На фоне глобального роста населения быстрыми темпами растут города, но падает объем пригодных для сельского хозяйства земель. По данным ООН, к 2050 году на Земле будет проживать 9,7 млрд человек, и чтобы удовлетворить спрос на продукты питания, к этому времени необходимо нарастить объем сельскохозяйственного производства на 60–70%. «Перспективу продовольственного кризиса усугубляет турбулентность в социальной и экологической сферах, уменьшение занятости в небольших фермерских хозяйствах, — говорит старший вице-президент по разработке программного обеспечения компании WaveAccess Александр Азаров. — Сейчас на фермеров во всем мире давят природоохранные организации и общество: расходуйте меньше, производите больше. С другой стороны, растет конкуренция: в мире насчитывается более 570 млн ферм. Для повышения эффективности нужны новые инструменты».
Цифровая культура
Сельское хозяйство сегодня трансформируется, как и другие отрасли, с помощью цифровых технологий. Как следует из практики WaveAccess, агропромышленный комплекс заинтересован в цифровизации, прежде всего в части мониторинга работы оборудования, состояния животных и растений, контроля за расходованием ресурсов, прогнозирования производственных показателей.
Среди наиболее востребованных digital-инструментов — системы управления фермерскими хозяйствами (Farm Management Systems), которые автоматизируют процессы, включая управление ресурсами, и системы поддержки принятия решений (Decision Support Systems), которые позволяют выносить более осознанные управленческие решения на основе глубокого анализа собираемых данных. Среди последних можно выделить системы точного земледелия (Precision agriculture), которые строятся, в том числе, на базе технологий глобального позиционирования (GPS) и географических информационных систем (ГИС). Крупные хозяйства внедряют комплексные платформы управления процессами на базе интернета вещей (IoT) — интеллектуальных сетей датчиков, камер, беспилотных аппаратов и других устройств, искусственного интеллекта (ИИ), облачных технологий, блокчейна и робототехники.
От внедрения технологий digital farming сельскохозяйственный бизнес ожидает повышения урожайности и производительности, роста качества продукции, контроля за ресурсами и продления срока службы оборудования. Так, по оценке PwC, внедрение концепции «цифровой фермы» обеспечивает в среднем экономию затрат на уровне 15–20% и увеличение поголовья более чем на 10%.
Сегодня Россия, занимающая третье место в мире по площади сельскохозяйственных угодий (после США и Индии), по уровню выработки продукции и урожайности существенно отстает от стран с развитым сельским хозяйством. Этот разрыв должны сократить запланированные на уровне государства инициативы в области цифровой трансформации сектора. По оценкам Минсельхоза России, отечественный рынок цифровых технологий в агропромышленном комплексе вырастет в пять раз, в том числе существенно увеличится количество «умных» ферм, применяющих комплексные цифровые решения. В долгосрочной перспективе благодаря цифровым решениям должна повыситься глобальная конкурентоспособность российского сельскохозяйственного сектора. К 2025 году ожидается рост экспортной сельхоз выручки в 2,2 раза — до $45 млрд (согласно указу президента РФ «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» и госпрограмме Минсельхоза по развитию сельского хозяйства).
«В России мы видим большой потенциал применения практик и моделей парадигмы «Агрокультура 4.0»: подобные инструменты способны дать требуемый рост рентабельности фермерских хозяйств, посодействовать наполнению рынка сельхозпродукции, а также помочь сектору стать более устойчивым», — считает Александр Азаров.
«Умные» данные
Технологии искусственного интеллекта и интернета вещей решают в сельском хозяйстве широкий пул задач: за счет грамотного распоряжения данными можно сокращать издержки и повышать производительность, наращивать качество продукции и снижать риски непредвиденных ситуаций.
IoT может быть применим в самых разных сферах сельского хозяйства и животноводства: например, для контроля всходов, расхода удобрений и корма, уровня влажности в помещениях, состояния и прогнозов урожая, мониторинга сельхозтехники. В частности, платформа Episcope, разработанная компанией WaveAccess на базе технологий IoT и ИИ, помогает анализировать параметры эффективности ферм и прогнозировать производственные показатели.
Датчики, установленные в помещениях фермы, фиксируют производственные метрики и данные по потреблению корма и климату, включая температуру, влажность, давление. Информация каждый час передается в облако, где Episcope ее обрабатывает, анализирует и визуализирует. Облачное решение открывает доступ к сравнительным отчетам климатических данных, раскрывая влияние каждой из метрик климата на вес и здоровье животных. Искусственный интеллект предсказывает динамику роста веса животного, помогая вовремя прекращать откорм и снижать накладные расходы.
Решение Episcope было разработано на базе облака Microsoft Azure. «При выборе облачной платформы мы руководствовались вопросами финансовой эффективности, гибкости и масштабируемости. Microsoft Azure позволяет развернуть ИТ-инфраструктуру без дополнительных вложений. Платформа дает возможность «срезать» цены на лицензии, открывая доступ к базе технологий Microsoft, позволяет не беспокоиться за сохранность данных (сервер хранит резервные копии системы), масштабировать систему в зависимости от потребностей бизнеса, а также балансировать хранилища и мощности, — говорит Александр Азаров. — При реализации проекта были использованы, в частности, технологии Azure Api App, Azure WebJob, Azure SQL Server, Azure Cosmos DB, Azure Application Insights».
Аналитическая платформа Episcope повышает рентабельность и качество продукции, сокращая при этом ущерб окружающей среде. Сервис имеет опыт успешного использования европейскими фермерами: сравнительный анализ ключевых метрик, информация об отклонении показателей и прогнозирование веса позволяют контролировать оптимальные для выращивания животных условия, эффективно управлять ресурсами и обеспечивать окупаемость инвестиций. При определенных модификациях и настройках под задачи локального рынка платформа готова к внедрению в России — как в крупных, так и в небольших животноводческих хозяйствах.
Доступные инструменты
Применение digital-инструментов требует значительной подготовительной работы — в том числе, реинжиниринга бизнес-процессов, изменений в корпоративной культуре, установки дополнительного оборудования, интеграции новых инструментов в текущий ИТ-ландшафт фермы. Характерное для отрасли «ручное» управление процессами должно быть минимизировано.
В компании WaveAccess считают, что успех внедрения практик digital farming напрямую зависит от грамотного планирования и своевременной корректировки неверных ожиданий. «Возможным барьером для успешной реализации может оказаться недостаточно высокий уровень организации работы внутренней ИТ-службы и нехватка специалистов, характерная для средних и малых сельхозпредприятий», — говорит Александр Азаров. Для создания высокотехнологичного digital farming проекта требуется вовлечение системных архитекторов, экспертов по изучению данных (Data Scientists), инженеров по оборудованию, инженеров по тестированию ПО и других специалистов с редкими компетенциями.
Стоимость комплексного проекта по цифровой трансформации фермерского хозяйства прямо зависит от масштабов проектируемой системы. Необходимо учитывать, в том числе, производственные особенности, объемы производства, трудоемкость процессов, специфику используемых оборудования и технологий.