УДК: 338.436.33:004.9 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10255 Цифровизация технологий регулирования мелиоративного режима агроэкосистем Digitalization management of reclaimed agro-ecosystem Юрченко И.Ф., д.т.н., доцент, главный научный сотрудник, Всероссийский научно – исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова, Москва Yurchenko I.F., Doctor of technical Sciences, associate Professor, chief researcher, all – Russian research Institute of hydraulic engineering and land […]
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10254 ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АГРОСТРАХОВАНИЯ В РОССИИ PROBLEMS AND PROSPECTS OF DEVELOPMENT OF AGRICULTURAL INSURANCE IN RUSSIA Мамиек Людмила Алиевна, кандидат экономических наук, доцент ФГБОУ ВО, «Майкопский государственный технологический университет», РФ, г. Майкоп Mamiek Lyudmila, candidate of economic Sciences, associate Professor, Maykop state technological University, Maykop, Russia Аннотация: Актуальность сопровождения и поддержки АПК […]
УДК 338.22 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10253 ЦИФРОВАЯ ЭКОНОМИКА И ЕЕ РОЛЬ В УПРАВЛЕНИИ СОВРЕМЕННЫМИ ЭКОНОМИЧЕСКИМИ ОТНОШЕНИЯМИ DIGITAL ECONOMY AND ITS ROLE IN MANAGEMENT MODERN ECONOMIC RELATIONS Юсупова Муслимат Гасан-Гусейновна, ст. пр. кафедры «Менеджмент» ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный университет», Республика Дагестан, г. Махачкала Гордина Мария Григорьевна, кафедра «Менеджмент» ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный университет», Республика Дагестан, г.Махачкала Алиева Валигыз […]
УДК 630.90+332.3 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10252 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УСТОЙЧИВОГО ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ В ГРАНИЦАХ ЗЕМЕЛЬ ЛЕСНОГО ФОНДА ПРИРОДНОГО ПАРКА «САМАРОВСКИЙ ЧУГАС» ХМАО-ЮГРА DEVELOPMENT OF A MODEL OF SUSTAINABLE LAND USE WITHIN THE BOUNDARIES OF THE FOREST FUND OF THE NATURAL PARK «SAMARA CHUGAS» KHMAO-YUGRA Симакова Тамара Владиславовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Государственный аграрный университет Северного Зауралья, г. Тюмень Simakova […]
УДК 65.011:636 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10251 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ГОВЯДИНЫ В МОЛОЧНОМ И МЯСНОМ СКОТОВОДСТВЕ РЕГИОНА Терновых Константин Семенович, доктор экономических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, зав. кафедрой организации производства и предпринимательской деятельности в АПК ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» г. Воронеж, e-mail: organiz@agroeco.vsau.ru Коробков Евгений Владимирович, кандидат экономических наук, доцент кафедры […]
DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10250 КЛАСТЕРНЫЙ ПОДХОД К РАЗВИТИЮ И ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТРАСЛЕЙ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА РЕГИОНА CLUSTER APPROACH TO THE DEVELOPMENT AND IMPROVEMENT OF THE EFFICIENCY OF THE AGRICULTURAL COMPLEX OF THE REGION Волкова Елена Александровна, кандидат экономических наук, доцент кафедры менеджмента, маркетинга и права, Дальневосточный государственный аграрный университет, г. Благовещенск Volkova E.A. VolkovaElAl@rambler.ru Аннотация: В статье рассматривается […]
УДК 911.3:339.37 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10249 КРУПНЫЕ КОМПАНИИ В РАЗВИТИИ РОЗНИЧНОЙ ТОРГОВЛИ РЕГИОНОВ СИБИРИ LARGE COMPANIES IN THE DEVELOPMENT OF RETAIL TRADE IN SIBERIA Григорьева Марина Александровна, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, г. Иркутск Grigoreva M.A., margri9@yandex.ru Аннотация: В статье рассмотрена роль крупных компаний в развитии розничной торговли регионов […]
УДК 658.5 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10248 ПРОВЕДЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АВИАЦИОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ECONOMIC EVALUATION OF THE EFFICIENCY OF THE ACTIVITIES OF THE AIRCRAFT INDUSTRY ENTERPRISES Тихонов Алексей Иванович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Управление персоналом» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», e-mail: mai512hr@mail.ru Новиков Сергей Вячеславович, кандидат экономических наук, доцент, Директор Института инженерной […]
УДК 378.4 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10247 ИНЖЕНЕРНАЯ МОДЕЛЬ ПОДГОТОВКИ ОБУЧАЮЩИХСЯ СТУДЕНТОВ ВУЗОВ К ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОМУ ТВОРЧЕСТВУ ENGINEERING MODEL OF PREPARATION OF STUDENTING UNIVERSITY STUDENTS FOR INNOVATIVE ACTIVITY AND SCIENTIFIC AND TECHNICAL CREATIVITY Новиков Сергей Вячеславович, к.э.н., доцент, заведующий кафедрой «Экономическая теория» ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», (e-mail: ncsrm@mail.ru) Куликов Сергей Павлович, к.с.н., заведующий […]
