Сельскохозяйственная сфера давно исчерпала возможности прямого наращивания посевных и иных площадей. Даже эффект от «зеленой революции» середины прошлого века почти исчез. Между тем, кормить и снабжать непродовольственной сельхозпродукцией неуклонно растущее население Земли необходимо. Дело не только в количественном прибавлении объемов, но и в качественном изменении облика аграрной сферы. Только при кардинальном ее преобразовании, сопоставимом по уровню с широкой механизацией в первой половине ХХ столетия, можно будет решить возникшие трудности.
Но умное сельское хозяйство — это не просто внедрение новых механизмов и аппаратов, технологических приемов. Это еще и бережливость во всех отношениях. Так, современная ситуация отличается от положения полувековой давности:
- уменьшением доступа к пресной воде;
- ростом стоимости энергоресурсов, топлива;
- жестким дефицитом кадров;
- значительной деградацией посевных угодий
Те же водные ресурсы надо использовать гораздо рациональнее, чем когда-либо прежде, и банальной строгой экономией задачу не решить. Нужно действовать с колоссальной гибкостью, адаптируясь к переменам в природной среде. Автоматизация отрасли — полноценный ответ на подобные вызовы, способ быстро учесть все тонкости момента. Настоящее цифровое хозяйствование начинается там, где собирают информацию в режиме реального времени, сразу реагируя на каждое изменение, даже упреждая и предвосхищая его.
Подход к каждому уголку поля должен быть особым. Агроном XXI века не вправе давать указания, отталкиваясь от общих теоретических положений и векового опыта. Следует организовать непрерывную оценку:
- урожайности;
- влажности и температуры грунта;
- состояния растений;
- состояния приземного слоя воздуха;
- вносимых удобрений;
- поливов;
- здоровья скота и птицы.
Тщательно продуманный подход означает, что не будет впустую тратиться ни капли горючего, ни кусочка ядохимикатов, ни минуты рабочего времени. Информатизация сельхозпроизводства сделает его безопаснее для людей и окружающей среды. В условиях острой конкуренции за перспективные кадры только повышение технологичности ферм, полевых хозяйств способно, с одной стороны, сдержать отток сотрудников и обойтись минимальным количеством работников при недостижимой прежде эффективности — с другой. Стоит подчеркнуть еще и решение важной социальной задачи: действительного стирания границы между городом и сельской местностью по условиям жизни. То, что не удалось довести до конца на базе трактора и комбайна, становится реальностью при использовании цифровых технологий.
Чем суровее становится климат, чем чаще происходят экстремальные метеорологические явления, тем острее потребность в высокоэффективных технологиях. Эксперты давно установили: чрезмерное уплотнение грунта повинно как минимум в 20–30% потерь урожая. Но именно цифровизация снижает частоту выходов машин в поле, а значит — их гусеницы и колеса не будут лишний раз утрамбовывать грунт. Установлено: чем щепетильнее территория, чем чувствительнее почвенная среда к внешним воздействиям, тем выше выгода от внедрения методов управляемого движения по полям.
Впрочем, урожай теряется и по другим причинам. Продвинутые технологии вновь выступят «лекарством» в этом случае. Они помогут проверить своевременность и полноту аграрных мероприятий, оценить фитосанитарное состояние угодий и задать оптимальные настройки для уборочных машин.
Какие есть варианты
Уже не первый год разворачивается внедрение беспилотных устройств. От прямого управления машинами переходят к дистанционному — и это сразу дает ряд преимуществ:
- обычные вроде бы работы выполняются легче, быстрее, экономичнее;
- оперативно формируется актуальная картина происходящего;
- моментально распознается проблемный участок, который точечно и дозированно обрабатывают ядами, удобрениями;
- детально оценивается рельеф местности даже на густо заросших труднодоступных участках;
- предотвращается попадание агрохимикатов на растения, которым они не нужны;
- сочетается проведение защитных мероприятий и оценка их результативности в реальном времени.
Облет поля, луга, сада или леса происходит гораздо быстрее, чем обход или даже объезд. Такой метод гораздо более щадящий для полезных культур. Немаловажным преимуществом окажется точная оценка вклада каждого сотрудника сельхозпредприятия: четко видно, каково положение дел именно в его зоне ответственности.
Однако широкое использование БПЛА затрудняется:
- необходимостью привлекать высококлассных операторов;
- зависимостью получаемого результата от возможностей техники и программной оболочки;
- малой дальностью полетов;
- частыми подзарядками аккумуляторов;
- обязательными разрешениями на вылеты, зачастую — ограничениями на пролет в некоторых районах.
Продвинутый подход к выращиванию
Увеличивать технологичность можно также путем культивирования растений в умных теплицах. Даже самая старательная ручная работа нарушает стабильность среды, делает трудозатраты выше, а эффективность работы — ниже. Если же воспользоваться промышленными электронными технологиями, КПД значительно вырастает. Датчики отслеживают все необходимые параметры, а специальные устройства реагируют на происходящие изменения, благодаря чему человеческое присутствие требуется очень редко. Даже если понадобится какое-то вмешательство, обычно хватает отдачи команд по дистанционным каналам связи.
