CC BY
0уДК 338.4
doi: 10.47576/2949-1878.2024.11.11.010
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕГРАЦИИ РОБОТОТЕхНИКИ
в сельскохозяйственные процессы
Старков Дмитрий Сергеевич
студент, Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Турбин Игорь Александрович,
студент, Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Руднев Сергей Георгиевич,
cтарший преподаватель кафедры тракторов, автомобилей и технической механики, Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, Краснодар, Россия
В статье анализируется развитие сельскохозяйственной отрасли Российской Федерации под влиянием интегрирования робототехники в различные процессы. Проведен анализ робототехнического оборудования в агропромышленном комплексе Российской Федерации с указанием статистических данных за последние 4 года. Выделен ряд тенденций дальнейшего интегрирования робототехнического оборудования в сельскохозяйственную отрасль России. Проанализирован ряд негативных аспектов использования робототехники в агропромышленных процессах, замедляющих процесс интеграции или делающих его невозможным. С целью совершенствования роботизации сельского хозяйств в России выделен ряд рекомендаций, учитывая и применяя которые становится возможным избавиться от отрицательных последствий интеграции робототехники в агропромышленный комплекс.
Ключевые слова: сельское хозяйство; робототехника; автоматизация; роботизация сельского хозяйства; развитие агропромышленного комплекса.
ANALYSIS oF THE EFFIcIENcY of RoBoTIcS INTEGRATIoN
into agricultural processes
Starkov Dmitry S.,
student, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia Turbin Igor A.,
student, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia Rudnev Sergey G.,
Senior Lecturer, Department of Tractors, Automobiles and Technical Mechanics, Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia
The article analyzes the development of the agricultural sector of the Russian Federation under the influence of the integration of robotics into various processes. The current level of development of robotic equipment in the agro-industrial complex of the Russian Federation is analyzed, with statistical data for the past 4 years provided. Based on the current level of development, as well as various expert forecasts and reports, a number of trends in the further development of the integration of robotic equipment into the agricultural sector of Russia are identified. A number of negative aspects of the use of robotics in agro-industrial processes that slow down the integration process or make it impossible are identified and analyzed in detail. In order to improve the robotization of agriculture in Russia, a number of recommendations are identified, taking into account and applying which it becomes possible to get rid of all the negative consequences of the integration of robotics into the agro-industrial complex of the Russian Federation.
Keywords: Agriculture; robotics; automation; robotization of agriculture; development of the agro-industrial complex.
Сельское хозяйство - одна из приоритетных отраслей Российской Федерации, поддержание стабильной работоспособности и развитие, исходя из современных тенденций которой - одни из основных задач России. Также, в настоящее время активно происходит развитие и интегрирование цифровых технологий и робототехники в частности, еще более цифровизирующих и автоматизирующих эту отрасль. Таким образом, интегрирование вышеуказанной робототехники в сельское хозяйство настоящего времени - актуально как никогда и требует особого внимания.
В рамках исследования необходимо провести анализ процесса интегрирования робототехники в производственные процессы сельского хозяйства Российской Федерации, выделить ряд положительных и негативных аспектов влияния внедрения вышеуказанной технологии в агропромышленный комплекс Российской Федерации, а также выделить тенденции дальнейшего развития в данной отрасли. Помимо вышеперечисленного, необходимо выделить ряд рекомендаций по устранению негативных факторов внедрения робототехники в сельскохозяйственные процессы.
В первую очередь необходимо выделить настоящую степень интегрирования робототехники в сельскохозяйственную отрасль Российской Федерации. Таким образом, можно выделить следующие основные аспекты в данном вопросе:
- Посев и почвенная обработка: в настоящий момент проходит активная интеграция различных роботов (преимущественно дро-нов) с целью автономной обработки почв и точечного посева. В качестве примера можно выделить систему "Агритек", что способна выполнить вышеупомянутый точечный посев с возможностью применения технологии точного земледелия. Также уже существуют автономные культиваторы с функцией внесения удобрений. По данным Агентства стратегических инициатив, уровень автоматизации сельского хозяйства в 2022 году составлял около 32 %, в 2023 вырос до 40 %, а настоящие прогнозы на 2025 год говорят о повышении до 50 %.