УДК 331.1 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10246 КАДРОВАЯ ПОЛИТИКА ОРГАНИЗАЦИИ КАК ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКИМИ РЕСУРСАМИ HUMAN RESOURCES POLICY AS AN INSTRUMENT OF HUMAN RESOURCES MANAGEMENT Просвирина Наталья Викторовна, к.э.н., доцент кафедры «Управление персоналом», ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», (e-mail: nata68.92@mail.ru) Prosvirina Natalya V., candidate of economic sciences, Associate Professor at the Department of «Personnel Management» […]
Цифровизация технологий регулирования мелиоративного режима агроэкосистем
Digitalization
management of reclaimed agro-ecosystem
Юрченко И.Ф., д.т.н., доцент, главный научный сотрудник, Всероссийский научно – исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А. Н. Костякова, Москва
Yurchenko I.F., Doctor of technical Sciences, associate Professor, chief researcher, all – Russian research Institute of hydraulic engineering and land reclamation named after A. N. Kostyakov, Moscow
Аннотация: Цель работы – охарактеризовать процесс
становления и технический уровень применяемых цифровых систем управления
технологическими процессами формирования мелиоративного режима агроэкосистем и
рассмотреть перспективные направления их совершенствования, что способствует
решению актуальных задач государственной политики развития отечественных научно
– технических инноваций. Материалы исследования — нормативно-правовые и
нормативно – методические документы, научно — теоретические и организационно —
производственные источники, итоги практического опыта, а также результаты
научно – исследовательских работ ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А. Н. Костякова».
Обоснование полученных результатов базируется на традиционных теоретических
методах исследования: анализе, синтезе, индукции, дедукции, обобщении и
классификации, а также системном и структурно-функциональном анализах,
экспертных оценках и сравнении. Представлена оценка действенности этапов
совершенствования управления производственными процессами, предшествовавшими
наступающей эре цифровизации мелиоративного сектора экономики АПК: автоматизации,
электронизации и информатизации производственных процессов и производства.
Показана возможность и целесообразность использования практикующихся технологий
прецизионного регулирования мелиоративного режима агроэкосистем, как
эффективного инструментария решения актуальной народо-хозяйственной задачи
современности по достижению отечественным растениеводством лучших показателей
мирового уровня. Предложения по созданию программно – технических цифровых
систем прецизионного регулирования мелиоративной ситуации агроэкосистем
базируются на инновационной концепции моделирования, учитывающей энергообмен
природной и технической систем с окружающей средой и формирующей критерий
энергетической оценки мелиоративной деятельности. Установлены перспективные направления
дальнейшей цифровизации управления мелиоративным режимом агроэкосистем,
которыми становятся технологии Интернет вещей, получающие приоритетное развитие
в сельском хозяйстве в соответствии с действующей Программой цифровой экономики.
Summary: The aim of the study was to describe the process of formation and
technical level of applied digital control systems on technological processes
to form recla-mation mode within agroecosystems, as well as to consider areas
of improvement that contribute to the actual tasks’ solution in state policy of
the development of the domestic scientific — technical innovation. Research
materials-normative-legal and normative – methodical documents,
scientific-theoretical and organizational — pro-duction sources, the results of
practical experience, as well as the results of re-search works belong to FGBSI
» VNIIGIM A. N. Kostyakova». The substantiation of the obtained
results is based on the traditional theoretical methods of research: analysis,
synthesis, induction, deduction, generalization and classification, as well as
system and structural-functional analyses, expert assessments and comparison.
Efficiency estimation of the stages of the management improvement in the of
pro-duction processes prior to the coming era of digitalization on the
reclamation sec-tor of agriculture: automation, electronization and
informatization of production processes are given. The possibility of using the
practical technol-ogies of preci-sion regulation of the reclamation mode within
the agroecosystems as an effective tool of the actual economic problem solving
to achieve the best indica-tors of the world level in the domestic crop
production is shown. Proposals for the construc-tion of software and technical
digital systems for precision regulation of the recla-mation conditions in the
agroecosystems are based on an innovative simu-lation concept that takes into
account the energy exchange between natural and techno-logical systems as well
as energy requirements for the reclamation activities. The directions of the
further management digitalization for the ameliorative mode in the
agroecosystems on the base of such technologies as Internet of things by
re-ceiving priority development in agriculture according to the program of
digital economy are developed.