Речь идет не просто про непосредственное автоматическое управление, а про использование цифровых платформ. Их применение обеспечивает максимальную гибкость, и вместо связки «один датчик — один отслеживаемый параметр — одно действие» (например, полив или проветривание) используется целый сценарий выращивания. Грамотно выстроенная система позволяет нарастить продуктивность как минимум на 10–15% по сравнению с лучшими традиционными аналогами. Уже отработаны методы автоматизации как классических, так и гидропонных теплиц, учитывающие всю специфику этих вариантов. Отслеживать происходящие события, оценивать урожайность аграрии могут при помощи мобильных приложений. Благодаря HVAC резко сокращаются операционные расходы. Набор умных датчиков составляется индивидуально, учитываются потребности конкретного хозяйства и даже отдельного парника.
Передача данных производится по кабельным или беспроводным сетям. В обоих случаях основные усилия технологов направлены:
- на повышение скорости обмена информацией;
- сокращение вероятности сбоев;
- уменьшение энергетических потерь;
- избежание помех.
Автоматизированные теплицы:
- лучше простых защищены от колебаний температуры и влажности;
- позволяют полноценно контролировать инвентарь;
- немедленно извещают персонал обо всех чрезвычайных происшествиях, в том числе по СМС;
- обеспечивают эффективную профилактику заболеваний.
Теперь о животноводстве
Умное хозяйство стоит разворачивать на фермах не в меньшей степени, чем на полях или в садах. Практика показывает, что это увеличивает рентабельность производства минимум в 2 раза. Профилактика различных неприятных событий позволяет исключить возникновение внезапных убытков. Например, при разведении рыбы лишь автоматизированный контроль за состоянием воды и ее химическим составом предотвратит серьезные заболевания, даже гибель целых косяков. Отслеживание десятков параметров без помощи электроники требует слишком много внимания, а цена любой ошибки чрезвычайно велика. Даже учет во многом возлагается на технические средства.
Традиционное скотоводство тоже кардинально преображается при использовании высокотехнологичных методов. Автоматизированные коровники и свинофермы перестают быть редкостью. Передовые крупные фирмы стараются роботизировать даже убой и производство кормов. Особенно активно внедряется современная техника в молочной отрасли. При этом от использования отдельных автоматических и полуавтоматических компонентов переходят к созданию мощных комплексных сред управления.
Трудности и ожидания
Не нужно ударяться в крайности, испытывать розовый оптимизм или же полагать, что вскоре умная техника для сельского хозяйства окажется не нужна, что это сиюминутное увлечение. Использование таких инструментов вполне оправдано, но приступать к их освоению следует при четком осознании ближайших и долгосрочных последствий. Меняться предстоит не только подходам, но и специалистам, их применяющим. Одной из ключевых преград по-прежнему выступает недопонимание руководством агропредприятий сути цифровизации и ее практических тонкостей.
Пока что в ряде случаев применяются «сырые» решения, которые придется улучшать, модернизировать. Добиться позитивного результата не получится без развертывания сложных информационных систем и передовой инфраструктуры связи. Важно подчеркнуть, что есть необходимость не просто внедрения цифровых инструментов, но и упора на отечественную элементную базу. Поэтому решить задачу без участия государства и без последовательного развития российской электронной промышленности не получится. Это будет залогом создания не просто успешного, но и стабильного, независимого от воли внешних игроков сельского хозяйства. Полноценное отслеживание происходящих событий позволяет обнаружить неиспользуемые земли, установить факты ложных банкротств.
Ответственный подход позволит раскрыть весь потенциал умных технологий. Эксперты полагают, что к 2025 году общий рост выручки в растениеводстве благодаря автоматике составит 25%, а в животноводстве – примерно 13%. Однако серьезным барьером пока еще остается консервативный настрой многих аграриев. Интеграция на высоком уровне сильно затруднена, а расчет «вот купим технику и всё сразу заработает» откровенно провален. Не существует готового комплексного решения, подходящего для всех случаев, типовые сценарии следует дорабатывать под конкретные запросы. В основном специалисты рекомендуют последовательно соединять подсистемы, а не пытаться подогнать каждую из них под какой-то общий шаблон. Еще один нюанс: следует подбирать квалифицированных профессионалов, которые знают основы программирования и другие технические тонкости. Качественное управленческое решение позволяет интегрировать продвинутые разработки с применяемыми бизнес-алгоритмами.
Отечественная практика показывает, что сельское хозяйство можно и нужно улучшать за счет применения современных умных устройств. Отдельные разработки такого рода – «программирование урожаев» – появились еще с 1960-х годов. Глупо было бы не воспользоваться подобной теоретической и практической базой. Существующая в нашей стране математическая и инженерная школа тоже может стать мощным подспорьем в цифровизации аграрной отрасли.
Однако многое зависит от стратегического подхода на общенациональном уровне, от учета интересов концернов, единичных фермерских хозяйств, а также от подготовки профессиональных кадров в средних и высших учебных заведениях. Задачи, которые стоят перед агропромышленным комплексом, грандиозны, но тем важнее взяться за них энергично.
|