- Уход за растениями: автономные машины, способные без прямого участия человека выполнить работы по поливу, обрезанию
и мониторингу состояния растений. В настоящий момент все вышеуказанные работы не способна выполнять одна универсальная машина, однако, каждую из них в отдельности возможно выполнить. Так, например, в некоторых тепличных комплексах России (например, тепличный комплекс "Агрострим") автономен и автоматизирован процесс анализа влажности и дальнейшего орошения почвы. Функция автономного обрезания растений и дальнейшего ухода применяется на данный момент, преимущественно, на плантациях винограда.
- Сбор урожая: применяется, на данный момент, преимущественно на ягодных плантациях, однако существуют положительные примеры интеграции робототехники для сбора различных культур. Так, например, в 2023 году в ряде теплиц, выращивающих различные сорта помидоров, удалось оптимизировать процесс сбора урожая на 35 %. Современные автоматизированные технологии сбора ягодных культур способны собирать до 2-4 тонн урожая в час, что в несколько раз эффективнее, чем ручной сбор. Помимо вышеперечисленного, ряд экспериментов по сбору клубники показал, что машина собирает около 90 % высококачественных ягод, исключая и оставляя на дозревание еще молодых плодов.
- Логистика и рядовые работы: согласно данным Национального союза производителей техники для АПК, более 35 % агропромышленных комплексов Российской Федерации использует в логистических процессах технику, а оптимизация процессов логистики достигла около 20 %. Среди автоматизированных процессов логистики можно отметить упаковку готового товара, а также его транспортировка к месту дальнейшего вывоза на продажу или пункт разгрузки [1-5].
Таким образом, в Российской Федерации активно поддерживается процесс интегрирования робототехники в сельскохозяйственные производственные процессы, поскольку данная отрасль в настоящий момент представляет огромный потенциал развития и в перспективе способна в разы оптимизировать процесс производства, подняв эффективность сельского хозяйства и уменьшим издержки.
Отмечен статистический подъем по всем пунктам:
- Резкий рост рынка: исходя из отчета холдинговой агропромышленной компании "Курс", на момент 2023 года объем рынка автоматизированных технологий рынка сельского хозяйства составил около 10 миллиардов рублей. По прогнозам на ближайшие 5-7 лет, ожидается устойчивые рост этого рынка на 15-20 % в год;
- Больший объем инвестиций: по данным Агентства стратегических инициатив, на момент 2022 года уровень инвестиций в развитие автоматизирования путем внедрения робототехники в сельское хозяйство составил около 4,5 миллиардов рублей. По прогнозам вышеуказанного агентства, к 2025 году ожидается резкий рост инвестиций почти в 2,5 раза, достигая суммы около 10 миллиардов рублей благодаря усилению государственной поддержки этой отрасли.
- Использование искусственного интеллекта: по прогнозам на 2025 год, ожидается, что около 50 % всех систем дронов и беспилотных аппаратов аграрной сферы будут работать при помощи системы искусственного интеллекта, самостоятельно оценивая обстановку и принимая наиболее объективные решения по уходу за почвой и растениями в кратчайшие сроки, что, в свою очередь, позволит сэкономить огромное количество времени и средств.
- Сотрудничество науки и сельского хозяй -ства: ряд исследований и опросов показали, что около 40 % агропромышленных хозяйств считают сотрудничество с наукой целесоо-
бразным и одобрили бы тестирование новейшего робототехнического оборудования на территории своих хозяйств.
