Статья на тему
«Перспективные направления инженерно-технического обеспечения АПК и других отраслей экономики»
Аннотация: в статье рассматриваются перспективные направления развития инженерно-технического обеспечения агропромышленного комплекса и других отраслей экономики России. Обосновывается актуальность темы для повышения конкурентоспособности ключевых сфер на основе модернизации производственно-технологической базы. Также определяются наиболее перспективные направления развития техники и технологий в АПК – внедрение систем точного земледелия, аграрной робототехники, решений в области генной инженерии и нанотехнологий. Наконец описываются приоритетные тренды инновационного инженерно-технического обеспечения для других отраслей экономики – цифровизация, автоматизация, использование новых материалов и аддитивных технологий. Формулируются рекомендации по стимулированию технологической модернизации экономики.
Ключевые слова: инженерно-техническое обеспечение АПК: цифровизация сельского хозяйства; точное земледелие; аграрная робототехника; инновационные технологии.
Актуальность темы инженерно-технического обеспечения АПК и других отраслей экономики обусловлена обострением конкуренции, необходимостью повышения производительности труда, внедрения инновационных технологий в условиях современных вызовов. От эффективности инженерно-технического оснащения напрямую зависит конкурентоспособность отечественных предприятий.
Однако в настоящее время отмечается недостаточный уровень внедрения передовых технологических решений, нехватка высококвалифицированных инженерных кадров, отставание от мировых тенденций. Это определяет проблему исследования - необходимость выявления перспективных направлений инженерно-технического обеспечения для комплексной модернизации ключевых сфер экономики.
Цель работы - определение наиболее перспективных направлений развития инженерно-технического обеспечения АПК и других отраслей экономики для повышения их эффективности.
Современное состояние инженерно-технического обеспечения в АПК и других отраслях экономики характеризуется рядом проблем и недостатков, сдерживающих внедрение инноваций и снижающих конкурентоспособность предприятий.
В агропромышленном комплексе остро стоит вопрос технической и технологической отсталости. Уровень оснащенности сельхозпредприятий соответствует показателям 1980-1990 годов. Парк сельхозтехники имеет высокую степень износа (60-70%), что ведет к низкой производительности и убыточности отрасли[1]. Наблюдается острый дефицит комплексной модернизации на базе цифровых, информационных, биоинженерных и нанотехнологий. Практически не используются системы точного земледелия, мониторинга сельхозугодий с применением геоинформационных систем, агроробототехники и сенсорики. Все это определяет низкую урожайность и экологическую нагрузку.
Другие базовые отрасли промышленности (металлургия, машиностроение, ТЭК, химическая промышленность) также характеризуется высоким уровнем износа основных фондов (60-70%) и технологическим отставанием от мировых лидеров[2]. Это связано с хроническим недоинвестированием в обновление основных фондов и внедрение передовых разработок. Особенно остро стоит нехватка высококвалифицированных инженерных кадров, а также отток наиболее талантливых специалистов в более привлекательные отрасли и за рубеж.
К наиболее системным проблемам текущего инженерно-технического обеспечения экономики можно также отнести:
- Слабый уровень взаимодействия предприятий реального сектора, научных организаций и бизнес-структур по внедрению инноваций;
- Нехватку системности и селективности господдержки наиболее перспективных технологических направлений, дублирование разработок;
- Трудности импортозамещения ряда технологий и оборудования, зависимость от поставок из-за рубежа;
- Недостаточное развитие нормативно-правовой базы для внедрения новых инженерных решений и цифровизации отраслей.
Для преодоления этих вызовов требуется системная стратегия комплексной модернизации ключевых сфер экономики на базе передовых производственных и цифровых технологий. Государству необходимо стимулировать спрос бизнеса на инновации через инструменты льготного кредитования, налогового маневра и регулирования. Усилия бизнеса, науки и государства должны быть объединены в рамках национальных технологических инициатив по наиболее перспективным направлениям.
