Цифровизация бизнес-процессов в молочных семейных фермах

DOI:

Российское сельское хозяйство, являясь ключевой сферой агропромышленного комплекса и единственным производителем продуктов для полноценного питания населения страны, в сложившихся условиях продовольственного эмбарго требует к себе значительно большего внимания со стороны государства и инвесторов. В средствах массовой информации и в научной литературе постоянно говорится о необходимости повышения качества жизни населения страны, в основе которого лежит удовлетворение физиологической потребности человека в полноценном питании, одной из самых «неэластичных» потребностей. Остальные потребности (по иерархии Маслоу) являются более гибкими, эластичными по своим параметрам и во времени. В период до введения санкций эту потребность перекрывал импорт, поэтому проблема состояния и развития отечественного сельского хозяйства оставались незаметными для населения, зарубежные продукты, заполнив рынки нашей страны, существенно изменили вкусы и предпочтения потребителей. И теперь, когда встают вопросы о продовольственной безопасности населения страны и о восполнении образовавшегося дисбаланса, который было решено преодолеть импортозамещением продуктов питания, вскрылись и обострились все проблемы, накопившиеся в сельском хозяйстве испокон веков.

Проблема низкой конкурентоспособности российского сельского хозяйства известна давно, и даже в начале рыночных реформ (1992 г.), когда расходы федерального бюджета на сельскохозяйственную отрасль составляли еще существенную долю – 17,4 %, а в настоящее время – 1,6 %, поэтому сельское хозяйство находилось в арьергарде других сфер экономики по уровню развития.

Наукоемкие современные информационнотелекоммуникационные системы создают условия для устойчивого развития и обеспечения экономической безопасности государства, включая продовольственную, за которую в большей части отвечает сельское хозяйство. Однако агросфера экономики по объективным причинам в силу своей специфики (результат труда зависит от природно-климатических условий и жизнедеятельности биологических объектов) не способна обеспечить синхронные с другими сферами темпы перехода к технологическому укладу АПК 4.0, поскольку никакая модернизация не может изменить биологические циклы производства в животноводстве. Однако при этом достижение продовольственной безопасности без систематического внедрения аграрных инноваций, массовой цифровизации и информатизации сельскохозяйственного производства на основе стабильной государственной поддержки может оказаться невыполнимо. Если крупные интегрированные агроформирования регулярно получают поддержку из бюджета, то для малых форм хозяйствования, составляющих более 40 % в структуре валового производства продовольствия, она в большей части недоступна.

Говоря об устоях развития сельских социумов в России, мы делаем акцент на особенностях развития малого предпринимательства на селе, непосредственно связанного с образом жизни, совмещающим традиционный и современный уклады, а также на проблемах, с которыми сталкиваются жители деревень в условиях глобализации. Поэтому малые формы хозяйствования в основной своей массе пока не вписались в четвертый технологический уклад, где сельскохозяйственное производство невозможно вообразить без создания и функционирования интегрированных цифровых сред, генерирующих информационные потоки от множества цифровых платформ, программного обеспечения и разнообразных сервисов, чтобы обеспечить максимально эффективное функционирование и взаимодействие всех звеньев агро-производственной цепочки от выращивания до реализации продукции сельского хозяйства.

В данном исследовании авторы раскрывают роль сектора малого предпринимательства в обеспечении продовольственной безопасности российского государства с учетом их вовлеченности в процессы инновационного обновления и цифровизации аграрного производства, и расширения для него доступности к услугам финансовых и других посредников, повышения привлекательности выполнения бизнес-процессов в фермерских хозяйствах.

Малые формы хозяйствования в аграрной сфере к настоящему времени уже накопили определенный потенциал в области технологической модернизации и цифровизации, но его полноценное использование в условиях современного агропромышленного производства представляет собой сложно выполнимую прикладную задачу экономической науки, в решении которой и состоит ключевая цель нашего исследования.

Платформенные решения в сфере АПК

Внедрение цифровых решений в аграрный сектор способствует повышению эффективности производства, улучшению управления ресурсами и оптимизации бизнес-процессов, многие из которых до сегодняшнего дня трудоемки и выполняются вручную, что служит серьезной причиной оттока молодежи из села. В последние годы малые агроформирования (кооперативы, крестьянские (фермерские) хозяйства (далее – КФХ), личные подсобные хозяйства (ЛПХ)) более активно начали изучать и применять современные инновационные технологии в своем производстве, но массовым это явление стать пока не может в силу того, что инфраструктура цифрового сельского хозяйства на селе отсутствует и существует серьезный разрыв в темпах цифровой трансформации крупного и малого агробизнеса.