- Подготовка специалистов: ожидается, что к 2025 году количество программ по подготовке квалифицированных кадров в области эффективной работы с сельскохозяйственной робототехникой возрастет на 25 %, благодаря чему откроется возможность еще больше оптимизировать процессы, связанные с настраиванием и координацией технологических нововведений.
Исходя из вышеприведенных тенденций развития сельского хозяйства под влиянием интеграции робототехнических новшеств, можно сделать следующий вывод: автономные технологий по работе с растениями и почвами крайне перспективная возможность для агропромышленного комплекса, открывающая ряд новейших возможностей и в дальнейшем может в разы повысить эффективность и актуальность сельского хозяйства в России.
Помимо указания настоящего уровня и по -тенциальных тенденций развития внедрения робототехнических технологий в производственные процессы сельскохозяйственной отрасли Российской Федерации, необходимо также указать и то, какие могут возникнуть проблемы или иные негативные аспекты в ходе вышеупомянутой интеграции автономных технологий работы в агропромышленную сферу России (табл. 1).
Аспект Раскрытие аспекта
Высокая стоимость Интеграция автономных рабочих машин в сельское хозяйство требует огромных первоначальных затрат, в связи с чем многие малые и средние агропромышленные предприятия или фермерские хозяйства не могут позволить себе развитие в этой сфере
Необходимость в переобучении сотрудников Работники сельскохозяйственной сферы России, как правило, не знакомы с эффективными методиками работы с робототехническим оборудованием, в связи с чем им понадобится пройти ряд курсов по повышению квалификации, чтобы сохранить свое рабочее место
Повышение безработицы Автоматизация ряда процессов в сельском хозяйстве путем внедрения робототехнического оборудования подразумевает сокращение штата сотрудников автоматизированных сфер, в связи с чем может возникнуть структурная безработица
Кибернетические угрозы Настоящий уровень безопасности цифровой инфраструктуры и программных обеспечений автоматизированного робототехнического оборудования остается низким, в связи с чем существует риск взлома с дальнейшей возможностью перепрограммирования или кражи информации
Таблица 1 - Негативные аспекты влияния внедрения робототехники в сельскохозяйственные
процессы Российской Федерации
Повышенная зависимость от технологий В случае полной автоматизации различных процессов сельскохозяйственной деятельности, появляется риск парализации одной или нескольких функций на неопределенный срок, в связи с появлением различных ошибок или поломок в цифровой инфраструктуре
Опасность для экологии При неверно установленных нормах, ошибках или взломов различных автоматизированных робототехнических систем удобрения или орошения почв, существует риск ухудшения состояния почв и ухудшения экологического состояний ближайшей местности как следствие
Таким образом, обращая внимание на вышеперечисленные негативные аспекты интеграции робототехники в сельскохозяйственные процессы, можно сделать вывод о том, что технологическое развитие в агропромышленном комплексе несет за собой не только ряд исключительно положительных факторов, улучшающих и оптимизирующих этот вид деятельности, но также и негативные аспекты, в связи с которыми полная интеграции автономных робототехнических технологий затрудняется, либо становится вовсе невозможной, а в некоторых случаях и вовсе может привести к глобальных экологическим или финансовым потерям в этой области.
Необходимо выделить ряд рекомендаций по совершенствованию интеграции вышеупомянутой технологии в агропромышленный комплекс Российской Федерации:
- Постепенное внедрение: для более простого, в экономическом и адаптивном плане, интегрирования робототехники в сельское хозяйство, необходимо прибегнуть к пошаговому внедрению технологий, постепенно автоматизируя и робототезируя каждую из функций.
- Проведение курсов повышения квалификации: государственным органам управления необходимо субсидировать проведение курсов по повышению квалификации для малых и средних бизнесов с целью уменьше -ния уровня безработицы в ходе интеграции робототехнических автоматизирующих технологий.
- Создание новых рабочих мест: различным сельскохозяйственным организациям, а также государственным органам, необходимо создать ряд рабочих мест для сотрудников, сокращенных в ходе автоматизации ряда агропромышленных процессов и функций.
