Выпуск № 2 (36), 2020

УДК

DOI

Используйте это описание для цитирования: 

Cite this article as:

Меденников В.И., Кузнецов И.М., Макеев М.В., Моторин О.А. Опыт системного подхода к цифровой трансформации апк и направления реорганизации // Управление рисками в АПК. 2020. № 2. С. 51-61. URL: http://www.agrorisk.ru

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ НАУКИ
МЕДЕННИКОВ В.И., КУЗНЕЦОВ И.М., МАКЕЕВ М.В., МОТОРИН О.А.

ОПЫТ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА К ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ АПК И НАПРАВЛЕНИЯ РЕОРГАНИЗАЦИИ

Меденников Виктор Иванович - доктор технических наук, ведущий научный сотрудник, Вычислительный центр имени А.А. Дородницына, Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление», Российская академия наук, Москва, Россия.
E-mail: dommed@mail.ru

Кузнецов Игорь Михайлович - кандидат технических наук, научный сотрудник, член-корреспондент Международной академии информатизации, Москва, Россия.
E-mail: Wizard81a@yandex.ru

Макеев Михаил Валерьевич - ведущий специалист, АО «Гринатом», Москва, Россия.
E-mail: mvmakeev@gmail.com

Моторин Олег Алексеевич – кандидат политических наук, главный редактор журнала "Управление рисками в АПК", Москва, Россия.
E-mail: ol.motorin@gmail.com
SPIN-код РИНЦ: 4096-8796

Аннотация

На основе анализа исторического опыта развития ОГАС в статье представлен подход, в котором заостряется необходимость создания и поддержки эталонных объектов цифровой трансформации АПК. Дается представление об агрегированной концептуальной информационной модели в отрасли растениеводства. Представлена структура первичного учета в облаке.

Ключевые слова

Цифровая трансформация сельского хозяйства, Н.Н. Моисеев, А.А. Никонов, НИИ кибернетики АПК (ВНИИК), технология синтеза оптимальных информационных систем, цифровая экономика, цифровые платформы, АПК, агропромышленный комплекс, сельское хозяйство, ОГАС, точное земледелие, агророботы, производственный потенциал, облачные технологии, зарубежный опыт цифровизации

Annotation

Keywords

Текст статьи

Ранее мы рассмотрели некоторые вопросы о состоянии и тенденциях цифровой трансформации АПК в нашей стране, в том числе затронули важные аспекты начала этого процесса, которое было положено еще в 1960-1980-е годы. В продолжение следует подчеркнуть, было бы несправедливо утверждать, что отказ от реализации ОГАС был полным. Отдельные компоненты были реализованы в специальных проектах. Как известно, в гражданских интересах данный проект начал реализовываться лишь в эпоху появления персональных компьютеров (далее - ПК) и началом их массового внедрения в стране.

Осознание масштаба данного явления двумя великими учеными академиками Н.Н. Моисеевым и А.А. Никоновым позволило договориться с руководством страны об открытии НИИ кибернетики АПК (ВНИИК), ядром которого стала большая команда из 50 выпускников МФТИ факультета управления и прикладной математики. Поэтому ВНИИК основной стратегией информатизации АПК выбрал идеи ОГАС, основными из которых предполагают формирование цифровой платформы единой системы сбора и хранения учетной и статистической отчетности, цифровой платформы типовых прикладных задач в виде ИС.

Симбиоз идей ОГАС и системного научного подхода академика Н.Н. Моисеева к управлению сложными системами позволил ВНИИК применить к проектированию информационной системы АПК наиболее рациональный подход – разработка комплексных, функционально-полных, типовых ИС на эталонных объектах с последующим тиражированием отработанных, испытанных систем на остальные предприятия, получивший в настоящее время название архитектурного подхода. Проблема тиражирования систем, ввиду понимания появления большого количества персональных компьютеров в АПК в ближайшие годы, была разрешена путем разработки технологии синтеза оптимальных информационных систем (ТСО ИС), ядром которой являлась математическая модель синтеза ИС [2].

