Глава 1. Анализ текущего состояния развития Цифровизации

Опыт зарубежных стран, таких как США, Канада, ЕС, Великобритания, Австралия, Китай доказывает экономическую, производственную и экологическую эффективность использования цифровых технологий в сельском хозяйстве.
Эффект от внедрения технологий цифровизации в финансовом плане отражается в первую очередь в значительном сокращении издержек благодаря повышению эффективности всех бизнес-процессов. За счет современных цифровых технологий можно повысить производительность труда, а также рентабельность и конкурентоспособность сельскохозяйственных предприятий.
В своей деятельности Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (далее – ФАО) руководствуется четырьмя направлениями улучшений: улучшение производства, улучшение качества питания, улучшение состояния окружающей среды и улучшение качества жизни.
Во всех своих программных мероприятиях ФАО применяет три общих «катализатора»: технологии, инновации и данные. Эти катализаторы неразрывно связаны с цифровизацией. Эффективность этих трех катализаторов обеспечивается управлением, человеческим капиталом и институтами. Повышение осведомленности о возможностях цифровой трансформации сельского хозяйства с помощью конкретных примеров и решений является частью программы работы ФАО в регионе. В рамках инициативы «Цифровые деревни» ФАО стремится создать связи между селом и городом и интегрировать сельские районы в цифровую экономику для более эффективного решения взаимосвязанных проблем отсутствия продовольственной безопасности и обеспечения безопасности пищевых продуктов. Содействие освоению передового опыта сельскими общинами и преобразование оказываемых на селе услуг на основе цифровых инноваций являются важнейшими составными частями цифровой трансформации деревень и сельских районов.
Международным союзом электросвязи совместно с ФАО проведен конкурс передового опыта применения цифровых технологий в сельском хозяйстве Европы и стран Центральной Азии. По результатам конкурса подготовлен в 2023 году отчет, который включает весьма важную оценку текущей ситуации и рекомендации для дальнейшего развития.
Согласно этого отчета [7] на протяжении последних три-пять лет создавалось и создается все больше цифровых инструментов, продуктов и услуг для фермеров и, в более широком смысле, для всего сельскохозяйственного сектора. Разнообразие тематических категорий конкурса показывает, что сфера применения цифровых инструментов расширяется – от исследований до производства и утилизации пищевых отходов. Усиление роли ИКТ и инноваций в сельскохозяйственном секторе выражается также в увеличении числа предприятий и компаний- стартапов, выходящих на рынок, а также в запуске программ цифровизации правительствами, НПО и органами госуправления. Академический сектор (в основном в Европе) получает выгоду от комплексных исследовательских и инновационных программ по цифровизации сельского хозяйства. Немало инструментов и услуг на базе ИКТ было выпущено на рынок в последние два года, многие находятся на стадии апробации и их выпуск планируется в ближайшем будущем, что также говорит о том, что цифровизация будет и дальше проникать во все сферы сельского хозяйства.
Эксперты также выявили прогнозы возможного повышения урожайности культур при использовании правильных технологических решений.
Эксперт по цифровым технологиям Марко Брини в [10] отмечает четыре основные категории производителей:
· крупные фермы (> 1000 га),
· фермы среднего размера,
· мелкие фермеры (< 2 га),
· закрытое интенсивное производство
Дана следующая оценка внедрения цифровых технологии у этих производителей.
Крупные фермы
Внедрение: крупные фермы как правило, первыми внедряют AgTech и цифровое сельское хозяйство, поскольку у них есть финансовые ресурсы и инфраструктура для инвестиций в новые технологии
Причины: потребность в эффективности и оптимизации побуждает крупные фермы внедрять цифровые решения, которые помогают управлять ресурсами, контролировать состояние урожая, автоматизировать процессы и максимизировать урожайность. Кроме того, эффект масштаба делает инвестиции в технологии более рентабельными.