Перспективные направления развития техники и технологий для АПК охватывают комплекс инновационных решений, позволяющих кардинально повысить эффективность сельскохозяйственного производства.
Инженерно-техническое обеспечение играет ключевую роль в развитии агропромышленного комплекса (АПК) и других отраслей экономики. Внедрение передовых технологий и инновационных решений позволяет повысить эффективность производства, снизить издержки и улучшить качество продукции. Рассмотрим некоторые перспективные направления инженерно-технического обеспечения АПК и других секторов экономики.
Таблица 1 - перспективные направления инженерно-технического обеспечения АПК
| Направление | Описание | Примеры применения |
| Точное земледелие | Использование данных со спутников, дронов, датчиков и других источников для оптимизации сельскохозяйственных операций, таких как посадка, полив, внесение удобрений и уборка урожая. | Дифференцированное внесение удобрений и средств защиты растений, картирование урожайности, мониторинг состояния посевов. |
| Роботизация и автоматизация | Внедрение роботов и автоматизированных систем для выполнения различных задач в сельском хозяйстве, промышленности, логистике и других отраслях. | Роботы для сбора урожая, доения коров, сортировки и упаковки продукции, беспилотные транспортные средства для перевозки грузов. |
| Интернет вещей (IoT) | Использование сети подключенных датчиков и устройств для сбора, передачи и анализа данных в реальном времени с целью оптимизации процессов и принятия обоснованных решений. | Удаленный мониторинг состояния оборудования, контроль микроклимата в теплицах и хранилищах, отслеживание местоположения и состояния транспортных средств. |
| Искусственный интеллект и большие данные | Применение алгоритмов машинного обучения и анализа больших данных для выявления закономерностей, прогнозирования и оптимизации различных процессов. | Прогнозирование урожайности и спроса на продукцию, оптимизация логистических маршрутов, выявление потенциальных неисправностей оборудования. |
| Возобновляемые источники энергии | Использование солнечной, ветровой, геотермальной и других видов возобновляемой энергии для обеспечения энергетических потребностей предприятий АПК и других отраслей. | Солнечные электростанции для питания теплиц и перерабатывающих предприятий, биогазовые установки для утилизации органических отходов. |
| Вертикальное земледелие | Выращивание сельскохозяйственных культур в многоярусных вертикальных системах с использованием технологий гидропоники, аэропоники и искусственного освещения. | Вертикальные фермы для круглогодичного производства свежих овощей и зелени в городских условиях. |
Перспективные направления инженерно-технического обеспечения АПК и других отраслей экономики способны существенно повысить производительность, устойчивость и конкурентоспособность предприятий. Внедрение точного земледелия, роботизации, интернета вещей, искусственного интеллекта, возобновляемых источников энергии и вертикального земледелия позволяет оптимизировать использование ресурсов, снизить негативное воздействие на окружающую среду и обеспечить стабильное развитие различных секторов экономики. Однако для успешной реализации этих направлений необходимы значительные инвестиции в исследования и разработки, обучение персонала и создание благоприятной нормативно-правовой среды.
Внедрение систем точного земледелия на основе GPS, ГЛОНАСС, геоинформационного мониторинга и автоматизированного управления сельхозтехникой. Это позволяет с точностью до нескольких сантиметров осуществлять посевные, уборочные работы, внесение удобрений и СЗР. Результат - оптимизация затрат, повышение урожайности на 15-30%.
Активное развитие аграрной робототехники и беспилотных технологий. Внедряются доярные роботы, автоматизированные кормораздатчики, интеллектуальные теплицы. А также - беспилотные летательные аппараты для мониторинга посевов, выявления болезней растений.
Цифровизация отрасли - внедрение "умных" датчиков, IoT, облачных и мобильных технологий, искусственного интеллекта для управления всей производственно-сбытовой цепочкой. Осуществляется переход к точному "цифровому сельскому хозяйству" на базе Big Data, нейросетей, машинного обучения для оперативной оптимизации бизнес-процессов в АПК[3].
