Тихий уголок виртуального мира

Без цифровой трансформации российский агропромышленный комплекс неизбежно проиграет конкуренцию иностранным производителям. Решения есть, но они нуждаются в адаптации к местным условиям

Стремительно шагающая по стране цифровизация наконец-то стала не только модным увлечением руководителей отдельных предприятий. Ощутимый эффект от трансформации бизнеса путем внедрения цифровых технологий и соответствующие конкурентные преимущества уже получают целые сектора экономики, прежде всего банковский и ритейл. В виртуальный мир окунулись также промышленные отрасли — машиностроение, энергетика, металлургия. Например, сегодня проектирование и испытания сложнейших машин и оборудования редко обходятся без создания виртуальной модели — цифрового двойника. Благодаря компьютерной симуляции, производитель может моделировать различные ситуации, получать информацию о слабых точках изделия и оперативно их устранять.

Агропромышленный комплекс считается отстающим в процессе цифровизации. Год назад мы пришли к выводу, что большинство аграриев пока не склонны менять бизнес-процессы, а успешные проекты цифровой трансформации на селе — пока частный случай (см. «Яркие вспышки в полях», «Э-У» № 41 — 42 от 12.10.2020). Что изменилось за это время? Неужели сельхозпроизводители не нуждаются в беспилотной технике на полях, повышении урожайности и надоев молока?

Как познакомить корову с искусственным интеллектом

По мнению председателя совета Фонда развития цифровой экономики Германа Клименко, одна из причин вялотекущей цифровизации АПК — в отсутствии взаимопонимания айтишников и аграриев:

— Средний представитель цифровой экономики из программистов и постановщиков задач усвоил про сельское хозяйство примерно то, что есть комбайн, управление которым можно как-то логистически оптимизировать. Поэтому, когда к нему обращаются, он всегда отвечает: да-да, я все понимаю, давайте оптимизируем процесс. При этом он совершенно не представляет, что комбайн едет по неровному полю. То есть те, кто умеют цифровизировать, имеют очень слабое представление об объекте цифровизации. Это представление поверхностное и условно комиксовое. В то же время, когда общаешься с фермерами, понимаешь, что они совершенно не ИТ-предприниматели, в отличие, например, от сотрудников таких секторов экономики, как банковский, элект­ронная коммерция, СМИ (те видят мгновенный эффект от цифровизации проектов и при этом очень хорошо мотивированы, сами добровольно изучают разные цифровые технологии и сервисы). А процессы внедрения цифры в АПК серьезно страдают из-за того, что 90% задач цифровизации фермеры не считают очевидно выгодными.

Еще один барьер в том, что стандартные подходы, применяемые программистами и интеграторами цифровых решений во многих отраслях, практически невозможно тиражировать в сельском хозяйстве. Работа банковских отделений в Москве и регионах почти не имеет различий, зато у каждого сельскохозяйственного предприятия всегда имеется специфика в силу особенных природно-климатических условий местности, состава почвы или рецептуры кормов. Разработчикам ПО и интеграторам экономически выгодно, чтобы цифровое решение работало «для всех», поэтому цифровизация предприятий АПК если и ведется, то в общей части, без углубления в специфику конкретного хозяйства.

— Чтобы достичь тех же успехов цифровизации, которые есть в других отраслях, разработчикам ПО важно познакомиться с потребителями в АПК. К примеру, мы привыкли работать в зоне очень уверенного телекоммуникационного покрытия. Цифровая среда может жить там, где есть вышки, нормальные каналы связи, мгновенное размещение в облаках.

А когда в регионах спрашиваешь, где у вас дата-центр, там отвечают: у нас даже не везде сотовая связь работает. Кроме того, в сельском хозяйстве колоссальный дефицит квалифицированных кадров. То есть мы-то придумать можем все, но непонятно, кто это будет внедрять на местах, — добавляет Герман Клименко.