Фермы среднего размера
Внедрение: Фермы среднего размера имеют умеренный уровень внедрения AgTech и цифрового сельского хозяйства в зависимости от их финансовых возможностей и требований рынка.
Причины: эти фермы могут извлечь выгоду из внедрения цифровых технологий для повышения производительности, снижения затрат и поддержания конкурентоспособности на рынке. Однако их меньший масштаб по сравнению с крупными фермами может ограничивать их возможности вкладывать средства в дорогостоящие технологии. Ориентация на специальные культуры или региональные рынки также может повлиять на их выбор технологии.


Мелкие фермеры
Внедрение: Мелкие фермеры, как правило, реже внедряют AgTech и цифровое сельское хозяйство, в первую очередь из-за финансовых ограничений и ограниченного доступа к технологиям.
Причины: Мелким фермерам часто не хватает ресурсов и инфраструктуры, необходимых для инвестирования и внедрения цифровых решений. Кроме того, их внимание к местной продовольственной безопасности и традиционным методам ведения сельского хозяйства может сделать их менее склонными к внедрению новых технологий. Однако мобильные технологии и недорогие решения могут помочь сократить разрыв и улучшить доступ мелких фермеров к агротехнологиям.

Интенсивное производство в помещении
Внедрение: Системы интенсивного производства в помещении, такие как теплицы, гидропоника и вертикальное земледелие, имеют высокий уровень внедрения AgTech и цифрового сельского хозяйства. Причины: Эти системы в значительной степени зависят от контролируемых сред, для которых требуются передовые технологии мониторинга, автоматизации и управления ресурсами. Потребность в точном земледелии, энергоэффективности и сокращении отходов стимулирует внедрение цифровых решений в системах домашнего земледелия. Кроме того, типично городское расположение закрытых ферм делает доступ к технологиям и ресурсам более реальным.
По оценкам, 608 миллионов мелких фермеров по всему миру, работающих на менее чем двух гектарах земли, производят 28-31% всей продукции растениеводства и 30-34% продуктов питания на 24% валовой сельскохозяйственной площади.
Эти фермеры часто не имеют доступа к передовым технологиям, ресурсам и инфраструктуре, что может ограничить их производительность и общий вклад в глобальное снабжение продовольствием. Тем не менее, мелкие фермеры играют решающую роль в продовольственной системе, поддерживая местную продовольственную безопасность, сохраняя биоразнообразие и сохраняя традиционные сельскохозяйственные знания.
ФАО в [11] определяет основные проблемы до цифровизации – это проблемы механизации.
Механизация с использованием моторизованной техники является важной формой автоматизации сельскохозяйственного производства и одним из важнейших элементов преобразований сельского хозяйства во всем мире, но ее внедрение идет неравномерно. Особенно отстают в этом отношении страны Африки к югу от Сахары. Однако данная ситуация характерна и для Казахстана.
Для того чтобы улучшить доступ к возможностям устойчивой механизации для мелких сельхозпроизводителей, необходимы технологические и институциональные инновации, например рынки услуг по механизации, развитию которых способствуют цифровые платформы.
Расширение использования цифровых технологий и их разнообразие позволяют проводить преобразования сельского хозяйства даже в странах с низким и средним уровнями дохода – в частности потому, что эти технологии становятся более доступными.
Мелким сельхозпроизводителям необходим доступ к недорогим технологиям цифровой автоматизации, который позволит им внедрять эти технологии с выгодой для себя.
Составлен перечень цифровых приложений, используемых в мире в АПК секторе.

Наиболее часто используемые продвинутыми странами новые технологии связаны с искусственным интеллектом (ИИ), большими данными, базами данных, ИВ, сельскохозяйственными роботами и финансовыми технологиями. Если говорить в общем, то ИИ представляет собой приложение компьютерной науки к наборам данных с целью нахождения решения проблем. Эту технологию, например, можно использовать в сельском хозяйстве для того, чтобы отличать сорняки от полезных культур и для опознания животных, поведение которых отличается от нормы. Технология также может обеспечивать автономную навигацию роботов. ИИ основан на обработке данных, в некоторых случаях – больших данных, то есть, таких наборов данных, которые слишком объемны для того, чтобы их можно было регистрировать, обрабатывать, управлять и перерабатывать с применением обычных программных средств в разумно приемлемое время.