Ключевые слова: цифровизация,
агропроизводство, регулирование, мелиоративный режим, технология Интернет –
вещей, цифровая платформа мелиоративного водохозяйственного комплекс.
Key words: digitalization,
agricultural production, regulation, reclamation regime, Internet of things, technology,
digital platform of reclamation and water economic systems management.
Введение
Агроэкосистема — биотическое
сообщество, созданное человеком с целью получения сельскохозяйственной
продукции, отличается крайней неустойчивостью, чем обусловлена актуальность вопросов
разработки и применения методов и средств управления ее состоянием в условиях
априорной неопределенности абиотических факторов [1-3].
В настоящее время решение проблем,
связанных с менеджментом
в сфере агропроизводства
на мелиорируемых землях, ориентировано на создание новых
цифровых информационных технологий (ИТ), позволяющих
выполнять прогнозы процессов, происходящих в природной среде,
а также информационную
поддержку процедур принятия решений по
назначению управляющих воздействий, используя сведения и информацию
о параметрах и
состоянии агроэкосистемы [4-6].
Разработка цифровых алгоритмов
моделирования мелиоративного состояния агроэкосистем представляет достаточно
новое направление науки, получившее начало в середине прошлого века, вслед за
появлением мощных вычислительных машин, позволяющих моделировать сложные
динамические системы. Систематизация не
полных, фрагментарных, разрозненных и разнящихся
по релевантности и объемам данных
о всем множестве
элементов технологической сети агропроизводства на мелиорируемых сельхозугодьях
обусловливает возможность формирования качественно нового знания, установления
достоверных закономерностей управляемых процессов на основе применения
инновационных методов обработки и трансформации
исходных и промежуточных
данных [7,8]. Реализация такого подхода гарантирует
действенность принимаемых управляющих решений, снижающих и/или
ликвидирующих риски получения дополнительного дохода всех участников
бизнес – процессов в агропроизводстве, что
обеспечивает стабильный спрос на глубокое
и качественное изучение исходных данных
и надежность результирующих
рекомендаций в части управляющих воздействий.
Поэтому исследования по автоматизации процедур
формирования мелиоративного состояния агроэкосистем, запрограммированного на эволюционирующий режим трансформации мелиорированных почв, выполняющиеся специалистами ФГБНУ №ВНИИГИМ им. А, Н.
Костякова», приобретает особую актуальность.
Обобщенный алгоритм формирования управляющего воздействия для регулирования мелиоративного состояния агросистемы выглядит следующим образом:
формализация предметной области в виде разработки описательной и классификационной шкалы;
формирование обучающей выборки в виде ввода информации о состоянии среды и объекта управления, вариантов управляющего воздействия;
верификация;
ввод модели в эксплуатацию или ее модернизация;
идентификация прогнозирования мелиоративного состояния агросистемы;
выработка управленческого решения с применением системы распознавания с целью прогнозирования результата управления;
оценка результативности принятого решения.
Приведенный алгоритм управляющего воздействия регулирования мелиоративного состояния агроэкосистемы позволяет в полной
мере рассмотреть и сравнить сразу
несколько различных вариантов управления и выбрать наилучший
из них по
заданным критериям.
Успешность разработки и реализации систем
управления технологическими процессами формирования мелиоративного состояния
агроэкосистем, безусловно, определяется степенью изученности и адекватности
формализации реальных процессов агропроизводства процессам моделируемым. Настоящая
работа базируется на инновационной концепции моделирования управляющих
воздействий, учитывающей энергообмен природной и технической систем с
окружающей средой, формирующей критерий энергетической оценки мелиоративной
деятельности и включающей разработки, максимально соответствующие требованиям
формирования эволюционирующего энергетического режима почвы, отличающиеся
новизной и перспективой востребованности [1].
Цель работы – охарактеризовать существующую степень автоматизации процедур управления технологическими
процессами формирования мелиоративного режима агроэкосистем и энергетического
потенциала мелиорированных земель и рассмотреть
перспективные направления их совершенствования. Ее реализация базировалось
на решении следующих
задач:
оценки роли автоматизированного управления технологическим процессом формирования мелиоративного состояния агроэкосистем в части конструирования высокопродуктивного и устойчивого агроландшафта;
анализа концептуальных подходов к созданию автоматизированных систем прецизионного управления технологическим процессом формирования мелиоративного состояния агроэкосистем .
Материалы и методы исследования
Материалы исследования
— нормативно-правовые и нормативно – методические
документы, научно — теоретические и организационно
— производственные источники, итоги практического опыта,
а также результаты
научно – исследовательских работ ФГБНУ «ВНИИГиМ
им. А. Н.