Биоинженерные технологии, включая генную инженерию, клеточные агротехнологии, маркер-ориентированную селекцию. Создаются новые высокоурожайные и устойчивые к болезням сорта сельскохозяйственных культур. Разрабатываются биопрепараты для защиты растений, биоудобрения для повышения плодородия почв без химикатов.
Нанотехнологии и новые "умные" материалы. Применение наноудобрений, наностимуляторов и нанопокрытий повышает урожайность, снижает потери при транспортировке и хранении. Нанокапсулирование позволяет точнее доставлять действующие вещества к целевым органам растений. Умные полимерные пленки для теплиц оптимизируют газообмен, влагообмен и инсоляцию[4].
Реализация этих направлений на основе прорывных технологий таких, как 5G, Big Data, блокчейн, квантовые технологии, фотоника, композитные материалы, позволит вывести агропромышленный комплекс России на принципиально новый уровень конкурентоспособности на внутреннем и глобальном продовольственном рынке.
Инновационные решения в сфере инженерно-технического обеспечения позволяют качественно повысить эффективность предприятий в различных отраслях экономики за счет автоматизации, роботизации, внедрения искусственного интеллекта, применения новых материалов и других прорывных технологий.
В черной и цветной металлургии активно внедряются цифровые двойники производственных процессов и предиктивная аналитика на базе машинного обучения, что позволяет оптимизировать расход сырья и энергоресурсов, сократить вредные выбросы. Роботизируются опасные и трудоемкие процессы в доменном и сталеплавильном производствах. Разрабатываются новые высокопрочные конструкционные материалы, в том числе на основе графена, для аэрокосмической и других отраслей.
Машиностроительные предприятия активно внедряют гибкие производственные системы, модульные автоматизированные комплексы для быстрой переналадки выпуска различной номенклатуры. Широко используются промышленные роботы, аддитивные технологии (3D-печать), что позволяет сократить издержки и повысить качество изделий[5].
Для энергетической отрасли приоритетными являются интеллектуальные системы управления генерацией, распределением и потреблением энергии (smart grid), цифровые подстанции, микросети, накопители энергии на базе новейших аккумуляторов и суперконденсаторов. Активно развивается малая распределенная энергетика на базе возобновляемых источников.
Транспорт и логистика также интенсивно цифровизируются и роботизируются. Создаются беспилотные транспортные средства, автоматические складские комплексы, "умные" системы управления цепочками поставок на базе технологий Big Data, блокчейн и др.
Реализация этих и других перспективных направлений инженерно-технического обеспечения позволит модернизировать реальный сектор экономики, повысить его конкурентоспособность и устойчивость к внешним вызовам.
Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что инженерно-техническое обеспечение является критически важным фактором повышения эффективности и конкурентоспособности всех базовых секторов российской экономики.
Наиболее перспективными направлениями развития инженерно-технического обеспечения АПК являются внедрение высокотехнологичных решений в области точного земледелия, аграрной робототехники, беспилотных систем, генной инженерии, биоинженерии, нанотехнологий. Это позволит существенно увеличить урожайность, оптимизировать затраты предприятий, снизить вредное воздействие на экологию.
Для других базовых отраслей промышленности (металлургия, машиностроение, ТЭК, химическая промышленность и др.) важнейшими трендами являются автоматизация, роботизация, внедрение гибких производственных систем, применение новых материалов, аддитивных технологий, цифровизация на базе технологий Big Data, искусственного интеллекта, промышленного интернета вещей.
Для комплексной модернизации экономики необходима разработка перспективной национальной стратегии инженерно-технического развития с участием государства, бизнеса, научного и экспертного сообщества. Государству следует стимулировать технологический спрос компаний, создать благоприятные условия для инноваций. Бизнес должен наращивать вложения в НИОКР, взаимодействовать с вузами и научными организациями. Это позволит максимально использовать потенциал инженерных решений для ускоренного роста производительности труда, повышения глобальной конкурентоспособности российской экономики.