Понятно, что в этих условиях цифровизация сельского хозяйства невозможна без государственной поддержки, причем наибольший эффект такая поддержка может принести, если оказывается на региональном уровне, с учетом специфики территории.

Так, Пермский край вошел в число шести пилотных регионов по разработке стратегий цифровой трансформации

18 отраслей, в том числе сельского хозяйства. В первую очередь здесь пытаются автоматизировать процесс сбора отчетности, а также подачи и проверки заявок от сельхозпроизводителей на получение различных мер поддержки.

— В рамках разработки цифровой трансформации важно создать цифровой контур, в который войдут решения для различных сфер АПК — это цифровизация отчетности, субсидий, учета животных, мониторинга и прогнозирования погодных условий, — считает министр сельского хозяйства и продовольствия Пермского края Павел Носков. — Всего за прошлый год специалистами нашего министерства обработано более 6 тыс. документов. Один из ключевых приоритетов в работе — максимально оперативно перевести 100% субсидий в режим онлайн, когда документы подаются и заверяются элект­ронной цифровой подписью, оперативно проверяются сотрудниками органов власти, и предоставляются субсидии максимально оперативно. Кроме того, огромный потенциал кроется в сервисах, которые автоматизируют деятельность сельхозпроизводителей. Они используют современные способы получения информации, модели прогнозирования погоды и т.д. Но сельское хозяйство — очень консервативный сегмент. Чтобы внедрить какой-то сервис, его обязательно должен попробовать сосед и у него обязательно должно получиться. Кроме того, монетизация в этой истории должна быть на поверхности.

Среди субъектов РФ Урало-Западно­сибир­ского макрорегиона наиболее активно цифровизацией сельского хозяйства занимается Удмуртия. В республике внед­ряются информационные сервисы по предоставлению предприятиям АПК господдержки, по подбору земельных участков, по определению индекса племенной ценности сельскохозяйственных животных. Есть и уникальные разработки местных предпринимателей. Так, удмуртская компания «СТСХ» создала интеллектуальную систему SAIC, которая с помощью мобильного приложения позволяет распознавать животных по изображению носа и тем самым идентифицировать крупный рогатый скот и коз. Такую идентификацию нельзя подделать, нельзя потерять как бирку, она совершенно безвредна. В приложении для смартфона по снимку носа доступна информация о животном, прививках и потомстве.

— У нас самый востребованный цифровой сервис — предоставление субсидий через личный кабинет. Мы начали внедрение этого сервиса с 2019 года, а в этом году практически 100% господдержки уже перевели в электронную форму. Для сельхозпроизводителей выгоды очевидны: у них теперь нет никаких ограничений по предоставлению документов на получение государственной поддержки, — рассказывает зампредседателя правительства — министр сельского хозяйства и продовольствия Удмуртии Ольга Абрамова. — Активно внедряется еще один сервис — цифровая карта земель. Со стороны региона интерес в том, что мы получаем возможность работать с потенциальными инвесторами и хозяйствами, прогнозировать ситуацию. Но нам бы хотелось, чтобы эта карта стала фактически ручным инструментом по принятию управленческих решений для наших фермеров, поскольку она имеет важное наполнение, например, по агрохимическому составу земель, размещению инфраструктуры, покрытию сотовой связи и т.д. Пока сельхозпроизводители туда заходят мало, в том числе потому, что мы еще дорабатываем открытую часть цифровой карты. Что касается цифровых систем в животноводстве, то, к сожалению, они востребованы только крупными и средними компаниями, которые видят реальную монетизацию вложений в цифру. Не для всех хозяйств такая монетизация очевидна.

Власти Удмуртии, пожалуй, первыми в стране озадачились проблемой выращивания на местах кадров для цифровизации сельского хозяйства. С этой целью в респуб­лике приступили к реализации комплексного и амбициозного проекта «Деревня будущего» (подробнее см.ниже «Пихтовка — пионер сельской цифровизации»).