Это также говорит о том, что сбор данных (с помощью различных датчиков) и использование имеющихся в наличии наборов данных (включая находящиеся в открытом доступе данные госсектора и изображения, получаемые со спутников) являются ключевыми факторами цифровизации сельского хозяйства.
С этой тенденцией тесно связан и ИВ (взаимосвязанные физические и виртуальные объекты, опирающиеся на существующие и развивающиеся совместимые информационные и коммуникационные технологии со включенными в них датчиками), который бурно развивается и распространяется наряду с беспроводной радиосвязью на дальние расстояния, что позволяет поддерживать связь между различными устройствами и системами и обеспечивать передачу данных.
Что касается ситуации в Казахстане, то аграрный сектор Казахстана вступил в активную фазу внедрения цифровых технологий в производство и управление, однако наблюдается отставание отечественного АПК от развитых зарубежных стран. На темпы цифровизации сельскохозяйственных предприятий влияет размер их производства. Более крупные фермерские хозяйства имеют более высокую степень развития цифровизации по сравнению с более мелкими предприятиями. Это объясняется не только различными финансовыми возможностями, что является основным влияющим фактором, но и рядом объективных причин, связанных с отсутствием необходимости использования цифровых технологий при низком уровне производства. При этом при постоянном совершенствовании цифровых технологий, используемых в сельском хозяйстве, повышается их доступность, упрощается механизм пользователя, снижается их стоимость, а значит, количество сельскохозяйственных предприятий, использующих «цифру», гарантированно увеличивается.
До сих пор сельское хозяйство не только в Казахстане, но и во всем мире не является наиболее привлекательной отраслью экономики, прежде всего изза высоких рисков, связанных с трудностями прогнозирования, длительными производственными циклами, низкой добавленной стоимостью продукции. Однако с развитием технологий и появлением новых цифровых возможностей и анализа данных аграрного сектора уровень выявления закономерностей для более точного, а значит – эффективного прогнозирования, что позволит повысить урожайность и рентабельность сельского хозяйства в регионе, возрастает. производительность, снижение материальных затрат, а также более эффективное распределение средств и сохранение окружающей среды.
Как показывают результаты исследований, применение аналитики больших данных в технологиях умного земледелия открывает большие перспективы в управлении инновационной информацией. Точное земледелие требует тщательного и быстрого анализа данных, следовательно, технологии обработки BigData и искусственный интеллект неизбежно будут способствовать развитию сельского хозяйства (Дефурни и др., 2019).
Степень необходимости использования новых цифровых технологий значительно возросла, и многим фермерам в регионах необходимо внедрять информационные и коммуникационные технологии, чтобы оставаться конкурентоспособными. Сегодня фермеры сталкиваются с новыми образовательными проблемами. Фермеру уже недостаточно быть хорошим агрономом или механизатором. Точное земледелие требует новых технологических знаний и навыков, а также постоянного профессионального развития.