ТСО ИС позволила внедрить отдельные подсистемы за два года примерно в 1000 предприятий. Данная технология позволила получить логические структуры (модели) баз данных, типовые алгоритмы функциональных управленческих задач для большинства отраслей АПК и почти всех агропромышленных предприятий России. Например, на рис. 1 приводится агрегированная информационная модель растениеводства, в составе которой определено 946 атрибутов.
(См. рисунок 1 – Агрегированная концептуальная информационная модель в отрасли растениеводства).

press to zoom

press to zoom
1/1

Полученные таким образом логические модели баз данных, типовые алгоритмы функциональных управленческих задач были протестированы, утверждены комиссией министерства и рекомендованы в качестве основного стандарта в АПК. Кроме того, на основе ТСО ИС был разработан еще один цифровой стандарт – универсальная форма представления первичной учетной информации: вид операции, объект операции, место осуществления, субъект операции, время осуществления, длительность осуществления, использованные средства производства, размер операции, вид и размер использованного ресурса (рис. 2).

С принятием Программы цифровой экономики модель ТСО ИС была доработана и обобщена до математической модели разработки ЦП в экономике [3 - 17]. ЦП, полученные с ее помощью, интегрируют в единой облачной базе данных (ОБД) информацию первичного учета, служащего основой в дальнейшем бухгалтерского, технологического и статистического учета отраслей на базе представленной выше унифицированной формы сбора, хранения, передачи и применения ее, единых кодификаторов, нормативов, реестров всех ресурсов (материальных, трудовых, интеллектуальных). Полученные таким образом модели на сегодняшний день могут служить прообразом цифровых стандартов на ИР и приложения, о формировании которых на базе двух облачных ЦП начали только сейчас говорить на Западе, и о которых упоминалось выше и в [1].
(См. Рисунок 2 – Структура первичного учета в облаке).

press to zoom

press to zoom
1/1

При переходе экономики страны на единую ЦП (рисунок 3) системы управления производством должны претерпеть существенную трансформацию, в частности, при переходе на универсальную форму представления первичной учетной информации – бухгалтерский учет. В этом случае при введении на предприятии такого стандарта бухгалтерский учет смогут вести программы-роботы.
(См. рисунок 3 – Структура интеграции ИР в облаке в целях управления АПК на всех уровнях).

В целом по стране значительно уменьшится количество бухгалтеров, соответственно, высвободятся и ИТ-специалисты, необходимые для ускоренной цифровизации страны. Фирмы, внедряющие бухгалтерские системы, должны исчезнуть, как ненужные посредники. Информационные посредники сейчас нужны для настройки программного обеспечения на существующую в учете специфику предприятий, составляющую около 10%. Стандарты должны как раз нивелировать такую специфику.

Именно эти 10% специфики вынуждают держать в организациях необходимое количество программистов для настройки на нее бухгалтерских систем. По информации Нуралиева Б.Г. – главы фирмы 1С при внедрении этой системы задействованы свыше 300 000 ИТ-специалистов. Именно из-за наличия учетной специфики существующие в стране учет и отчетность громоздкие и дорогие, значительно выше большинства развитых стран, что отрицательно сказывается на рентабельности и конкурентоспособности отечественного производства. Такая плачевная ситуация сохранится даже при внедрении самых современных цифровых технологий без внедрения указанных выше стандартов.

1/1

Представленная ЦП отражает наиболее значимое достижение ЦЭ в настоящее время, когда технологии дистанционного зондирование земли (ДЗЗ) и геоинформационные системы (ГИС) начинают активно внедряться в такой относительно молодой сфере аграрного производства, как точное земледелие (ТЗ), требующего сочетания большого количества данных и технологий. Рассмотрим отдельные звенья данной схемы. В настоящее время вся информация ДЗЗ находится в гетерогенных структурах БД наземных различных ведомственных комплексов и центров. Информация в большинстве случаев передается потребителям в виде снимков, которые тем приходится как-то дешифровывать, затрачивая значительные средства.

Эффективным способом решения данной проблемы было бы создание единой ГИС ДЗЗ с единым центром дешифровки, откуда пользователи смогут получать готовые оцифрованные снимки с размещением в единой облачной базе данных технологического учета. Следует отметить, что в этом направлении появились подвижки. Появилось предложение в Концепции развития российской космической системы ДЗЗ на период до 2025 года о создании Единой территориально-распределенной информационной системы ДЗЗ (ЕТРИС ДЗ) с интеграцией всех информационных ресурсов ДЗЗ в единое геоинформационное пространство. Данная система существенно облегчит и удешевит доступ к данным различных потребителей ДЗЗ.