- Улучшение кибернетической защиты: с целью устранения рисков взлома и дальнейших негативных последствий, необходи-
мо создать новую систему защиты данных и программного обеспечения робототехники, либо сделать те системы, что существуют и применяются на данный момент более совершенными и эффективными.
- Улучшение цифровой инфраструктуры: для снижения рисков парализации различных функций, автоматизированных робото-техническими нововведениями, необходимо либо сделать каждую функций автономной, независимой друг от друга, либо усовершенствовать цифровую инфраструктуру, чтобы, в случае сбоя одной цепи остальные оставались работоспособны и не произошло глобальной парализации всего комплекса.
- Использования безопасных технологий: для повышения безопасности почв, ближайших растительных массивов и всей экологии в целом, в программное обеспечение дронов и автоматизированных робототехнических систем необходимо вшить ряд ограничений по возможному максимуму выбрасывания (выделения) удобрений и орошения на определенный участок [6-10].
Таким образом, при учете и использовании всех вышеприведенных рекомендаций по совершенствованию интеграции робототехники в сельскохозяйственные процессы, становится возможным более простой в экономическом и адаптивном плане переход на автоматизированные процессы, а также устраняются большая часть рисков, связанных со сбоем программного обеспечения или цифровой инфраструктуры.
Таким образом, робототехника - крайне перспективная отрасль для внедрения в сферу сельского хозяйства, открывающая ряд положительных аспектов, оптимизирующая и актуализирующая данную отрасль. Благодаря робототехническим технологиям на данный момент удалось оптимизировать некоторые процессы, а настоящие тенденции по развитию этой отрасли показывают и дальнейшее улучшение, большую оптимизацию процессов, а также повышение субси-
дирования и инвестирование в этот рынок. Однако несмотря на все свои плюсы, автоматизация сельского хозяйства путем интеграции робототехники имеет ряд негативных аспектов, минусов, что крайне замедляют процесс интегрирования или делают его невозможным, а в некоторых частных случаях могут даже навредить состоянию почв или растений. Но, несмотря на все недостатки,
при учете и использовании ранее выделенных рекомендаций по совершенствованию внедрения робототехники в агропромышленный комплекс Российской Федерации становится возможным оптимизировать этот процесс, сделав его более дешевым, эффективным и избавив от всех отрицательных последствий.
Список источников _
1. Набоков В. И., Некрасов К. В., Скворцов Е. А. Проблема кадров и роботизация сельского хозяйства // Теория и практика мировой науки. 2019. № 2. С. 11-13.
2. Мамычев А. Ю., Склярова С. А. Цифровизация и роботизация сельского хозяйства в современном Китае: основные приоритеты, направления инновационной политики государства // Advances in Law Studies. 2020. Т. 8, № S5. С. 139-155.
3. Елизарова А. В., Елизаров В. В. Необходимость инновационного развития сельского хозяйства на основе применения робототехники // APRIORI. Серия: Естественные и технические науки. 2017. № 5. С. 2.
4. Набоков В. И., Некрасов К. В., Скворцов Е. А. Целесообразность использования робототехники в сельском хозяйстве // Московский экономический журнал. 2018. № 4. С. 30.
5. Стожко К. П., Аббас Л. Роботизация сельского хозяйства как социальная проблема // Человек в современном мире: культурно - исторические векторы развития. Екатеринбург : УМЦ УПИ, 2021. С. 184-190.
6. Думанова А. Х., Загазежева О. З., Шалова С. Х. Ключевые факторы, формирующие структуру трудовых ресурсов при цифровизации и роботизации агропромышленного комплекса // Кадровик. 2022. № 12. С. 65-74.
7. Набоков В. И. Робототехника в сельском хозяйстве: территориальный аспект // Актуальные вопросы современной экономики. 2020. № 6. С. 579-582.
