в Дніпровському державному аграрно-економічному університеті зумовлена гострою потребою на ринку освітніх послуг належної підготовки спе­ціалістів такого напряму.

Цей Проєкт на сьогодні є першим і поки єдиним в Україні, і його випускники мають вирішити проблему стабільного впровадження технологій цифрового землеробства в аграрних компаніях України. На наш погляд, у функціонуванні такого проєкту фермери та власники агрохолдингів мають бути навіть більш зацікавлені, ніж університети, — бо це реально суттєво оптимізує та автоматизує виробництво. Без таких технологій уже в найближчі роки агропідприємства будуть стало втрачати свою конкурентоспроможність.

Велика зацікавленість наших студентів довела доцільність розвитку цього проєкту на українському та міжнародному просторах.

 

О. Деркач, завідувач кафедри експлуатації машинно-тракторного парку ДДАЕУ, канд. техн. наук, доцент

Журнал «Пропозиція», №10, 2019 р.

 

Колектив кафедри експлуатації машинно-тракторного парку та адміністрація Дніпровського державного аграрно-економічного університету вислювлюють глибоку подяку нашому випускнику, Євгенові Михайліченку, завдяки якому відбувся старт цього проєкту та основні результати якого увійшли до цієї статті. Сподіваємося на тривалу й плідну співпрацю.

Ключові слова: цифровое земледелие

Інтерв'ю
Геннадій Юдін, віце-президент ВГО "Українська горіхова Асоціація"
Горіхівництво за останній час уже встигло стати однією із найбільш скандальних галузей аграрного виробництва. Після всім відомого  розголосу  із «горіховою мафією» цікавість до саджанців та
Олена Березовська, президент громадської спілки «Органічна Україна»
Громадська Спілка виробників органічних сертифікованих продуктів «Органічна Україна» була створена у 2012 році. Її ініціаторами стали шість підприємств, що виробляли молоко, бакалію, овочі, чай та

1
0