АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Аннотация. В статье рассмотрены основные направления и возможности автоматизации технологических процессов в сельском хозяйстве. В частности, представлены сведения научных источников по применению робототехники в сельском хозяйстве, выделены инновационные технологии и направления развития в названной сфере. Сделан вывод о том, что перспективы дальнейшего развития автоматизации процессов сельскохозяйственного производства заключаются во внедрении как можно более совершенных технологических компонентов и программных средств в технологические процессы, позволяющих наиболее полно их автоматизировать, необходимости изучения передового мирового опыта в указанной сфере с целью эффективного применения в российских условиях.

Ключевые слова: автоматизация, технологические процессы, сельскохозяйственное производство, робототехнические средства, робототехника.

Автоматизация технологических процессов в последние несколько десятилетий является одним из активно развивающихся направлений научной мысли. Это связано с совершенствованием компьютерных технологий, программного обеспечения и определяется необходимостью оптимизации технологических процессов в различных отраслях производства и промышленности, а так же возрастающей ролью техники и технологий, обусловленной усложнением технологических процессов, использованием повсеместно технологий, позволяющих облегчить труд человека, проводить операции, технология которых представляет опасность или может нанести вред. Особое значение процессы автоматизации приобретают в сельскохозяйственном производстве, что связано с высокой конкуренцией, необходимостью применения при этом передовых технологий при выращивании, сборе, транспортировке и переработке сельскохозяйственной продукции. Рассмотрим существующие технологии автоматизации технологических процессов в сельхозпроизводстве.

Изучение материалов научных источников позволяет выделить следующие направления автоматизации процессов производства и переработки сельскохозяйственной продукции: возможности применения сенсоров, электроники, техники с частичной и полной автоматизацией работы рабочих органов, электронной аппаратуры по управлению и контролю, развитие робототехнических средств. Инновационное развитие сельскохозяйственной техники сегодня предполагает высокую степень кибернетизации, автоматизации [2, с. 35].

Н.Ф. Войнова, рассматривая применение микропроцессорных средств автоматизации, отмечает, что улучшение качества управления за счет внедрения автоматизации процессов позволяет повысить эффективность производства, увеличить урожайность, улучшить качество готового продукта при переработке, уменьшить объемы отходов при хранении. Наиболее сложными системами автоматизации сельскохозяйственного производства выступают автовождение (локомация) и управление навесными агрегатами (манипуляция). Кроме того, применяются системы подкормки (автоматическое определение межрядий), сортировки готовой продукции [1, с. 64]. Уточняется, что в агросекторе экономики наибольшее распространение получили микропроцессорные регуляторы и АСУТП.

Б.А. Руновым рассматриваются вопросы применения робототехнических средств в АПК, приводятся примеры широкого использования робототехнических средств в сельскохозяйственном производстве. В частности, в растениеводстве это машины, использующие технологии точного земледелия (внесение удобрений), роботы-садоводы и др. [3, с. 41].

Во многих странах мира применяются такие достижения современной научной мысли, как электронные книжки агронома, приборы для определения местонахождения сельскохозяйственной техники. Применение дистанционных датчиков по сбору информации о состоянии почв, воздуха (влажности, температуре) позволяет эффективно управлять технологическими режимами. Примерами новаций в сфере автоматизации сельскохозяйственного производства в зарубежной практике служит использование программируемой робототехники (Япония, Китай), выполняющей посевные и уборочные работы при производстве овощных культур.

Наблюдается снижение применения «тяжелой» сельскохозяйственной техники и замена на более легкую, подвижную, что приводит к минимальному воздействию на почвенный слой, ускорению сроков проведения работ. Применение робототехники в условиях сельхозпроизводства, по мнению Б.А. Рунова, позволяет высвободить человека из технологии, сделать процесс производства непрерывным, повысить скорость выполнения работ, осуществить производственные процессы в условиях, рискованных для человека [3, с. 42-43]. Актуальной в связи с изложенным выступает необходимость интенсификации развития отечественной электроники и машиностроения, как основы для применения робототехники.

Условия и необходимость использования робототехнических средств в растениеводстве изучены И.Г. Смирновым с соавторами, как направления развития интеллектуализации сельскохозяйственного производства [4]. Рассматривается применение роботов с системами технического зрения, способных распознавать образы, отличать культурные растения от сорняков, применение беспилотных тракторов и агрегатов с интеллектуальными системами управления. Отмечается, что по экспертным прогнозам к 2020 г. объемы развития сельскохозяйственного рынка роботов достигнут 16,3 млрд. долл. США [4, с. 1653]. При этом перспективными направлениями развития сельскохозяйственной робототехники являются оснащение робототехники искусственным интеллектом, разработка систем позиционирования машин в пространстве с учетом рельефа, влажности грунта, параметров насаждений.

Таким образом, изучение научного поиска и достижений в сфере автоматизации процессов в сельхозпроизводстве позволяет сделать ряд выводов. В настоящее время в процессе производства и переработки сельхозпродукции используются технические средства, устройства и механизмы, оснащенные сенсорами, электронным управлением, полностью или частично автоматизированная техника. Автоматизация в сельском хозяйстве коснулась практически всех технологических процессов. Применение техники, оснащенной программным обеспечением, позволяющим автоматически выполнять и контролировать процессы, позволяет не только эффективно организовать различные виды сельхозработ, но и установить мониторинг состояния окружающей среды и параметров почв, воздуха, позволяющий оказывать оптимальное воздействие на режим производства сельхозпродукции. Активное внедрение автоматизации процессов, применение робототехнических средств позволяет повысить конкурентоспособность применяющих их предприятий на мировом рынке. В то же время, стоит отметить, что современную инженерную мысль российских ученых в изучаемом направлении нельзя назвать передовой. Это позволяет сделать вывод о необходимости развития отечественного производства сельскохозяйственной техники, программного обеспечения с учетом передовых достижений и опыта различных стран мира, с реализацией собственного технологического потенциала в сельском хозяйстве в современных российских реалиях.

Список литературы:

1. Войнова Н.Ф. Современное состояние теории, средств и методов автоматизации технологических процессов сельскохозяйственного производства // Вестник ВИЭСХ. – 2014. - № 2(15). – С. 64-67.
2. Плахин Е.С., Золотарева Е.Л. Инновационное развитие, как детерминанта повышения эффективности функционирования сельского хозяйства // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2013. - № 4. – С. 33-35.
3. Рунов Б.А. Применение робототехнических средств в АПК // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. – 2015. - № 2 (18). – С. 41-43.
4. Смирнов И.Г., Артюшин А.А., Хорт Д.О., Филиппов Р.А., Кутырёв А.И., Цымбал А.А. Робототехнические средства в растениеводстве // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2016. - № 118. – С. 1651-1660.