Эволюция цифровых технологий сельского хозяйства

В течение длительного промежутка времени сельское хозяйство не являлось очень заманчивым бизнес-проектом для инвесторов из-за долгого цикла производства, который не застрахован от природныхопасностей и огромных потерь урожая при выращивании, сборе и хранении, отсутствия возможностиавтоматизироватьбиологические процессы и отсутствия развития в улучшении производительности и инноваций. Применение информационных технологий в сельском хозяйстве заканчивалосьиспользованием компьютеров и программного обеспечениялишь с цельюфинансового контроля и поиска коммерчески выгодных сделок. Фермераминедавно сталиприменятьсяИТ для отслеживания состояния сельхоз культур, домашнего скота и разных компонентов процесса сельского хозяйства. Использование систем информации на базе геоинформационных технологий (ГИТ) – это одно из самых перспективных направлений улучшения эффективности контроля сельхоз производством.

Сельское хозяйство за свою длительную историю пережило несколько революций, результатом каждой из которых было выведение эффективности, урожайности и рентабельности на новый уровень, недостижимый ранее. Прогнозы рыночного развития гласят, что цифровая революция в сельском хозяйствеознаменует новый этап, позволяющийАПК удовлетворить будущие потребности всех жителей Земли. Процесс введения цифровых технологий в сельское хозяйство изменит всю структуру цепочки аграрного производства. Оптимизационные принципы, разумные и предсказуемые решения, индивидуальный подход позволят управлять любым системным элементом.Гиперподключенность, опирающаяся на данные, обеспечит нормальное системное функционирование в режиме реального времени. Будет обеспечена возможность реализации полной прослеживаемости и координации, возможность координации и создания оптимальных управленческих моделей землями сельского хозяйства, животными и сельхоз культурами в цепочках производства. Сельское хозяйство, прошедшее процесс цифровизации, позволит создать системы, обладающие высокой продуктивностью, которые достаточно предсказуемы и которые обладают возможностью к адаптации к изменениям, в частности к тем, провоцирующихизменения климат. Это, прежде всего, позволит повысить уровень продовольственной безопасности, степень доходности и устойчивости.

Цифровое сельское хозяйство, благодаря своей высокой продуктивности, своему эффективному расходу средств и использованию рыночных возможностей, способно обеспечивать экономические блага. За счет расширения коммуникационных средств и большей инклюзивности цифровое сельское хозяйство способно также обеспечивать социальные и культурные блага. Так же, благодаря своей оптимизации использования ресурсов и адаптации к изменению климата, цифровое сельское хозяйство способно обеспечивать экологические блага.

ЦифровизацияАПК несет такие потенциальныепреимущества, которые кажутся убедительными. Но проблема заключается в том, что их реализация трудно осуществима в системах сельхоз производства, сельской экономике, жизни общин и управлении природными ресурсами. Отсюда следует, что получение названных благ в полном объеме требует серьезного системного подхода.

Для успешного проведения цифровизации сельского хозяйства имеется ряд условий, определяющих формат преобразований цифрового характера в сельском хозяйстве. Но нужно учесть все контексты:

· минимальный набор условий, которые позволяютприменять технологии, включает следующие базовые условия, такие как наличие, подключенность, финансовая доступность, компьютерная грамотность, образование в области ИКТ, а также проведение политики со стороны государства в поддержку цифровых стратегий;

· факторы, делающие внедрение технологий возможным, такие какприменение Интернета, смартфонов и социальных сетей, рабочие навыки с ЦТ, поддержка ведения предпринимательства и инноваций в сфере АПК

Имеется несколько базовых условий,обязательных для использования цифровых технологий и осуществленияцифровых изменений в АПК. Это, прежде всего, наличие инфраструктуры и подключения, финансовая доступность, образовательный уровень (грамотность, образование в сфере информационно-коммуникативных технологий).

Фермеры, получившие доступы к цифровым технологиям, могут дать своим фермам и другим сельхоз предприятиям значительные преимущества в плане связей с поставщиками, информационного доступа, возможности приемаболее качественных работников, формирования крепких партнерских союзов, доступа к поддерживающим услугам, в частности образовательным, финансовым, юридическим, к рынкам и потребителям.