Костякова». В работе
применялись традиционные теоретические методы: анализ, синтез, индукция,
дедукция, обобщение и классификация, а
также системный и структурно-функциональный
анализы, использовались экспертные оценки и
сравнения.
Результаты и обсуждение
1
Цифровизация производственных процессов и производства сферы мелиораций:
исторический аспект
Провозглашенному в настоящее время становлению
эпохи цифровой экономики АПК, характеризующейся
развитием инноваций и эффективным внедрением
новых компьютерных технологий управления производством, предшествовали периоды автоматизации, электронизации и информатизации производственных процессов.
В сфере мелиораций пик разработок
по этапу автоматизации управления объектами ирригации приходится на 70 годы прошлого столетия и
связан с созданием
и внедрением автоматизированных
систем управления технологическими процессами (АСУ ТП ) [9-11]
Изначально автоматизировалось
управление водозаборами из поверхностных и
подземных источников, насосным оборудованием, сооружениями на водопроводящих
линейных объектах, регулирующими водораспределение на каналах, лотках
и трубопроводах ирригационных систем, что способствовало водосбережению
за счет сокращения
несанкционированных сбросов воды.
Этап электронизации мелиоративной деятельности, реализующийся в 1975 – 1985 г.г. связан с автоматизацией проектирования, что обусловлено высокой действенностью внедрения последнего. По данным экспертов к
началу 90-х
г. прошлого столетия
в области мелиорации реализовано более 200 программ
по автоматизации проектного процесса. были созданы и
развивались свыше 350 САПР (систем
автоматизированного проектирования)
проектных институтов. Реформирование хозяйственного механизма страны, пришедшееся
на 90 годы
прошлого столетия вызвали общее снижение
объемов проектных работ по мелиорации
земель и, соответственно,
использования службы САПР, что в итоге привело к
потере богатого, структурированного и систематизированного информационного ресурса региональных проектных институтов мелиоративного водохозяйственного комплекса АПК [12].
Начиная с 2000 г.
в сфере производства
приоритетным классом информационных технологий становятся СППР (системы
поддержки принятия решений), что вызвано
необходимостью повышения производительности труда и качества воздействий
менеджмента на этапе информатизации мелиоративного сектора экономики. СППР включают
операции сбора, хранения, обработки информации
о параметрах и
состоянии объекта воздействия, позволяют выполнять прогнозы процессов,
происходящих в природной среде, а
также обеспечивают поддержку (информационную, технологическую, организационную и пр.) процедурам
принятия решений [13-16].
По разным причинам все вышеупомянутые
подходы к цифровизации
управления не оправдали
возлагаемых на них надежд — выводу
отечественного агропроизводства
на передовой мировой
уровень. К общему
недостатку цифровых технологий каждого из
указанных периодов относится их направленность
на автоматизацию сложившихся процессов управления, не всегда
соответствующих лучшим достижениям своего времени,
вопреки альтернативе – совершенствованию экономических моделей в соответствии
с возможностями новых информационных технологий.
Бурное развитие технологий компьютеризации и электроники способствовало
формированию современных программно
– технических комплексов назначения управляющих воздействий нового типа,
ориентированных на потребность предприятий высокотехнологичных секторов экономики (газового, нефтяного, энергетики и т. п.) повысить действенность эксплуатации крупных пространственно – распределенных объектов [8,17,18]. По мере насыщения предприятий
указанных отраслей промышленности такими новациями происходит постепенная их «импортизация» аграриям.
Сейчас в АПК возрастает количество и технический уровень
применяемых цифровых систем, включающих технологии
сбора, хранения, обработки и трансформации
в информацию данных
и сведений, поступающих
от соответствующих датчиков, размещенных сфере производства; сельскохозяйственной
техники; метеорологических станций; летательных аппаратов; спутников; внешних систем; партнерских
платформ; поставщиков из операционных и
транзакционных систем.
В
настоящее время на
рынке услуг агропроизводства имеется множество систем
(как правило, зарубежной
разработки, реализации и комплектации) для
мониторинга на мелиорируемых сельскохозяйственных угодьях
состояния почвы и погодных условий
в режиме реального
времени. Они призваны
не только наблюдать
за изменениями мелиоративного состояния агроэкосистем, но и
реализовать технологические операции регулирования условий агропроизводства на основе принятых
управленческих решений [19-28].
Роль прецизионного регулирования мелиоративного режима агроэкосистем в действенности агропроизводства
охарактеризована в нижеследующем разделе
2 Автоматизация процесса
регулирования мелиоративного режима агроэкосистем
Формирование необходимого влажностного, пищевого, температурного и др. режимов
почв с учетом
изменяющихся во времени потребностей выращиваемой культуры требует четкой
организации сложного комплекса работ технологического процесса растениеводства в условиях конструирования
высокопродуктивного и устойчивого агроландшафта. Его реализация базируется
на ресурсосберегающих технологиях
прецизионного управления агропроизводством
(precision agriculture) на мелиорируемых землях.