Комплексный подход, необходимый для цифровой трансформации всех бизнес-процессов в АПК, несет в себе такое специфическое явление социального и экономического уклада жизни людей, как экосистема, которая формируется на базе ключевых компонентов, включающих взаимодействие между различными участниками, устойчивое развитие и инновационные технологии. Процесс ее формирования состоит из нескольких этапов: диагностика текущего состояния, разработка стратегий и внедрение практических решений.

Термином «экосистема цифровой экономики» в научно-прикладном понимании обычно обозначается цифровая среда, объединяющая комплекс электронных платформ, интегрирующих данные о динамике информационных потоков и потенциале цифрового развития разнообразных сфер социально-экономической деятельности человека [Senyo, Liu, Effah, 2019]. Исследователи предупреждают, что цифровая экосистема аграрной экономики не может ограничиваться только совокупностью цифровых сервисов и решений. Это понятие охватывает и систему подготовки квалифицированных кадров для аграрного сектора, качество и количество аграрных инноваций, направленность научных исследований на создание цифровых технологий, соответствующая информационная среда и многое другое [Попова и др., 2022].

Таким образом, для обеспечения продовольственной безопасности страны и также сохранения Россией лидирующих позиций в импорте сельскохозяйственной продукции необходимо в ближайшее время создать цифровую экосистему сельского хозяйства, объединяющую потенциал не только крупных сельхозтоваропроизводителей, но и малых форм хозяйствования. Однако, чтобы это объединение стало действительно эффективным, необходимо учесть специфику бизнес-процессов малых агроформирований, раз- работать перспективы их устойчивого развития и практические рекомендации по освоению современных цифровых технологий малыми аграрными формированиями [Ivanova et al., 2020].

В этом направлении серьезные шаги делают партнеры аграриев, финансовые специализированные организации, в частности такой коммерческий банк как АО «Россельхозбанк» (далее – РСХБ), занимающий лидирующую позицию в кредитовании АПК, деятельность которого способствует развитию не только крупного, но и малого агробизнеса. В 2020 г. РСХБ разработал и создал экосистему специально для фермеров, которая включает шесть сервисов, что дает возможность всем российским фермерам работать на единой платформе, используя сервисы поставщиков и реализуя свою продукцию. Пользователями этой экосистемы стали более 3 млн чел. – представители малого агробизнеса, которые получили доступ не только к финансовой поддержке на всех этапах финансово-хозяйственной деятельности, но и возможность профессионального развития, включая и привлечение молодых кадров, обладающих комплексными компетенциями в сфере аграрного производства и IT-технологий [Кусмарцева, 2024].

Следует отметить, что цифровая экосистема РСХБ выстроена по большей части с использованием элементной базы и программного обеспечения отечественной разработки, что будет повышать уровень безопасности, производительность, а также способность к унификации с другими цифровыми платформами и прикладными решениями, включая российские государственные информационные ресурсы.

Согласно концепции, которая поддерживается отечественными учеными, основными направлениями цифрового развития аграрного сектора экономики должны стать следующие четыре ключевые цифровые технологии и платформенные решения.

• 1.    Системы автоматизированного управления сельскохозяйственным предприятием. Эта технология основана на автоматизированной системе управления предприятием, непосредственно связанной с традиционными технологиями, что позволяет обеспечить оперативность организации потоков информации, ее релевантность и постоянный контроль за достоверностью всех исходных и сгруппированных данных, своевременное формирование пакета информации и передача его по быстродействующим каналам информационной коммуникации конкретным специалистам для принятия оптимальных управленческих решений.

• 2.    Автоматизация и роботизация производственных процессов. Внедрение этих современных технологий в аграрный сектор позволяет значительно повысить эффективность и продуктивность, снизить затраты и улучшить качество продукции. Они необходимы, прежде всего, в тех сферах АПК, где до сих пор применяется тяжелый ручной физический труд, в частности в мясомолочном сегменте агропромышленного производства. Здесь как нельзя остро востребованы доильные роботы и автоматизированные системы управления стадом. В зарубежных странах с высоким уровнем развития аграрных цифровых технологий (Евросоюзе, США и Канаде) наблюдается стабильный рост доли предприятий, внедряющих роботизированные системы доения.