8. Эффективные способы роботизации сельскохозяйственного производства с учетом вероятностей различных долговременных последствий эколого-социально-экономического характера / О. З. Загазежева, М. И. Хаджиева, М. А. Канокова, К. Ф. Край // Перспективные системы и задачи управления : Материалы XVII Всероссийской научно-практической конференции и XIII молодежной школы-семинара, п. Домбай, 4-8 апреля 2022 года. Таганрог: ИП Марук М.Р., 2022. С. 255-263.
9. Клинчаев Э. В., Деведеркин И. В. Использование роботизированных систем в тепличных комплексах защи -щенного грунта с применением вертикальных гидропонных ферм // Молодая наука аграрного Дона: традиции, опыт, инновации. 2023. № 7. С. 18-25.
10. Яшина М. Л., Нейф А. В., Носов П. В. Аналитический обзор мировых рынков сельскохозяйственной продукции и определение глобальных трендов в развитии агропромышленного комплекса // Социально-экономические проблемы развития экономики АПК в России и за рубежом : материалы всероссийской (национальной) научно-практической конференции с международным участием, посвященной 55-летию со дня образования экономического факультета (ныне Института экономики, управления и прикладной информатики), Иркутск, 19-20 ноября 2020 года. Молодежный: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2020. С. 351-357.
References -
1. Nabokov V. I., Nekrasov K. V., Skvortsov E. A. The problem of personnel and robotization of agriculture. Theory and practice of world science. 2019. No. 2. Pp. 11-13.
2. Mamychev A. Yu., Sklyarova S. A. Digitalization and robotization of agriculture in modern China: main priorities, directions of state innovation policy. Advances in Law Studies. 2020. Vol. 8, No. S5. Pp. 139-155.
3. Elizarova A.V., Elizarov V. V. The need for innovative development of agriculture based on the use of robotics. APRIORI. Series: Natural and Technical Sciences. 2017. No. 5. P. 2.
4. Nabokov V. I., Nekrasov K. V., Skvortsov E. A. Expediency of using robotics in agriculture. Moscow Economic Journal. 2018. No. 4. P. 30.
5. Stozhko K. P., Abbas L. Robotization of agriculture as a social problem. Man in the modern world: cultural and historical vectors of development. Yekaterinburg : UMTS UPI, 2021. Pp. 184-190.
6. Dumanova A. H., Zagazezheva O. Z., Shalova S. H. Key factors shaping the structure of labor resources during digitalization and robotization of the agro-industrial complex. Kadrovik. 2022. No. 12. Pp. 65-74.
7. Nabokov V. I. Robotics in agriculture: territorial aspect. Current issues of the modern economy. 2020. No. 6. Pp. 579-582.
8. Effective methods of robotization of agricultural production, taking into account the probabilities of various long-term consequences of an ecological, socio-economic nature / O. Z. Zagazezheva, M. I. Khadzhieva, M. A. Kanokova, K. F.
Kray. Promising management systems and tasks : Materials of the XVII All-Russian Scientific and Practical Conference and the XIII Youth School seminar, Dombai village, April 4-8, 2022. Taganrog: IP Maruk M.R., 2022. Pp. 255-263.
9. Klinchaev E. V., Devederkin I. V. The use of robotic systems in greenhouse complexes of protected soil using vertical hydroponic farms. Young science of the agrarian Don: traditions, experience, innovations. 2023. No. 7. Pp. 18-25.
10. Yashina M. L., Neif A.V., Nosov P. V. Analytical review of world agricultural markets and determination of global trends in the development of the agro-industrial complex. Socio-economic problems of the development of the agro-industrial complex in Russia and abroad : materials of the All-Russian (national) scientific and practical conference with international participation dedicated to the 55th anniversary of the Day of Education of the Faculty of Economics (now the Institute of Economics, Management and Applied Informatics), Irkutsk, November 19-20, 2020. Youth: Irkutsk State Agrarian University named after A.A. Yezhevsky, 2020. Pp. 351-357.