Список использованных источников
- Актуальные вопросы научно-технологического развития агропромышленного комплекса: материалы Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием), Махачкала, 27 апреля 2023 года. – Махачкала: ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан», 2023. – 802 с. – ISBN 978-5-00212-304-9. – EDN OGWTFI.
- Актуальные вопросы инженерно-технического и технологического обеспечения АПК: Материалы IX Национальной научно-практической конференции с международным участием, Иркутск, 23–24 сентября 2021 года. – Молодёжный: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2021. – 180 с. – EDN ICLFMB.
- Казаченкова, З. С. Организационные и инженерно-технические мероприятия по обеспечению экологической безопасности на объектах АПК / З. С. Казаченкова, К. А. Иванова, Н. В. Коник // Инновационные технологии в науке: управление качеством, метрологическое обеспечение, новые подходы и цифровизация производства в сфере АПК : Сборник научных материалов I Всероссийской (национальной) научно-практической конференции с международным участием, приуроченной к Всемирному дню метрологии, Саратов, 28 апреля 2023 года. – Саратов: Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова, 2023. – С. 703-707. – EDN PGRTGF.
- Каратаева, О. Г. Инновационные технологии и информационное обеспечение инженерно-технических систем АПК / О. Г. Каратаева, А. А. Егоров, Н. С. Митенев // Наука и Образование. – 2021. – Т. 4, № 2. – EDN ODZXQD.
- Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: МАТЕРИАЛЫ XVI Международной научно-практической конференции молодых учёных, Великие Луки, 08–09 апреля 2021 года. – Великие Луки: Великолукская государственная сельскохозяйственная академия, 2021. – 202 с. – ISBN 978-5-8047-0101-8. – EDN DNTORK.
- Хохрина, О. М. Тенденции инженерно-технического обеспечения АПК Брянской области / О. М. Хохрина, Д. Н. Кирдищева // Актуальные вопросы экономики и агробизнеса: Сборник трудов XIII Международной научно-практической конференции, Брянск, 17–18 марта 2022 года. – Брянск: Брянский государственный аграрный университет, 2022. – С. 153-159. – EDN XVNBEG.
Сноски
- Актуальные вопросы инженерно-технического и технологического обеспечения АПК: Материалы IX Национальной научно-практической конференции с международным участием, Иркутск, 23–24 сентября 2021 года. – Молодёжный: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2021. – 180 с. – EDN ICLFMB.
- Каратаева, О. Г. Инновационные технологии и информационное обеспечение инженерно-технических систем АПК / О. Г. Каратаева, А. А. Егоров, Н. С. Митенев // Наука и Образование. – 2021. – Т. 4, № 2. – EDN ODZXQD.
- Актуальные вопросы инженерно-технического и технологического обеспечения АПК: Материалы IX Национальной научно-практической конференции с международным участием, Иркутск, 23–24 сентября 2021 года. – Молодёжный: Иркутский государственный аграрный университет им. А.А. Ежевского, 2021. – 180 с. – EDN ICLFMB.
- Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: МАТЕРИАЛЫ XVI Международной научно-практической конференции молодых учёных, Великие Луки, 08–09 апреля 2021 года. – Великие Луки: Великолукская государственная сельскохозяйственная академия, 2021. – 202 с. – ISBN 978-5-8047-0101-8. – EDN DNTORK.
- Хохрина, О. М. Тенденции инженерно-технического обеспечения АПК Брянской области / О. М. Хохрина, Д. Н. Кирдищева // Актуальные вопросы экономики и агробизнеса: Сборник трудов XIII Международной научно-практической конференции, Брянск, 17–18 марта 2022 года. – Брянск: Брянский государственный аграрный университет, 2022. – С. 153-159. – EDN XVNBEG.