• 3.    Внедрение систем точного земледелия и геоинформационных систем. В настоящее время уже широко известны преимущества точного земледелия, такие как оптимизация использования ресурсов, повышение урожайности и снижение негативного воздействия на окружающую

• 4.    Интернет вещей (Internet of Things (далее – IoT)) – это технология, которая незаменима в сельском хозяйстве, прежде всего, в силу того, что устройства и датчики, установленные на отдаленных участках или на каждой особи сельскохозяйственных животных, позволяют вести постоянный контроль и передавать потоки информации о состоянии биообъектов по заданным параметрам без участия человека [Иванов, Овчинников,

  Куприянова, 2019]. Однако для фермеров применение этой технологии весьма ограничено, поскольку фермерские хозяйства зачастую не имеют возможности подключения к Интернету, поэтому в современной России использование технологий интернета вещей в реальном секторе агропромышленного производства характерно для крупных агроформирований, располагающих необходимыми ресурсами для успешного внедрения систем IoT (IoTAg). В агрохолдингах используются широкие возможности применения IoT в сфере мониторинга сельскохозяйственной и спецтехни-ки автотранспорта: прежде всего это контроль в режиме реального времени за расходом топлива, отклонениями от запланированного маршрута движения, за объемом собранного и перевозимого урожая, за соблюдением режима работы и использованием рабочего времени смены исполнителями трудовых процессов.

Системы автоматизированного управления позволяют учитывать и анализировать многочисленные группы внешних и внутренних факторов, влияющих на каждый бизнес-процесс производственно-хозяйственной деятельности предприятия [Иванов, Овчинников, Кочеткова, 2019]. Для повышения качества принимаемых управленческих решений ведется разработка внедрения в системы автоматизированного управления элементов искусственного интеллекта, когнитивных и предиктивных технологий способных предсказывать действия пользователя и предлагать ему наиболее оптимальные с точки зрения экономической эффективности управленческие решения [Юрченко, 2019].

В нашей стране тоже идет этот процесс, но темпы остаются довольно низкими: только около 5 % агропредприятий страны внедрили роботизированные технологии [Ториков, 2018; Лаврикова, Пьянкова, 2014]. Повышению темпов распространения и внедрения роботизации доения и управления стадом и служит цифровая экосистема, обеспечивающая интеграцию хозяйствующих субъектов с производителями доильных роботов. Применяемое для автоматизации и роботизации программное обеспечение способно решать целый комплекс проблем для животноводческого предприятия: от организации системы содержания поголовья сельскохозяйственных животных, включая беспривязную, до четкого контроля состояния здоровья каждой особи в режиме онлайн, независимо от ее местонахождения [Fountas et al., 2020].

среду. Распространение и внедрение технологии точного земледелия в России пока не стало массовым, хотя и имеет неоспоримые плюсы перед традиционными технологиями обработки и выращивания посевов. Кроме технических это связано и с информационными проблемами, отсутствием прямых контактов сельхозтоваропроизводителей с поставщиками программного обеспечения и навигационного оборудования. Расширению таких контактов будет способствовать цифровая экосистема сельского хозяйства.

Геоинформационные системы помогают фермеру, который планирует применять в своей деятельности технологию точного земледелия, сформировать необходимые для этой цели электронные карты своих земельных угодий, мониторить качество выполнения всех бизнес-процес-сов и состояние посевов, прогнозировать урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от качества почвы на данном участке и природно-климатических условий в данной местности, контролировать работу тракторов и комбайнов [Улезько, Жукова, Реймер, 2019].

Как показали расчеты, применение IoTAg в малых субъектах хозяйствования уже в настоящее время может быть эффективным в семейных фермах, стационарно расположенных в зонах покрытия связи. Как известно, в малых хозяйствах содержится основная часть поголовья скота: около 70 % КРС, в том числе более 72 % коров [Васильева, 2023]. Поэтому для российских семейных ферм крайне актуальным в настоящее время стало создание смарт-ферм, основанных на роботизации доения, которое в нашей стране развивается слабыми темпами, в сравнении с соответствующими мировыми данными (см. рисунок).

Рисунок. Динамика численности умных (смарт) ферм, использующих роботизированные системы доения Примечание. Составлено по: [RoboTrends, 2024].

Причины такой статистики уже упоминались (отсутствие собственных финансовых ресурсов и отсутствие доступа к дешевому кредиту; дороговизна импортного оборудования и отсутствие на рынке доильных роботов отечественного производства; недостаток квалифицированных кадров; сложность самой технологии и нежелание внедрять новшества; отсутствие необходимой материально-технической базы), а устранение большинства из них возможно с помощью доступной цифровой экосистемы, нацеленной на всестороннюю помощь фермеру.