По оценкам
Минсельхоза России на базе применения
цифровых систем прецизионного регулирования агропроизводства уже сейчас возможна оптимизация
свыше пятидесяти процентов издержек сельхозтоваропроизводителей,
что значимо отражается
на уровне урожайности
и качестве продукции
растениеводства при росте производительности труда и рентабельности
активов хозяйствующих субъектов.
Объединение оперативных данных с интеллектуальными
цифровыми приложениями, выполняющими обработку информации в режиме
реального времени, обеспечивает новые возможности
в обосновании решений
по назначению корректирующих
воздействий, реализуя контроль природных факторов,
многовариантные расчеты, анализ расширенного множества
показателей, прогнозирование, моделирование, оценку последствий принимаемых решений и прочие
методы и способы
высокоточного формирования технологических
процессов сельского хозяйства.
Технологии автоматизированного
прецизионного управления агропроизводством на мелиорируемых землях позволяют контролировать до 67 % факторов,
снижающих урожай возделываемых сельхозкультур. Эти
факторы, по сути,
являются экологическими критериями управления технологическими процессами агропроизводста на мелиорируемых
угодьях.
Ключевым механизмом повышения действенности мелиоративных мероприятий является управляемость инженерной гидромелиоративной системы. Воздействие на взаимосвязанные и
взаимодействующие природные и антропогенные процессы
мелиорируемых агроландшафтов
осуществляется интеграцией процессов естественной
трансформации компонентов в природных средах (почвенный
покров, атмосфера) и комплекса мероприятий инженерной гидромелиоративной системы. Это определяет
предпосылки для повышения эффективности процессов почвообразования, регулирования параметров приземного слоя атмосферы,
экономичности использования поливной воды и
других материальных ресурсов на мелиорируемых
землях, важная составляющая которых — автоматизация водоподачи и водоотведения соответственно
от водоисточника до сельхозкультуры и
от сельхозкультуры до водоприемника.
Очевидно, что не только вода
является фактором, ограничивающим рост и
развитие растений. Безусловно, это и
элементы минерального питания, тепловой режим,
газовый состав почвенного воздуха и
многие другие условия
почвообразования и пр. Причем активное
регулирование одного из этих факторов
влияет на изменение
других, что не
всегда благоприятно для агропроизводства. Решение проблемы предполагает
разработку и внедрение
информационной системы точного (прецизионного) регулирования мелиоративного режима агроэкосистем, обеспечивающего в комплексе
формирование водного, пищевого, теплового и
микробиологического режимов почвы, температуры и
влажности приземного воздушного
слоя с целью
повышения действенности режимов суммарной солнечной
радиации. Регулирование параметров мелиоративного состояния в строго
заданном количественном диапазоне и временном цикле увеличивает количество возвращаемой в почву
энергии и сохраняет
установившееся соотношение энергетических потоков, что способствует повышению
плодородия и устойчивости
почвы, а как следствие – и урожайности сельхозкультур.
Рассмотренный результат управленческих решений связан лишь с
урожайностью агроценоза и не устанавливает
объем получаемой прибыли, так как
еще предстоит урожай
собрать, сохранить, выполнить начальную обработку и обеспечить
транспортировку до покупателя/потребителя. Последующая автоматизация управления агропроизводством на мелиорируемых землях
связана с более
высокой степенью цифровой интеграции. Чем больше оборудования
и устройств для
контроля, учета и передачи информации
о технологиях растениеводства
интегрировано одну общую систему использования
данных, тем больший
интеллект может приобрести цифровая управленческая
технология регулирования мелиоративного режима и больший объем
полезной информации предоставить пользователю.
Ключевая
тема направлений действенного развития автоматизации производственных процессов
ближайшего периода – использование технологии «интернет вещей», представляющей множество связанных через глобальную
сеть объектов для сбора и обмена данными, поступающих со встроенных сервисов на всех этапах
производства. В агропроизводстве на мелиорируемых сельхозугодьях такой подход эффективен
для решения многих основополагающих задач управления. К ним относятся: оценка
почвенного плодородия, выполнение прогнозов продуктивности и состояния агрофитоценозов;
снижение текущих издержек и стоимости агропроизводства; экономия материально –
технических ресурсов; повышение качества продукции растениеводства.