— Мы для себя поняли, что автоматизация любых процессов будет начинаться с людей. Поэтому решили протестировать у себя концепцию создания «Деревни будущего». Ее суть в том, чтобы задать иной вектор развития сельских территорий и посмотреть на них как на точки роста. В этом году мы начали реализовывать проект «Деревня будущего» на территории села Пихтовка Воткинского района Удмуртии, где проживает 427 человек, — комментирует Ольга Абрамова. — Начали с большого количества общественных слушаний, с подготовки людей и формирования общего единого концепта — не нами как органами государственной власти и не под наши задачи, а именно людьми. Мы бы хотели, чтобы в деревне жить было так же комфортно, как и в городе, в том числе с точки зрения цифровизации.

Требуется неубиваемый датчик

Понятно, что государство не будет заниматься цифровизацией коммерческих предприятий, даже в сфере горячо поддерживаемого АПК. Поэтому разработки, финансируемые из бюджета, касаются преимущественно автоматизации администрирования. Так, Университет Иннополис (Татарстан) по заключенному с Минсельхозом России соглашению разработал сервис, позволяющий на основе искусственного интеллекта мониторить для Россельхознадзора состояние пашни на территории всего Приволжского федерального округа. Решение отслеживает обработку сельскохозяйственных земель и выращивание определенных видов культур. Если до использования искусственного интеллекта в 2019 году в Татарстане традиционными методами (когда инспекторы выезжают на место) обнаружили 30 тыс. га заброшенной пашни, из них ввели в оборот 8 тыс. га, то в 2020 году с помощью нейросети выявили 107 тыс. га, ввели в оборот 36 тыс. га.

С помощью такой платформы агропредприятие может оперативно узнать, что у него есть земельный участок, находящийся на контроле инспектора, и либо быстро ввести землю в оборот, либо отчитаться о невозможности ее использования.

Помимо инициатив отдельных российских регионов, знамя цифровизации в сельском хозяйстве несут крупнейшие предприятия АПК. Они внимательно изучают появляющиеся на рынке апробированные цифровые решения с возможностью не только их эффективного внедрения, но и масштабирования.

— Ковид повлиял на цифровизацию больше, чем какой-либо другой фактор.

В частности, это сказалось на повышении в различных странах требований к биобезопасности, особенно в отношении продуктов питания, — поделился руководитель инновационного аналитического центра Группы «Черкизово» (один из крупнейших в России вертикально интегрированных холдингов, специализирующийся на производстве мясной продукции) Рустам Хафизов. — Как компания-экспор­тер мы понимаем, что использование на производстве принципов безлюдной организации производства — это решения, позволяющие стабилизировать качество производимого продукта, повышать конкурентоспособность и поддерживать те стандарты, которые в ближайшие пять лет будут только развиваться. Сегодня мы применяем такие решения, как машинное зрение, наблюдение за производственными процессами, людьми, состоянием животных. Один из наших проектов связан с переходом сотрудников на индивидуальный план производства, в результате чего удалось повысить производительность на 15%. Соответственно, увеличивается оплата труда сотрудника. Мы видим, что такие цифровые решения позитивно сказываются на работе компании.

Масштаб производства также является значительным стимулом к проведению цифровизации. Так, группа «Черкизово» производит в год свыше миллиона тонн мяса (свинины, курятины, индюшатины), имея в различных регионах России около 250 площадок по выращиванию животных, а на каждой такой площадке — до двадцати свинарников или птичников.