Информация после дешифровки должна попадать в облачную ГИС (далее - ОГИС), объединяющую единую БД технологического учета, единую БД первичного учета и БД данных реестров всех материальных, интеллектуальных и человеческих ресурсов АПК. В качестве примера возможности формирования подобной ГИС можно привести существующую в ЕС Единую административно-управляющую систему (IACS), включающую данные о земельных участках и их землепользователях. Далее, информация со всех источников, космических, БПЛА, мачт, гаджетов, датчиков наземных и установленных на сельскохозяйственной технике, попадает в облачную ГИС и часть непосредственно на принимающую аппаратуру полевых агрегатов. В ОГИС будет сосредоточена вся информация обо всех операциях, совершенных на каждом участке, с каждой головой (группой) животных, с каждым техническим средством всеми работниками на протяжении всего года. Будут отслеживаться все перемещения продукции и материалов, любой техники.

press to zoom

press to zoom
1/1

Таким образом, полученная ЦП, основанная на цифровых стандартах, на облачном унифицированном хранении информации на их основе без цифрового разрыва, кроме принципиального изменения бухгалтерского учета, предоставляет принципиально новые возможности управления экономикой отрасли: позволит осуществить разработку унифицированных типовых ИС в экономике, науке и образовании; стать основой информационного обеспечения ситуационных центров, системы оперативного управления, планирования, инструментом для экономического анализа производства на основе математического моделирования, искусственного интеллекта, big data, нейросетей в различных срезах от конкретных земельного участка, головы скота, средства производства, работника на каждом уровне вплоть до федерального уровня. Это позволит отслеживать все перемещения животных, техники, материальных ресурсов, людей и т.д. на протяжении всего жизненного цикла их использования, деятельности. При обязательности отражения в общем «облаке» статистической информации позволит также существенно упроститься Росстату; позволит сводить напрямую продавцов и покупателей с расчетом транспортного плеча и оптимизацией издержек.

В связи с этим стоит еще раз процитировать Е. Ленчук, директора Института экономики РАН по этому поводу: «В-третьих, надо акцентировать внимание на цифровизации реального сектора экономики, сегодня очень много внимания уделяется формированию цифрового правительства, использованию цифровых технологий в финансовой сфере. Но в реальном секторе цифровизация как раз дает особый экономический эффект для роста, потому что именно в реальном секторе, надо понимать, формируются предпосылки экономического роста» [4].

Как указывалось выше, совершенствование цифровых технологий происходит в мире методом проб и ошибок столь стремительно, что экономика не успевает отработать наиболее эффективные, устоявшиеся производственные технологии, понятные и приемлемые товаропризводителем. Товаропризводитель на практике должен оценить эффективность их применения на некотором отрезке времени в понятном ему диапазоне различных условий производства продукции.

АПК, как и почти все отрасли страны, включается в процесс цифровой трансформации при всеобщем технологическом отставании и технологической зависимости от развитых стран Запада. Процесс же переделки имеющейся техники под нужды ЦЭ довольно сложен и дорог [5]. Более эффективный выход видится в приобретении новой техники. В то же время поставка дорогостоящей, наукоемкой, цифровизированной техники и оборудования будет иметь отложенный эффект в силу, с одной стороны, большой стоимости ее и отсутствия достаточных финансовых средств у большинства хозяйств, с другой стороны, значительного количества уже существующей техники, но непригодной, по большей части, для внедрения цифровых технологий.

Например, даже в Европе огромный потенциал цифровой трансформации около 41% предприятий в настоящее время вообще не использует и только 2% предприятий в полной мере использует такую возможность [1]. С аналогичной проблемой, вследствие наличия крупных вертикально-интегрированных холдингов, столкнулся Минпромторг России при формировании стратегии цифровизации машиностроения.

1/1

Из-за наличия таких холдингов, замкнутых на внутренние ресурсы, в том числе и области ЦЭ, дорогостоящее оборудование с низким уровнем загрузки (20-30%,) «разбросано» по многочисленным предприятиям. Поскольку цифровизация производства требует скорейшего перехода на современный станочный парк при малой загрузке существующего, то первый этап реализации стратегии цифровизации машиностроения в течение 10 лет предполагает добиться повышения в четыре раза уровня загрузки действующего оборудования с постепенным выводом из эксплуатации устаревшего станочного парка и созданием обрабатывающих центров для выполнения сложных операций, выполнение которых неэффективно или невозможно на существующем оборудовании. И лишь в последующие десять лет предполагаются уже массовые поставки современных цифровизированных станков. Для этого Минпромторг начал формировать единое информационное пространство для своевременного обмена данными между предприятиями.

Для того, чтобы получить достоверные как количественные, так и качественные показатели эффективности цифровых технологий Минсельхозу России необходимо направить усилия на комплексную отработку самых совершенных цифровых технологий на нескольких эталонных объектах – песочницах на разных территориальных уровнях с оснащением их современными ИКТ, датчиками, приборами, технологическим оборудованием и машинно-тракторным парком, совместимыми как друг с другом, так и приспособленными к различным цифровым технологиям, охватывающим всевозможные направления их развития в мире, с последующим массовым внедрением наиболее эффективных из них по всей стране.

Одним из таких эталонных объектов могла бы стать Тимирязевская академия с ее большим научным потенциалом и экспериментальными ресурсами, в том числе, земельными. Если же результаты расчетов по модели производственной функции АПК покажут недостаточный уровень развития других комплементарных активов для массового внедрения совершенных цифровых технологий, то на эталонных объектах должны проводиться исследования по опережающей разработке в этой области, чтобы быть на уровне ведущих стран мира с выдачей необходимых рекомендаций и нормативно-правовых ограничений для тех предприятий, которые имеют возможности для внедрения комплексных цифровых технологий.

Например, в [6] приведены результаты расчетов на основе математической модели сценариев возможных вариантов информатизации сельскохозяйственной отрасли, из которых становится ясно, что максимально возможный уровень цифровой трансформации отрасли даже в части программного обеспечения не превысит 17%.

Эталонные объекты начали применять в развитых странах. Так, в Германии для поиска и отработки наиболее пригодных технологий точного земледелия (далее - ТТЗ) на базе ДЗЗ сформирован междисциплинарный проект «Preagro», финансируемый Министерством образования и науки ФРГ, в соответствии с согласованной концепцией ТТЗ. Исходя из комплексного подхода, для выполнения проекта было проведено соответствующее техническое и программное оснащение сельскохозяйственной техники. Проект задуман с целью разработки прецизионных технологий в растениеводстве с учетом микроусловий участков полей размером 20 на 20 метров с использованием данных ДЗЗ. К проекту с целью повышения экономической эффективности новых агротехнологий привлечено несколько промышленных, научных и финансовых предприятий для обеспечения его необходимыми средствами и ресурсами.

По прогнозам, в результате эксперимента ожидается увеличение урожайности культур до 30% и экономией всех ресурсов в размере 100-150 евро/га. Поскольку большинство фермеров в Германии хорошо оснащены передовой сельскохозяйственной и вычислительной техникой, то исследования и различные эксперименты предназначены для скорейшего внедрения отработанных цифровых технологий дифференцированного внесения химикатов, в частности удобрений с учетом характеристик небольших участков посевов с использованием всего арсенала данных ДЗЗ, ТТЗ, GPS, ГИС - технологий. Большинство фермерских хозяйств Германии имеют передовую сельскохозяйственных технику, вычислительную технику, дающую возможность доступа к базам данных почвенных карт, цифровым данным и снимкам ДЗЗ. Проблем с широким распространением отработанных технологий по всей Германии не должно возникнуть, поскольку, как уже отмечалось, хозяйства хорошо оснащены и вычислительной техникой, позволяющей обращаться к базам данных различных цифровых севисов (почвенные карты, снимки ДЗЗ и пр), также эффективно функционирует сервисная и информационно-консультационная служба для оказания помощи по внедрению отработанных агротехнологий, по забору и анализу образцов почвы, картированию полей, по приобретению необходимого оборудования ТТЗ.

Китай также начал проводить первые эксперименты по использованию технологий ТТЗ возле Шанхая. Целью также является отработка технологий сбалансированного питания посевов до индустриализации их. В экспериментах на 460 участках участвуют до 11 типов питательных элементов. Первые результаты показывают, что урожайность арбузов повысилась в диапазоне с 14 до 27%, а сахаристость арбузов выросла три раза, урожай риса вырос на 9-13% и пшеницы на 18% [7].

Для того, чтобы в АПК России эталонные объекты выполняли свою инновационную роль, необходимо принятие постановления правительства страны о дополнении Программы цифровой экономики, принятой 27.07.2017 г., согласованного с РАН и другими заинтересованными организациями, занимающимися разработкой и производством сельскохозяйственной техники, микроэлектроники, средств связи на базе интернет, технологиями ДЗЗ, средств химизации, цифровым образованием и др.

Роль эталонных объектов является многоцелевой. С одной стороны, на них должны отрабатываться самые передовые комплексные цифровые технологии в совокупности с исследованиями в области трансформации систем управления и подготовки необходимых кадров, соответствующих этим технологиям. С другой стороны, на них должны готовиться предложения для текущего момента направлений инвестиций в соответствии с производственной функцией в наиболее оптимальное сочетание факторов производства в условиях ограниченности ресурсов. При этом должны демонстрироваться передовые рубежи ЦЭ с разработкой для конкретных предприятий стратегического плана цифровой трансформации их к этим рубежам. Должны быть разработаны типовые модели и методы стратегического управления на примере крупного, среднего (рентабельного) и среднего (низкорентабельного) предприятий для широкого их внедрения в предприятиях с учетом зональных особенностей.

Итак, последовательная комплексная реализация цифровой платформы АПК с тиражированием отработанных технологий на базе эталонных объектов является наиболее эффективным механизмом превращения ее в комплекс научно-обоснованных цифровых инфраструктурных технологий во всем АПК. При этом произойдет значительное сокращение как времени, так и затрат на массовое внедрение технологий ТТЗ, ДЗЗ и ГИС с существенным ростом эффективности использования таких передовых инноваций. При объединении усилий научного сообщества, ИТ-компаний, Минсельхоза России, бизнеса вполне возможно в короткий срок получить перспективные комплексные цифровые технологии, которые станут также базовым объектом для оценки экономического эффекта применения данных технологий в сельском хозяйстве. Пока же преимуществами цифровых технологий может воспользоваться незначительное количество хозяйств.

press to zoom

press to zoom
1/1

Источники:

1. Цифровизации сельского хозяйства в России не хватает данных [Электронный ресурс]. URL: http://www.iksmedia.ru/news/5533967-Czifrovizacii-selskogo-xozyajstva.html#ixzz6KBD7IYEP (дата обращения 25.09.2020).
2. Меденников В.И. Теоретические аспекты синтеза структур компьютерного управления агропромышленным производством // Аграрная наука. 1993. № 2. С. 16-18.
3. Ereshko F.I., Medennikov V.I., Muratova L.G. Modeling of a digital platform in agriculture. IEEE Xplore Digital Library. Eleventh International Conference Management of Large-Scale System Development (MLSD), Moscow, Russia, 2018. DOI: 10.1109/MLSD.2018.8551894.
4. Ленчук Е. Цифровая экономика в России? Секундочку... [Электронный ресурс]. URL: https://zen.yandex.ru/media/freeconomy/cifrovaia-ekonomika-v-rossii-sekundochku-5ccc6762a8ac8300b3495949 (дата обращения 17.09.2020).
5. Как начать внедрять точное земледелие на предприятии [Электронный ресурс]. URL: https://smartfarming.ua/ru-blog/kak-nachat-vnedryat-tochnoe-zemledelie-na-predpriyatii (дата обращения 17.09.2020).
6. Меденников В.И., Муратова Л.Г., Сальников С.Г., Горбачев М.И. Экономико-математическое моделирование сценариев информатизации сельского хозяйства // Международный сельскохозяйственный журнал. 2017. № 4. С. 23-27.
7. Бутрова Е.В., Меденников В.И., Скляров А.Е. Особенности применения результатов ДЗЗ для решения различных отраслевых задач и проблемы оценки его экономического эффекта // Инновационная экономика. 2019. № 2 (19). С. 4-11.

References:

Все иллюстрации статьи | All visuals of paper

press to zoom
Структура интеграции информационных ресурсов в АПК
Структура интеграции информационных ресурсов в АПК

press to zoom

press to zoom

press to zoom
1/3