Успешность
разработки и внедрения систем прецизионного управления мелиоративным режимом
агроэкосистем в практику растениеводства отечественного АПК и действенность
ожидаемого результата в большой .мере определяется
изучением эффективности лучших действующих трендов системы цифровизации и выбором концептуальных направлений их развития,
соответствующих требованиям теории и практики инновационных технологий
агропроизводства сегодняшнего дня в Российской Федерации и зарубежье,
3 Концептуальные подходы и тенденции развития систем прецизионного управления
мелиоративным режимом агроэкосистемы
Наблюдающийся в настоящее
время очередной этап становления подходов к инновационному развитию
агропроизводства вызван процессами цифровизации экономики, знаменующими конец
«аналогового» периода агропроизводства и начало эры цифровизации и массовой
автоматизации бизнес-процессов, обусловленной государственной
научно-технической политикой, связанной с ориентацией на технологии AIoT (техологии Интернет вещей в сельском хозяйстве)
[29].
Согласно
экспертным прогнозам системы точного земледелия, базирующиеся на технологии AIoT, могут превзойти процессы механизации и химизации
агропроизводства по масштабам роста продуктивности, эффективности применения сельскохозяйственной
техники, гербицидов, генетически изменённых семян и т. п. нововведений
растениеводства. К отличительным особенностям AIoT относится возможность формировать из множества устройств.
интегрированные автономные инфраструктуры, обеспечивающие принятие решения о необходимых
воздействиях и их реализацию по результатам анализа данных, поступающих от
элементов автоматизации указанной инфраструктуры.
В
настоящее время сформирован и представлен на рассмотрение в Правительстве РФ проект
«Цифровое сельское хозяйство» в качестве предложения нового раздела программы
«Цифровая экономика», в котором характеризуются
приоритетные задачи «умного» агропроизводства.
К ним причисляются:
разработка, апробация и применение технологий AIOT в системе растениеводства;
создание программно – технических комплексов удаленного контроля параметров агроэкосистемы (влажность и температура почвы и приземного слоя воздуха, минерализация грунтовых вод, агрохимическое состояние и т. д. и т. п.);
формирование мероприятий овощеводства для открытого и закрытого грунта, эволюция тепличной отрасли;
реализация технологий прецизионного удобрения;
мониторинг сельскохозяйственных машин и оборудования;
создание систем управления поливами;
внедрение операций планирования и прогнозирования агропроизводства.
Планируемые
мероприятия увязаны с «Дорожной картой» по действующей комплексной программе
«Научно-технические инициативы» в части решений проекта «FoodNet», относящихся
к использованию в производстве средств автоматизации, искусственного
интеллекта, больших данных.
Реализация
AIoT- проектов влечет изменения в
теоретических и технологических подходах к разработке и применению АСУ ТП и управляющим воздействиям на
организационные процессы предприятия. В технологиях управления и трансформации
исходных данных, систематизации и организации промежуточной и выходной
информации изменения проявляются:
в формировании функциональной структуры АСУ в составе взаимосвязанных и взаимовоздействующих облачных сервисов: «облака управления» и «платформы AIoT»;
объединении структурных элементов воздействия АСУ технологических процессов и АСУ предприятий;
применении инструментария Application Programming Interface (интерфейсов программирования API) для создания специфических программных приложений решения производственных задач;
сквозной автоматизации операций управления.
Использование
инструментария API:
гарантирует объединение в «облаке управления» без изменений всего технологического оборудования и всех локальных АСУ;
работу с поступающими в «облако управления» сведениями на базе готовых шаблонов или встроенных средств создания программных приложений при отсутствии последних;
оптимизацию процедур управляющих воздействия в процессе получения новых данных от множества средств программно – технически комплексов инструментария API.
К неизменным компонентам
проекта AIoT относятся AIoT-платформы, объединяющие
группу технологий, которые используются в качестве основы, обеспечивающей
создание конкретизированной и специализированной системы цифрового
взаимодействия для разработки отраслевых web — приложений. Платформа необходима
для мониторинга всех подключенных периферийных устройств, управления и хранения
потоков данных, а также для обеспечения информационной безопасности.
Следует отметить,
что новизна процесса практического применения цифровых технологий, неразвитая
инфраструктура и повсеместное отсутствие должным образом подготовленных кадров
сдерживают развитие цифровизации в России. Следующее осложнение — человеческий
фактор, формирующий, на региональном уровне весьма ощутимое неприятие внедрения
цифровизации, связанное с появлением прозрачности всех воздействий и выявлением
рисков мошенничества.
Заключение
Приоритетные исследования
в сфере «цифрового орошения» должны обеспечить разработку инновационных систем
управления мелиорируемым агропроизводством, контролирующих в режиме «онлайн»
мелиоративную ситуацию агроэкосистем, осуществляющих интеллектуальную обработку
информации, подготовку вариантов готовых решений и их реализацию, обращаясь к
сельхозтоваропроизводителю лишь в специально оговоренных ситуациях.