Примечательно, что при внедрении цифровых технологий в сельское хозяйство могут возникнуть определенные проблемы. Одна из них заключается в том, что доля сельского населения сокращается по всему миру, что возможности сельского населения в области обучения и трудоустройства ограничены. Также зачастую отсутствует инфраструктура, в частности базовая инфраструктура информационных технологий, что наиболее свойственно для отдаленных сельских общин и общин, в которых велика доля представителей коренных народов. Затраты на создание ИТ инфраструктуры являютсяглавным препятствием в сельских районах, зачастую являющимися очень бедными.

Информационные системы контроля, основанные на геоинформационных технологиях, играют огромную роль в организациисельхоз операций.

Планирование АПК включает в себя следующие виды работ:

· расчет потенциала и эффективности кадров и земельных ресурсов;

· измерение полей по типу объезда по контуру с использованием GPS-оборудования с максимальной точностью 1–3 см;

· составление структуры площадей посевов и севооборотов в виде точной электронной карты;

· анализ потребности в техническом оборудовании;

· подсчетнужного количества удобрений;

· формирование порядка операций по обрабатыванию почвы, использование удобрений и защитных средств.

Опираясь на перечисленные выше данные, для водителей и механиков составляются плановые задания на следующий рабочий день и при необходимости в них вносятся изменения.

Планирование, которое осуществляется на базе данных геоинформационных систем, позволяет снизить (или полностью исключить) застои в работе при недостаткерабочей силыили техники, снизить стоимость сельхоз операций на единицу площади, на которой проводится обработка, и улучшить показатели урожайности.

Техническая подсистема сельхозорганизаций также не обходитсябез использования ГИТ. Она включает:

§ составление графиков применения техники и операций по ее ремонту;

§ оценкаприменения техники и различных материалов и оценка всех перемещений техники

§ выборрентабельных маршрутов перемещения и перевозки техники от базы до выбранных полей;

§ выборнаиболее экономичных маршрутов перевозки урожая до пунктов приема;

§ управление скоростью движения техники при выполнении полевых работ;

§ измерение длины гона или необходимой дистанции между полями и точкамисбор сельхоз продукции по электронной карте;

§ создание учетных листов трактористов-машинистов.

§ созданиесписков с путями движенияавтомобильного транспорта.

ГИС способныулучшить процессы, которые проходят в отрасли животноводства, к примеру, эффективно и с небольшимирасходами решить следующие задачи картирования районов:

§ с бедной растительностью природы;

§ с пустынямииз-за перегрузки полей;

§ деградации природной растительности на пастбищах;

§ с выбиванием растительности и эрозией почвенного покрова вокруг водопоев, на трассах перегонов и т.п.;

§ с испорченными стоками комплексов животноводства и птицефабрик и так далее.

Стоит сказать, что где-то 70 процентов из образованных отходов используются в качестве удобрений, оставшаясядолязаполняет пруды-накопители, сбрасывается на прилегающие территории, попадает в водоемы и в воды под землей.

Использование технологий геоинформационных систем поможет руководителям предприятий управлять дистанционно работой хозяйства в режиме реального времени. Полученные ответы позволят анализировать рентабельность производственных вложений.

Применение данных технологий в сфере диспетчерской службы даст возможность оперативно отыскивать местоположение техники, определять работу механиков и водителей, в том числепутем установления аудио связи, а также управлятьрастратами ГСМ и состоянием техники.

Автоматизированное рабочее место агронома с использованием технологий геоинформационных систем:

§ предполагаетфиксирование истории полей по уровню урожайности, культурам, применяющимся удобрениям и защитным средствам;

§ позволяет вести план внесения удобрений при учете характерных особенностей каждого из полей;

§ оказывает информационную поддержку при оценке работ и выработке предложений по их планировке.

Геоинформационные системы дают возможность сотрудникам-экономистам совершать анализ реальных и плановых показателей, дают возможность автоматизации учета рабочего времени и формирования отчетов и справок.

Технологии геоинформационных систем играют очень важную роль при управлении производством сельского хозяйства в регионах с нестабильным земледелием. Для подобных местнужен пристальный контроль за условиями развития культур и за осуществлением аграрных мероприятий. Контрольсможет проводиться как над отдельно взятыми полями, так и над отдельно взятым районом, областьюи более крупной территории.