«Цифровизация в молочном скотоводстве – это процесс формирования интегрированной системы управления основными производственными процессами кормления, поения, доения, на-возоудаления и первичной переработки продукции на основе интернета вещей» [Воротников, Руднев, Шмелев, 2023, с. 76]. Построенная на базе технологии IoTAg молочно-товарная смарт-ферма c замкнутым циклом предполагает наличие: 1) программных продуктов для управления фермой; 2) датчиков, имплантируемых сельскохозяйственным животным; 3) роботизированных установок для доения коров; 4) роботизированных установок для кормления животных; 5) контроллеров расхода кормов и минеральных добавок; 6) автоматизированного на-возоудаления; 7) автоматизированного контроля качества молока; 8) устройств и приборов контроля параметров микроклимата (температуры, влажности и газового состава атмосферы) в помещениях ферм; 9) устройств мониторинга сельхозтехники.

Все эти компоненты освобождают работников фермы от выполнения ряда трудоемких процессов и дают объективную информацию управленцам, исключая ошибки в принятии оперативных управленческих решений, вызванных человеческим фактором [Adhiatma et al., 2022].

Перечисленные компоненты объединены цифровой сетью, которая в режиме онлайн генерирует поток данных и передает в единый вычислительный центр для их обработки, где информация анализируется по всем параметрам. Это дает производителю возможность удаленного управления своей хозяйственной деятельностью и оперативного получения отчетов о состоянии животных, микроклимата в помещении ферм и др. Кроме того, необходимо приобретение приточно-вытяжных устройств и системы обогрева, оснащенных преобразователями температуры, загазованности, относительной влажности.

Существует еще один серьезный барьер для распространения и внедрения интернета вещей в сферу аграрного производства – чрезвычайно высокий квалификационный порог входа в технологию. Для преодоления этого барьера крайне необходима цифровая грамотность исполнителя и руководителя. Решить эту задачу под силу только молодому поколению, готовому осваивать новые технологии и практически осуществлять виды деятельности, способствующие снижению трудоемкости выполнения бизнес-процессов в агросфере.

На основе метода экономического моделирования авторами была разработана модель молочной фермы с численностью дойного стада в 100 голов крупного рогатого скота для крестьянского (фермерского) хозяйства Волгоградской области, где запланировано применение отдельных компонентов сети IoT (первый этап цифровизации бизнес-процессов). В результате проведенных исследований были выявлены оптимальные параметры основных видов деятельности фермы по производству молока, произведен отбор элементов цифровой экосистемы, необходимых для использования при переходе на технологию IoT в конкретном КФХ.

Оценка экономической эффективности внедрения отдельных элементов технологии интернета вещей при производстве цельного молока осуществлялась с помощью методов инвестиционного анализа путем расчета динамических показателей оценки эффективности инвестиций, которые предположительно осуществлялись за счет собственных средств (см. табл. 1).

Суммарная инвестиционная стоимость внедрения отдельных компонентов сети IoT в рублевом эквиваленте 2021 г. составила 4 074 539 рублей. Для расчетов авторы применили отечественное программное обеспечение «1С: Предприятие 8. Селекция в животноводстве. КРС». Это прикладное решение имеет ряд преимуществ по сравнению с зарубежными аналогами, прежде всего, следует отметить, что оно разработано с учетом требований российского законодательства о племенном животноводстве и предназначено для построения бизнес-экосистемы автоматизации управления стадом.

Расчеты подтвердили положительный экономический эффект от внедрения отдельных элементов IoTAg, что выразилось в общем снижении издержек, снижении трудоемкости выполнения бизнес-процессов и в повышении продуктивности животных и улучшении качества молока (см. табл. 2).

Срок окупаемости проекта ( DPP ) по технологическому переоборудованию и внедрению первого этапа технологии «интернет вещей», рассчитан по формуле:

DPP = min, _n (^ n = 1 CFi / (1 + r ) ' - CI ) >  0 , где CF_i – денежный поток в i -й период времени; CI – первоначальная стоимость инвестиций.

В нашем проекте запланирован ежегодный 10%-й рост продуктивности дойного стада, что подтверждено предварительными аналитическими расчетами, срок окупаемости составил 5 лет, а чистый дисконтированный доход за весь период реализации проекта должен составить 1 852 160 рублей.

Разработка инвестиционного проекта авторами продолжается в настоящее время, идет замена импортного оборудования на аналогичное отечественное с учетом его функциональной совместимости, расширяется набор необходимых компонентов для полной базовой комплектации технологии IoT для малой молочной фермы (вто- рой этап цифровизации бизнес-процессов). Конечно, полное переоснащение животноводческого комплекса современными технологическими установками доступно только для крупных и средних хозяйств. Поэтому реализация полномасштабного проекта цифровой смарт-фермы на базе крестьянского (фермерского) хозяйства потребует значительно больших затрат на мероприятия по переходу на автоматический режим управления всеми бизнес-процессами на ферме, которые не учитывались в настоящем проекте.