Изучены видеоматериалы ФАО в которых записаны интервью руководителей девяти крупных агроформирований. Перечень ссылок записей видеоинтервью проведённых ФАО приведены ниже:
1. https://youtu.be/kFNjm3HctMc Лущак
2. https://youtu.be/ZFuy9m0ZCb8 RFID
3. https://youtu.be/ZOQq6H87bpI Далил молодой фермер
4. https://youtu.be/PgCPfpyPXZY ВКО
5. https://youtu.be/JnJhWJpgre8 Олжа Агро
6. https://youtu.be/ygv11ok_0ec Садоводство. Талгар
7. https://youtu.be/yd-1QFv46Hk Теплица. Овощи
8. https://youtu.be/88PsT69bn4s Зелень. Aquaponics / Живая рыба
9. https://youtu.be/VPBovuhCdsc Молочно-товарная ферма
В ходе интервью уточнены вопросы цифровизации АПК и выявлены следующие цифровые технологии: Растениеводство
• FMS – Farm Management System
• Планирование работ
• Космический мониторинг
• Прогноз урожайности
• Передвижение урожая
• Метеостанции и датчики влажности почвы – уровень орошения
• Умная с.х. техника, Параллельное вождение
• GPS мониторинг техники
• RFID – идентификация техники
• Датчики топлива
Садоводство, Плодоводство
• Полив объем, уровень влажности, капельная система
• Погода • Фотосинтез – измерение ФАР
• Система управления – Агроном
• Технология выращивания интенсивных садов
• Солнце/Градо защита
Теплицы
• Климат контроль
• Полив
• Туман - снижение температуры
• Свет, Освещение
• Концентрация элементов
• Удобрение, Химикаты
Aquaponics
• Aquaponics Теплица 4 поколение
• Рыба отходы – растение
• Уровень кислотности
• Контроль всех параметров
Молочно-товарная ферма
• Программа управления стадом
• Доильный процесс - робот
• Подача корма - индивидуальная
• Подача воды
• Навоз удаление
• Чесалки при прикосновении
• Ошейник датчики
• Ноги – датчики движения
• Отчеты о состоянии, кормлении и т.д. по каждому животному
• Принятие решения об осеменении, охот, период лактации
Также в рамках интервью выявлены следующие проблемы
− Расходы большие
− Риски потерь большие
− Окупаемость долгосрочная
− Большой порог объемов окупаемости
− Отсутствие/Слабость интернета
Опыт использования технологий цифрового земледелия казахстанскими фермерами демонстрирует положительную динамику роста сельскохозяйственного производства. Это позволило агропредприятиям оптимизировать технологический процесс, улучшить организацию и условия труда работников, повысить производительность труда на 20%, снизить себестоимость инвентаря на 10-15%, улучшить использование агрохимии, семян, датчики и погодные факторы. В совокупности это позволит сократить потери в сельском хозяйстве как минимум на 25%, а также позволит вести учет и анализ расходов в режиме онлайн.
В тоже время является известным, что агропромышленный комплекс ежегодно теряет $1,5-4 млрд из-за низкой производительности. В настоящее время около 30% сельскохозяйственных земель уже деградировано. Более 10 миллионов гектаров пахотных земель заброшены, что приводит к финансовым и экологическим потерям.
В ближайшие два-три года активное внедрение процессов цифрового земледелия позволит увеличить производство продуктов питания в среднем на 5-7%. Это приводит к наполнению местного рынка, а также уменьшению импорта иностранных продуктов питания. Кроме того, Казахстан планирует увеличить экспорт переработанной сельхозпродукции до $2,4 млрд в 2021 году.
В условиях глобальной тенденции цифровизации всех сфер жизни и экономики внедрение и широкое распространение цифровых технологий становится ключевым конкурентным фактором.
В агропромышленном комплексе стала проявляться критическая важность наличия квалифицированных агротехнических кадров. Здесь средний возраст персонала более 50-55 лет. Кроме того, имеются серьезные недостатки в уровне заработной платы.
[6] Разработан математический сценарий динамики показателя компьютерной грамотности работников АПК Казахстана, составленный на основе включенных в многомерную модель расчетных показателей инвестиционного дохода отраслевых показателей в основной капитал предприятий. Данный сценарий можно было бы применить для постоянного отслеживания уровня компьютерной грамотности работников АПК.
[7] На основе проведенных научно-практических исследований и статистического моделирования выявлены следующие проблемы в развитии агропромышленного комплекса. Наблюдается сезонный дефицит ГСМ и спекулятивное изменение цен, что приводит к дестабилизации сева и уборки сельскохозяйственных культур, внеплановые ремонты, частые аварии на нефтеперерабатывающих заводах и трубопроводах негативно влияют на объемы поставок горюче-смазочных материалов.