В странах запада использование технологии ГИС в АПК давно стало обязательным компонентом в системе хозяйственного управления. Российские сельхозпроизводители владеют картографическими материалами, которые зачастую не пригодны для работы, так как в них отсутствуют достоверные сведения как о местности, так и о свойствах землепользования, а уровень ИТ образования работников хозяйстване соответствует современным требованиям.

Негативное влияние на эффективность сельхозпроизводства оказывает отсутствие отображения на карте всех необходимых данных агропромышленной деятельности и результатов их анализа. Для руководителей это грозит низкой рентабельностью сельхозпредприятий, снижением урожайности и качества продукции. Внедрение ГИС в АПК и обучение информационной культуре сотрудников позволит в течение небольшого промежутка времени повысить эффективность работы сельхозпредприятия.

Статистика показывает, что период окупаемости средств, предназначенных для внедрения ГИС, составляет в среднем от года до 3,5 лет в зависимости от сложности примененной системы. Положительный эффект от применения ГИС виден уже по окончании первого года применения.Уровень конкуренции растет вместе с ростом прибыли предприятияиз-за снижения расходов и увеличения эффективности применения имеющихся средств.

Россию не обходят стороной и мировые тренды по увеличению уровня эффективностиАПК за счет применения ИТ.Правительством оказывается поддержка развития геоинформационных систем для сельского хозяйства в рамках программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия. В ней реализовывается система информационного обеспечения в сфере сельского хозяйства.

Крупные технологические компании обратили внимание на сельское хозяйство, и уровень технического оснащения заметно возрос. Компании научились управлять полным циклом растениеводства и животноводства благодаря высокотехнологичным устройствам, которые передают и обрабатывают текущие параметры каждого объекта и его среды, а также каналов коммуникаций между ними.

В современном мире стала возможна автоматизация огромного количества процессов сельского хозяйства благодаря созданию цифровой модели полного цикла производства и взаимосвязанных звеньев цепи образования стоимости, и с высокой точностью составлять рабочий график, принимать чрезвычайные меры для предотвращения потерь в случае угрозы, подсчитать уровень урожайности, затраты на производство и рентабельность предприятия. Это все возможно благодаря созданию единой сети объектов, обмене и контроля данными на основе интернета вещей, возросшей мощности компьютеров, развитию ПО и облачных сервисов.

Будущее ЦТ в сельском хозяйстве очень перспективное. Постоянно появляются новые решения и разработки.Новые технологии внедряются в хозяйства в стремительном темпе.

Что касается положения российского сельского хозяйства, то пока в стране уровень освоения технологий точного земледелия пока остается очень низким, в районе 10%. Существует несколько причин, сдерживающих внедрение цифровых технологий в сельское хозяйство. Главная из этих причин —высокая цена. Для использования этих технологий в сельскохозяйственных задачахнеобходимы огромные средства, которых у большинства сельскохозяйственных предприятий попросту не хватает. Второй причиной является высокая сложность технологического оборудования. В данном случае речь идет о современных компьютерах. Третьей причиной является низкая информационная культура среди сельского населения. В сельской местности представляется трудным найти не только специалистов по внедрению геоинформационных систем, но и специалистов, способных обслуживать такие системы.

Проблемой также является отсутствие опыта работы в этой сфере. Большинство современных технологий являются абсолютно новыми. Освоить их крайне трудно. Они также быстро меняются и совершенствуются. Такой стремительный технический прогресс не позволяет протестировать технологии в полной мере на практике, при нем нет возможности адекватно оценить эффективность применения стремительно совершенствующиеся технологии в различных условиях.

При наличии названных выше проблем интерес к новым технологиям в сельском хозяйстве все равно растет, в частности в России. Крупнейшие технологические российские компании начали внедрять технологии точного земледелия свыше десятилетия назад, начав тогда с освоения наиболее простых элементов, таких как систем параллельного вождения для сельхозтехники. Вопросом времени является освоение сельхозпроизводителями более сложных систем ЦТ, разработанных для сельскохозяйственных предприятий.

 

 

РАЗДЕЛ 2. Кодирование и преобразование информации