Кроме того, стимулом для более активного внедрения фермерскими хозяйствами цифровых технологий станет государственная поддержка, предполагающая погашение в размере двух третьих от суммы капитальных затрат на приобретение роботизированного оборудования, выдачу кредитов на льготных условиях, дополнительные налоговые преференции, оплату части затрат на повышение квалификации и приобретение новых специальностей работниками, что в значительной мере будет способствовать повышению привлекательности аграрной сферы экономики для новых поколений.

Таблица 1

Использование цифровых технологий в организациях (базисный 2021 г.)

Наименование	Цена, руб./шт.	Стоимость на 100 гол., руб.
Термометры электронные	154	15 400
Болюс базовый	9 312,85	931 285
Болюс pH	10 782,2	1 078 220
Базовая станция	68 621	137 242
Ретранслятор / репитер	24 017,35	48 034,70
Климатическая установка	16 665,1	16 665,10
Аппликатор	7 842,4	784 240
Датчик двигательной активности коров «Ovi-bovi»	7 352,25	735 225
Приемный узел «Ovi-bovi»	73 522,5	73 522,5
Антенна внешняя	14 704,5	14 704,5
1С: Предприятие 8. Селекция в животноводстве. КРС	140 000	140 000
Компьютерное оборудование	100 000	100 000
Итого		4 074 539

Примечание. Составлено авторами.

Таблица 2

Показатели проектирования цифровой молочной фермы, руб. (2021 г.)

Показатели	Технологии		Эффективность на 100 гол., руб.	Прирост, %
	Обычная	Цифровая
Цена закупки, руб./кг	37,00	37,00	–	–
Годовой надой гол./кг	6812	~ 7500	2 545 600	110
Экономия трудозатрат, чел./ч	–	~ 25	425 000	–
Затраты на эксплуатацию гол./руб.	40 378	~ 50 000	– 99 622	125
Ветеринарные услуги, гол./руб.	28 116	~ 25000	311 600	89
Экономический эффект	–	–	3 182 578	~ 17,5
NPV при r = 20 %	~ 1 852 160

Примечание. Составлено авторами.

Выводы

Таким образом, для повышения темпов цифровой трансформации в АПК в целом назрела необходимость синхронного внедрения технологий цифровизации не только в секторе крупного агробизнеса, но и малого предпринимательства, что позволит, в частности в молочном скотоводстве, на основе технологии IoTAg поднять продуктивность животных, а главное – производительность и привлекательность труда. Оперативному решению этих задач будет способствовать дальнейшее развитие экосистемы цифровой экономики агробизнеса.

Малые формы хозяйствования, располагающие низким материально-техническим и финансовым потенциалом, где большинство трудоемких процессов выполняется вручную, не могут перейти на технологии четвертого технологического уклада, поскольку цифровая трансформация в крупном агробизнесе и сельской местности пока не синхронизирована, а базовые элементы цифрового сельского хозяйства и сельской местности не сформированы. Россельхозбанк одним из первых разработал и создал экосистему специально для фермеров, предлагая доступ к финансовой поддержке на всех этапах финансовохозяйственной деятельности, и возможность профессионального развития, включая и привлечение молодых кадров, обладающих комплексными компетенциями в сфере аграрного производства и IT-технологий.

Для успешного выхода на новый уровень цифровизации малых животноводческих ферм, отличающихся высокой трудоемкостью большинства бизнес-процессов, предлагается использовать технологию интернет вещей в качестве одного из эффективных инструментов. Как показали расчеты, результатом первого этапа внедрения отдельных элементов этой технологии при производстве цельного молока в КФХ стал доход порядка 2 млн руб., которые фермер инвестирует во второй этап полного переоснащения фермы современными технологическими установками при получении государственной поддержки, состоящей в погашении двух третьих от суммы капитальных затрат на приобретение роботизированного оборудования, выдаче кредитов на льготных условиях, дополнительных налоговых преференциях, оплате части затрат на повышение квалификации и приобретение новых специальностей работниками агробизнеса.

Используемый системный подход и авторская методика оценки эффективности внедрения цифровых технологий в молочном скотоводстве сектора малого агробизнеса позволят в дальнейшем продолжить деятельность по анализу темпов цифровизации крестьянских (фермерских) хозяйств в регионе, транслировать полученный опыт и масштабировать результаты.