Кроме того, наблюдается острая нехватка инвестиций в агропромышленный комплекс. Особенно это отражается на недостатке инвестиций в цифровизацию сельскохозяйственной техники и новые сельскохозяйственные технологии.
На пути создания развитой экосистемы цифрового сельского хозяйства все еще существуют существенные препятствия. Несмотря на то, что показатели общего покрытия сетями связи в регионах в последние годы улучшались, в сельских районах проблемы со связью по-прежнему остаются. Если мы хотим двигаться вперед, надо предпринимать дополнительные усилия по повышению доступности – физической и по цене – цифровых технологий в сельскохозяйственном секторе. Из-за возрастающей сложности цифровых технологий фермерам, находящимся на некоторых территориях и в некоторых определенных условиях, еще предстоит найти свои пути доступа к актуальной и постоянно обновляемой информации одновременно с выработкой цифровых навыков, что является критически важным для управления инструментами ИКТ и пользования соответствующими услугами.
Цифровое сельское хозяйство представляет из себя динамичную межсекторальную область, требующую к себе целостного подхода для создания инновационной экосистемы для этого сектора.
Это можно сделать через национальные и региональные стратегии развития цифрового сельского хозяйства, которые бы в максимальной степени использовали потенциал ИКТ.
В сфере АПК определенная работа по цифровизации сделана.
За период с 2018 – 2020 годы выполнены работы по сельскохозяйственному картографированию на площади 34 млн га.
Созданная автоматизированная информационная система Государственного земельного кадастра содержит 6,5 млн сведений по земельным участкам в атрибутивной части и 5 млн сведений в графической части.
В 2018 – 2020 годах была проведена масштабная работа по цифровизации земель сельскохозяйственного назначения.
Разработана и внедрена технология космического мониторинга, позволяющая контролировать ход посевных и уборочных работ.
В целом, переход на цифровые технологии должен быть постепенным: до внедрения технологий цифровизации предприятиям сельского хозяйства следует пройти несколько подготовительных этапов:
− Реинжиниринг бизнес-процессов, разработка методологии системы управления производством (планирование, учет, контроль, анализ);
− Усиление агрономической службы, проведение агрохимобследования земель, сбор информации по каждому полю (карта засоренности, состав почвы, история полей и т.д.);
− Автоматизация производства (установление датчиков, контроллеров и прочего оборудования) и обеспечение Интернет-покрытия в зонах установки оборудования;
− После автоматизации производства можно перейти непосредственно к сбору и анализу данных.
− Этап внедрения программного обеспечения или непосредственно цифровизация сельского хозяйства предполагает внедрение программ для автоматического сбора данных. Все полученные данные аккумулируются и анализируются, формируются единые справочники.
− Финальным этапом станет переход к точному земледелию, приобретение техники с возможностью дифференцированного внесения химпрепаратов.

Выявленные основные проблемы в развитии агропромышленного комплекса Казахстана
Цифровизация
Основными проблемами отрасли цифровизация являются:
• Использование устаревшего оборудования и технологий мелкими и средними сельхозпроизводителями;
• Отсутствие необходимых ресурсов для внедрения современного оборудования и технологий в деятельность малых организаций, на долю которых приходится основной объем производства;
• Отсутствует доступ малых организаций к специализированным информационным ресурсам, где можно получить необходимую информацию для оптимизации деятельности;
• Существующие меры государственной поддержки сельхозтоваропроизводителей не имеют целевой направленности на внедрение передовых технологий в деятельность малых и средних предприятий отрасли;
• Необходимость применения единой программной платформы и протокола обмена между различными программными агентами и структурными единицами;
• Недостаточность кадрового обеспечения мероприятий по цифровизации на государственном и местном уровнях и отдельных агропредприятий;
• Доступность значимого подключения к сетям связи;
• Приспособление цифрового оборудования к работе в суровых условиях;
• