Технологические новинки АПК

Текст: Константин Зорин

Такие термины, как «роботизация», «автоматизация» и «цифровизация», все больше входят в обиход не только как слова, но и как составляющие бизнес-процессов в АПК России. В рамках деловой программы Международной специализированной выставки сельхозтехники и оборудования «Агросалон 2024» состоялся круглый стол «Развитие и состояние автоматизации и роботизации сельхозтехники в России и в мире на современном этапе». Его участники обсудили ситуацию в АПК в свете указанных вопросов и представили ряд новых разработок. Организатором встречи выступил Государственный научный центр России ФГУП «НАМИ».

ТЕМПЫ РАЗВИТИЯ

По мнению экспертов, основными направлениями развития инновационных технологий в сельхозмашиностроении являются беспилотные летательные аппараты, автоматизированные животноводческие фермы, высокоавтоматизированные машинно-тракторные агрегаты и блокчейн-технологии. Согласно анализу ФГУП «НАМИ», в настоящее время доли моделей агророботов и их прототипов по назначению распределяются следующим образом: 55% — молочные фермы, 22% — другие животноводческие хозяйства, 11% — уход за посевами, 7% — обработка почвы и 5% — уборка урожая. Рост мирового рынка интеллектуального сельского хозяйства, по оценкам аналитиков Verified Market Reseach, прогнозируется с 17,74 млрд долларов в 2024 году до 38,86 млрд к 2031 году при совокупном годовом темпе роста в 10,3%. Один из крупнейших в мире инвестиционных банков — «Goldman Sachs» (США) — прогнозирует, что применение технологий нового поколения машин способно увеличить производительность мирового сельского хозяйства на 70% к 2050 году.

Специалисты ФГУП «НАМИ» провели анализ уровней автоматизации техники в России в соответствии с ГОСТ 70850-23 «Тракторы и машины сельскохозяйственные. Высокоавтоматизированные машинно-тракторные агрегаты. Технические требования и методы испытаний». 40% сельхозтехники находятся на втором уровне — «Частичная автоматизация», когда часть функций и операций автоматизирована. 34% машин соответствует третьему уровню — «Условная автоматизация», когда оператор берет управление на себя по запросу системы, и возможно удаленное управление. Адаптивная помощь машины, соответствующая первому уровню, возможна в 21% случаев, и лишь 5% техники имеют высокую автоматизацию.

СТОП, МАШИНА?

Однако развитие сектора сдерживается необходимостью разработок новых подходов к испытаниям на безопасность и новой нормативно-технической базы. Поэтому ФГУП «НАМИ» уже разработаны три ГОСТа в рамках ТК 284 «Тракторы и машины сельскохозяйственные», регулирующие технические требования и методы испытаний высокоавтоматизированных машинно-тракторных агрегатов (ВАМТА) — испытательный полигон, методики испытаний ВАМТА на безопасность. В разработке находятся четыре ГОСТа в рамках ТК 056 «Дорожный транспорт» по функциональной и информационной безопасности транспортных средств и функциональным требованиям к системам вождения высокоавтоматизированных транспортных средств.

Как отметил начальник Управления перспективных технологий Центра сельхозмашиностроения ФГУП «НАМИ», к. т. н. Сергей Карякин, российские разработки прототипов находятся сегодня в числе лидеров по технологическому уровню автоматизации. Имеется техническая возможность разработки сельхозтехники третьего уровня автоматизации и выше, при этом большая часть технологий готова к масштабированию. Факторами, оказывающими негативное влияние на данные процессы, являются разобщенность разработчиков и изготовителей высокоавтоматизированной сельхозтехники в России, отсутствие соответствующей квалификации кадрового состава АПК. Кроме того, существующие методики испытаний сельхозтехники не могут обеспечить безопасность и безотказность сложных систем при существующих уровнях автоматизации. В свою очередь, рынок ВАМТА медленно развивается из-за высокой цены и отсутствия гарантий безопасности.

Евгений Шароварин, основатель компании «Геоптикс», отметил ряд практических следствий для сельхозмашиностроителей ввиду текущих тенденций развития отрасли. По его мнению, будет происходить концентрация вычислительной мощности, когда одно устройство может выполнять много задач, а передача данных будет идти либо по двухпроводному Ethernet, либо по полимерному оптическому волокну — в связи с ростом скорости взаимодействия подсистем. Кроме того, будет увеличиваться доля электропривода и механотроники, а производители начнут переходить к подписочной системе продажи сервисов.

Об одном из путей решения проблемы кадрового обеспечения эффективного использования ВАМТА рассказал Александр Левшин, д. т. н., профессор кафедры эксплуатации машинно-тракторного парка РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева. По его мнению, будущими объектами деятельности и трудовыми функциями в АПК станут эксплуатация мобильных роботизированных систем, цифровые сервисы в агроинженерии, формирование производственного задания, новые аналитические функции — Big Data, IoT, Data Minig, а также предиктивная аналитика и планирование технического обслуживания и ремонта. В связи с этим в рамках федеральной программы «Приоритет 2030» в вузе были разработаны новые образовательные программы: 35.04.06 «Цифровые технологии в агроинженерии» и 35.03.06 «Эксплуатация роботизированных технических систем», программа профессиональной переподготовки по проекту «Цифровая кафедра» и программа «Эксплуатация роботизированных технических систем» для студентов, обучающихся по нецифровым специальностям.

РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ

Игорь Смирнов, д. т. н., главный научный сотрудник ФНАЦ ВИМ, представил ряд разработанных в институте роботизированных техсредств сельхозназначения. Большой интерес вызвала концепция «Цифровой сад», в рамках которой создана система цифрового мониторинга биологических объектов в садоводстве (заболеваний и плодов) на основе нейронных сетей. Успешно проводятся испытания различных роботизированных комплексов, позволяющих осуществлять практически весь спектр агротехнологических операций в саду. Например, универсальная роботизированная платформа с устройством гидропневматического инъектора позволяет проводить технологическую операцию внутрипочвенной подкормки садовых насаждений и виноградников жидкими минеральными удобрениями и питательными элементами в корнеобитаемый слой растений на глубину до 60 см.

Компания «Ростсельмаш» последние несколько лет комплектует серийные тракторы и комбайны системой «РСМ Агротроник» — платформой агроменеджмента, являющейся местом агрегации всей информации системы телеметрии. Кроме того, внедряются различные системы автоуправления, безопасности и предупреждения внештатных ситуаций, автоматизации технологических процессов, которые приносят реальный экономический эффект.

Алексей Трубников, генеральный директор компании «Агроноут», представил сервис «Точные поля», включающий в себя программный комплекс True Fields, приложение «Мобильный почвовед» и доработку техники под точное земледелие. Новая методика позволяет аграриям получать точные данные об эффективности удобрений на полях, экономить ресурсы и получать дополнительную прибыль за счет увеличения урожайности.

Компания «РостАгроСервис»» представила на круглом столе систему точного земледелия «Agroglobal». Она позволяет в одном интерфейсе управлять таким аспектами сельхоздеятельности, как планирование работ по картам предписаний, контроль за использованием ресурсов — передачу выполненных работ, управление техникой — автоматическое вождение и управление сельхозагрегатами. Высокоточное позиционирование на местности позволяет экономить ГСМ до 15%, а дифференциальное внесение жидких и сыпучих материалов снижает расходы до 30%.

Компания «Фарватер» разрабатывает методы дистанционного управления роботизированными колесными машинно-тракторными агрегатами с элементами технического зрения и систем автовождения, которые позволят беспилотному транспортно-технологическому средству выполнять операции с допустимой погрешностью, в том числе и на пересеченной местности. В качестве примера представитель компании показал роботизированный МТА, состоящий из колесного мини-трактора «Уралец 224» и роторной косилки, полностью управляемый пультом дистанционного управления.

Компания Gremion представила собственную разработку — оператора высокоточных навигационных поправок для автопилотируемой сельскохозяйственной техники. Cеть из 48 GNSS-станций уже развернута на территории Краснодарского и Ставропольского краев, произведена подготовка к развертыванию сети в Ростовской области в 2025 году.

Прошедший круглый стол показал, что несмотря на различные препятствия сектор роботизации и автоматизации сельхозтехники в России активно развивается и дает необходимые предпосылки для внедрения технологий и соответствующего увеличения производства сельхозпродукции.