Проведенные
исследования по оценке действенности инновационных цифровых оболочек интеграции
технико-коммуникационного оборудования в сквозные АСУ мелиоративным
режимом агроэкосистем свидетельствует о необходимости разработки и
внедрения информационно-аналитического программно — технического
обеспечения, интегрированного в составе специализированной цифровой платформы мелиоративного
водохозяйственного комплекса, пилотный проект которой необходимо реализовать в
действующей Программе цифровой экономики. При этом открываются новые возможности
применения имеющихся апробированных знаний в процессе услуг, предоставляемых
цифровой платформой мелиоративного водохозяйственного комплекса, на базе
унифицированных, научно – обоснованных решений наиболее животрепещущих проблем
управления продуктивностью мелиорируемых фитоценозов.
Вместе с тем потребуется
совершенствование технологий облачных решений, формирования и обработки больших
массивов данных, использования программных продуктов на основе нейросетей и
искусственного интеллекта и т. п. инновационных направлений научных
исследований в области автоматизации прецизионного управления технологическими
процессами.
Литература
Научные основы создания и управления мелиоративными системами в России/под редакцией Л. В. Кирейчевой. -М: «ФГБНУ ВНИИ агрохимии», 2017.-296 с.
Новые технологии проектирования, обоснования строительства, эксплуатации и управления мелиоративными системами/под ред. Л.В. Кирейчевой. -М.: ВНИИА, 2010. -240с.
Эколого-экономическая эффективность комплексных мелиораций Барабинской низменности/ под ред. Л. В. Кирейчевой. -М.: ВНИИА, 2009. -312 с.
Юрченко, И. Ф. Совершенствование оперативного управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах / И. Ф. Юрченко, В. В.Трунин // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия: сб. науч. тр. / ФГБНУ «РосНИИПМ». — Новочеркасск: Рос- НИИПМ, 2014. — Вып. 53. — С. 166-170.
Колганов, А.В. Проблемы управления и совершенствования информационного обеспечения в мелиоративной отрасли. — н/Д: Изд-во журн. «Изв. Вузов Сев.-Кавк. регион», 2016. – 128 с.
Бандурин М.А., Юрченко И.Ф., Волосухин В.А., Ванжа В.В., Волосухин Я.В. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКО-ГО СОСТОЯНИЯ ВОДОПРОВОДЯЩИХ СООРУЖЕНИЙ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ//Экология и промышленность России. -2018. -Т. 22. -№ 7. — С. 66-71.
Полуэктов Р.А. Имитационные модели продуктивности агроэкосистем в кн.: Теоретические основы и количественные методы программирования урожаев. М. : Агропромиздат. 2015 — 235 с.
N. Yusupbekov, F. Adilov, F. Ergashev//Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems.–2017.–11.–№3. – P. 53-57.
Yurchenko, I.F. Automatization of water distribution control for irrigation [Tekst] / I.F. Yurchenko // International Journal of Advanced and Applied Sciences. — 2017. — №4(2). — Р. 72-77.
Юрченко, И. Ф. Автоматизированное управление водораспределением на межхозяйственных оросительных системах/И. Ф. Юрченко, В. В. Трунин//Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. -2012. -№ 2. -С. 178-184.
Юрченко И.Ф., Трунин В. В. Методология создания информационной технологии оперативного управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах //Природообустройство. 2013. № 4. С. 10-14
Юрченко И.Ф. Наукоёмкие информационные технологии в мелиоративной деятельности//Управление экономическими системами: электронный научный журнал. -2005. -№ 3. -С. 9 -13.
Бандурин М.А. МОНИТОРИНГ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МОСТОВЫХ ПЕРЕЕЗДОВ НА ВОДОПРОВОДЯЩИХ КАНАЛАХ//Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2012. № 4 (8). С. 110-124.
Бандурин М.А. ПРОБЛЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗАКРЫТЫХ ВОДОСБРОСОВ НИЗКОНАПОРНЫХ ГИДРОУЗЛОВ//Инженерный вестник Дона. 2014. № 1 (28). С. 69.
Бандурин М.А. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ВОДОПРОВОДЯЩИХ СООРУЖЕНИЙ//Инженерный вестник Дона. 2012. № 4-1 (22). С. 51.
Бандурин М.А. К ВОПРОСУ О СОСТОЯНИИ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА ЛОТКОВЫХ КАНАЛОВ АЗОВСКОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ//Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2006. № 24. С. 82-86.
Шваб К, Дэвис Н. Четвертая промышленная революция. — М.: Издательство Эксмо. 2018. 320 с.
Ильясов Ф. Н. Разум искусственный и естественный // Известия АН Туркменской ССР, серия общественных наук. 1986. № 6. С. 46—54.
Семеновская, Е. Индустриальный интернет вещей. Перспективы российского рынка /Е. Семеновская. – URL: http://www.company. rt.ru/pro-jects/IIoT/studyIDC.pdf.