В компании задались целью построить единую, удобно управляемую из одного центра сеть мониторинга влажности и температуры во всех комплексах, поскольку эти параметры во многом влияют на здоровье животных и набор их веса. Для этого изучали различные решения, основанные на проводных системах, Wi-Fi и даже 5G, но везде останавливали сложность и дороговизна. Выбор пал на LPWAN (Low-power Wide-area Network — «энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия») — беспроводную технологию передачи небольших по объему данных на дальние расстояния, разработанную для распределенных сетей телеметрии, межмашинного взаимодействия и интернета вещей. Аграриям потребовались особые беспроводные датчики, которые можно легко установить, эксплуатировать и переустанавливать с места на место, при этом сложно сломать. По заказу «Черкизово» российский производитель оборудования для интернета вещей GoodWAN разработал датчики, которые могли бы работать в суровых условиях: выдерживать мойку химическими средствами из автоматов высокого давления, функционировать длительное время от батареи и передавать информацию на значительное расстояние, даже будучи установленными внутри зданий. Сегодня установлено около тысячи датчиков на нескольких десятках площадок «Черкизово» в Московской, Пензенской и Липецкой областях, заканчивается их установка в других регионах присутствия агрохолдинга. Объединенная сеть мониторинга эксплуатируется больше года. В результате снижение затрат на мониторинг составило 10%, на 2% уменьшилась себестоимость производимой продукции за счет снижения потерь животных и экономии электроэнергии при грамотном регулировании системы микроклимата.

За инфракрасным барьером

Малые и средние сельхозпроизводители не могут себе позволить подобные разработки с применением индивидуального подхода, а любой программный продукт в АПК должен учитывать особые условия ведения хозяйства. Этим отчасти объясняется парадокс, когда решений для сельского хозяйства создано немало, но они слабо востребованы. Между тем такие решения в потенциале способны значительно облегчить труд аграриев и сэкономить ресурсы. Вот несколько свежих примеров отечественных разработок.

Та же компания GoodWAN разработала автономную систему контроля периметра, которая используется для охраны садов и полей и не требует протяжки проводов. Решение построено на основе формирования инфракрасного оптического барьера с применением шестилучевой шторки высотой 140 см и дальностью работы до 40 м. Активные датчики размещаются по периметру охраняемой территории на вертикально установленных столбиках через каждые 40 м. За счет поддержки алгоритма автоматической адаптации к условиям окружающей среды инфракрасная шторка имеет высокую устойчивость к ложным тревогам и корректно работает при дожде, снеге и сильных порывах ветра.

Российская компания Digital Agro предлагает решения, связанные с цифровой агрономией:

— Наука агрономия оказалась достаточно хорошо алгоритмизуема. В ней много закономерностей и формул, которые позволяют строить различные цифровые модели и двойники, получать предиктивную аналитику по плодородию земли и использованию сельскохозяйственной техники. Тут крайне важную роль играют элементы интернета вещей — датчики, устанавливаемые на сельхозтехнике, метеодатчики, почвенные датчики, которые собирают точную информацию через короткие промежутки времени, — отметил генеральный директор компании Сергей Колосков. — Мы одними из первых в России внедрили сервис агроскаутинга. Агрономы, являющиеся нашими штатными сотрудниками, приезжают на поля клиентов, проводят все необходимые осмотры, контролируют исполнение агроопераций, фиксируют имеющиеся отклонения. Внешне это выглядит просто как сервис по приезду агрономов, но подводная часть айсберга весьма цифровизована. Специалисты используют решения, связанные с цифровой агрономией, легко могут отслеживать по индексам вегетации, что происходит на поле, проводить осмотры с помощью дронов и технологии компьютерного зрения. Причем современные технологии позволяют анализировать 100% площади поля, а не отдельные его точки.

Системы автономного управления техникой, в том числе для сельского хозяйства, предлагает отечественная ИТ-компания Cognitive Pilot. Решение помогает повысить, в частности, эффективность работы уборочной техники на 15 — 20%. Немаловажный фактор в условиях сельской местности: для функционирования такой системы не требуются сигналы со спутников и доступ в интернет. Управление комбайном, основанное на машинном зрении и искусственном интеллекте, позволяет определять кромку поля, рядки, валки и полегшую культуру.

С 2020 года внедрено более 600 таких установок по всем хлеборобным регионам страны.

А новость в том, что компания-разработ­чик в ближайшее время намерена сделать систему автономного управления техникой доступной для самостоятельной установки самими пользователями на основании пакета инструкций. Тогда эту систему можно будет продавать через любой маркетплейс с возможностью скачивания инструкции, при этом цена разработки станет заметно ниже.

Международный стартпап Agro Diagnosis разработал одноименное мобильное приложение, которое помогает фермерам оперативно диагностировать болезни по листьям сельскохозяйственных культур, а также рекомендует лечение и уход за растениями. Чтобы воспользоваться этим сервисом, нужно сделать и загрузить фотографии поврежденных листьев. Прог­рамма проверяет снимки с помощью системы искусственного интеллекта, в считанные секунды ставит диагноз, рекомендует способы лечения и ухода за растением. Разработка уже готова, но нуждается в пополнении базы сельскохозяйственных растений из различных регионов планеты. Пока приложение способно определить 28 заболеваний у растений 17 видов. Интересно, что первоначально разработчики планировали коммерциализировать эту идею путем оформления платной подписки на приложение, но позже решили сделать приложение бесплатным, а зарабатывать за счет привлечения контекстной рекламы.

За минувший год разработчики цифровых решений продемонстрировали большие возможности для предприятий АПК. Как показывает мировой опыт, цифровая трансформация способна снизить себестоимость сельскохозяйственной продукции на 20 — 40%. Пока российские аграрии внедряют инновации в три-четыре раза реже, чем их коллеги в Германии, Франции или США. Но иногда полезно оторвать взгляд от земли и устремить его в облака.

Пихтовка — пионер сельской цифровизации

В 2021 году в Удмуртии приступили к реализации проекта «Деревня будущего», предусматривающего цифровизацию восьми сельских населенных пунк­тов республики. Начали с села Пихтовка, поскольку здесь имеется точка роста — рыбхоз «Пихтовка», одно из наиболее эффективных в стране хозяйств по разведению прудовой рыбы (карпа), его опыт перенимают и внедряют в работу многие другие специализированные хозяйства в России. На предприятии работают 170 человек, средняя зарплата —

41 тыс. рублей. В хозяйстве используются и внед­ряются новейшие данные науки рыборазведения, ведутся поиски рациональных решений по совершенствованию интенсивной технологии выращивания прудовых рыб. Такие решения позволяют в три-четыре раза снизить расход рыбопосадочного материала и увеличить рентабельность производства.

Помимо цифровизации производственных процессов в рыбхозе («умная ферма»), в Пихтовке начали обеспечивать цифровыми сервисами людей в их повседневной жизни. Предполагается, что это повысит интерес местных жителей к сельскому хозяйству, поможет выращивать и сохранять кадры на селе. Все идеи инициированы самими селянами. Первым стало создание в Пихтовке цифрового фельдшерско-акушерского пункта (ФАП), который включает систему распознавания лиц, контроллер цифрового ФАП, автоматическую регулировку освещения и отопления в помещении, фоновую музыку и запахи, сервис голосовой диктовки, телемедицину, бесконтактные бытовые элементы, одеяла с электроподогревом, автоматический электрокардиограф, электронную лабораторию и др. Это позволяет расширить перечень предоставляемых сельским жителям медицинских услуг, сократить сроки проведения консультаций и постановки диагнозов, повысить качество медицинской помощи, интегрировать искусственный интеллект в анализ исследований.

За цифровым ФАП последовала трансформация сельской школы. Теперь в школе Пихтовки во главу угла ставят возможность получения детьми знаний через информатизацию и робототехнику, все эти направления внедряются в школьную программу агрокласса, чтобы готовить для АПК высокоэффективные кадры, способные работать в новых условиях. Дошли и до детского сада: здесь также предусматриваются цифровые сервисы (интерактивная песочница, ПО «Виртуальный (умный) аквариум» и др.), чтобы дети в игровой форме смогли знакомиться с сельским хозяйством.