Literature
The scientific basis for the creation and management of reclamation systems in Russia / edited by L. V. Kireycheva. -M: «All-Russian Research Institute of Agricultural Chemistry», 2017.-296 p.
New technologies for the design, justification of construction, operation and management of reclamation systems / ed. L.V. Kireycheva. -M .: VNIIIA, 2010.240 p.
Environmental and economic efficiency of complex reclamation of the Baraba lowland / ed. L.V. Kireycheva. -M .: VNIIIA, 2009. -312 p.
Yurchenko, I. F. Improving the operational management of water distribution on inter-farm irrigation systems / I. F. Yurchenko, V. V. Trunin // Ways to improve the efficiency of irrigated agriculture: collection. scientific tr / FSBIU RosNIIPM. — Novocherkassk: Ros-NIIPM, 2014. — Issue. 53.- P. 166-170.
Kolganov, A.V. Problems of management and improvement of information support in the reclamation industry. — n / a: Publ. «Izv. Universities North-Caucasus. region ”, 2016. — 128 p.
Bandurin M.A., Yurchenko I.F., Volosukhin V.A., Vanzha V.V., Volosukhin Y.V. ECOLOGICAL AND ECONOMIC EFFICIENCY OF DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL STATE OF WATER-CONDUCTING STRUCTURES OF IRRIGATION SYSTEMS // Ecology and Industry of Russia. -2018. -T. 22. -№ 7.- P. 66-71.
Poluektov R.A. Simulation models of agroecosystem productivity in the book: Theoretical foundations and quantitative methods of programming crops. M.: Agropromizdat. 2015 — 235 p.
Development and Improvement of Systems of Automation and Management of Technological Processes and Manufactures / N. Yusupbekov, F. Adilov, F. Ergashev // Journal of Automation, Mobile Robotics & Intelligent Systems. – 2017. – 11. – № 3. — P. 53-57.
Yurchenko, I.F. Automatization of water distribution control for irrigation [Tekst] / I.F. Yurchenko // International Journal of Advanced and Applied Sciences. — 2017. — No. 4 (2). — P. 72-77.
Yurchenko, I. F. Automated water distribution management on inter-farm irrigation systems / I. F. Yurchenko, V.V. Trunin // Bulletin of the Lower Volga Agro-University Complex: science and higher professional education. 2012. -№ 2. -P. 178-184.
Yurchenko I.F., Trunin V.V. Methodology for creating an information technology for the operational management of water distribution on inter-farm irrigation systems // Environmental Engineering. 2013. No. 4. P. 10-14.
Yurchenko I.F. High-tech information technologies in reclamation activities // Management of economic systems: electronic scientific journal. 2005. -№ 3. -P. 9 -13.
Bandurin M.A. MONITORING THE STRESSED-DEFORMED STATE OF BRIDGE MOVEMENTS ON WATER-CONDUCTING CHANNELS // Scientific journal of the Russian Research Institute for Land Reclamation. 2012. No. 4 (8). P. 110-124.
Bandurin M.A. PROBLEMS OF DETERMINING THE RESIDUAL RESOURCE OF THE TECHNICAL STATE OF THE CLOSED WATER DISCHARGE OF LOW-HEAD HYDRAULIC UNITS // Engineering Journal of the Don. 2014. No. 1 (28). P. 69.
Bandurin M.A. APPLICATION OF THE SOFTWARE AND TECHNICAL COMPLEX FOR SOLVING THE PROBLEM OF CARRYING OUT OPERATIONAL MONITORING AND DETERMINING THE RESIDUAL RESOURCE OF WATER-CONDUCTING STRUCTURES // Engineering Journal of the Don. 2012. No. 4-1 (22). P. 51.
Bandurin M.A. TO THE QUESTION OF THE CONDITION OF REINFORCED CONCRETE OF THE TRAY CHANNELS OF THE AZOV IRRIGATION SYSTEM // Polymatical network electronic scientific journal of the Kuban State Agrarian University. 2006. No. 24. P. 82-86.
Schwab K, Davis N. The Fourth Industrial Revolution. — M.: Publisher Eksmo. 2018.320 c.
Ilyasov F.N. Artificial and natural reason // Bulletin of the Academy of Sciences of the Turkmen SSR, a series of social sciences. 1986. No. 6. P. 46-54.
John Deere Field Connect .– [Electronic resource] .– Access mode: https: // www. deere. com / en / technology-products / precision-ag-technology / field-and-water-anagement.
Semenovskaya, E. Industrial Internet of Things. Prospects for the Russian market/E. Semenovskaya. — URL: http://www.company.rt.ru/projects/ IIoT/ study_IDC.pdf.