Кроме того, в Пихтовке запланированы к внед­рению инновационные сервисы в таких сферах, как доставка продуктов, товаров и лекарств (сервисы СберМаркет, СберЛогистика, СберАптека), досуг и развитие (онлай-кинотеатр Okko, Сбер­Звук, SberBox, SberPortal), общественный транспорт («умная остановка») и др. В развитие инфраструктуры и внедрение цифровых сервисов в Пихтовке уже вложено свыше 200 млн рублей — средства государственные и частные. Власти Удмуртии считают, что финансовые вложения в реализацию проекта — это обоснованные инвестиции, которые окупаются за восемь-десять лет за счет создания комфортной для населения территории, где будет развиваться агробизнес. В результате должно появиться современное сельское пространство, способное конкурировать с городом.

Дотянуться до агропрома

Протягивая волоконно-оптические линии связи в малые населенные пункты, «Ростелеком» создает необходимую инфраструктуру, позволяющую в том числе осуществлять цифровизацию предприятий АПК. Об этом рассказал директор направления АПК Департамента по работе с государственными заказчиками ПАО «Ростелеком» Денис Жуковский

— Базовая проблема цифровизации агропромышленного комплекса — низкая маржинальность производства. В связи с этим стандартные расходы на цифровизацию в АПК очень низкие — 1 — 2% бюджета предприятия. Разрабатывать и пробовать новые решения могут только сельхозтоваропроизводители из топ-50. Все прочие предприятия АПК обычно используют уже готовые решения с уже доказанным экономическим эффектом. Соответственно, в портфеле «Ростелекома» есть как решения, разработанные непосредственно нашей компанией под заявки конкретных заказчиков, так и парт­нерские разработки.

Пример собственного решения «Ростелекома» — система «Контроль движения урожая», созданная для компании «Русагро». В этом году система работает уже в режиме промышленной эксплуатации с подключением более тысячи единиц техники — комбайнов и грузовиков. Благодаря этому решению, на этапе сбора и транспортировки урожая существенно снижаются потери зерна.

Есть интересные партнерские разработки, к которым сейчас проявляют интерес агропредприятия. Там, где используется система поливного земледелия или мелиорация, т.е. где большая статья расходов на воду, имеется хороший спрос на локальные метеостанции. Они не требуют никакого обслуживания, устанавливаются в определенной точке и способны выдавать очень точные данные из точки стояния в радиусе 10 — 15 км. Локальная метеостанция, комплектующаяся под конкретные запросы сельхозтоваропроизводителя, передает в постоянном режиме посредством мобильной связи от двух до 15 параметров, например, температуру и влажность почвы и воздуха. На основе данных предлагаются сервисы, позволяющие с помощью предиктивной аналитики предсказывать вероятность возникновения страховых случаев, появления на полях заболеваний, вредоносных насекомых, когда сеять, поливать, опрыскивать, вносить удобрения и т.д.

Цифровых решений в сельском хозяйстве много, но они фрагментарны и плохо связаны между собой. Решение проблемы связанности систем даст большой толчок в развитии цифровизации АПК. Но для проведения цифровой трансформации требуется установить качественную и устойчивую связь в сельской местности. «Ростелеком» участвует в проекте устранения цифрового неравенства. На текущий момент волоконно-оптические линии связи ведутся до всех малых населенных пунктов. В этом году стартовал проект «Устранение цифрового неравенства 2.0», его суть в том, что «Ростелеком» обеспечивает скоростным интернетом и мобильной связью жителей малых сел и деревень (от 100 до 500 человек), где ранее эти услуги были недоступны.

Кроме того, в портфеле нашей компании есть решения на основе LTE, LoRaWAN, NB-IoT, позволяющие передавать большие объемы данных (это важно в том числе для АПК) и в то же время стоящие существенно дешевле обычной сотовой связи. Также у нас есть дочерняя организация, которая занимается спутниковой связью. Таким образом, мы применяем весь доступный арсенал и обеспечиваем связь. Там, куда зашла наша оптика, «Ростелеком» создает вокруг нее инфраструктуру, позволяющую в том числе цифровизировать производственные и бизнес-процессы на предприятиях АПК.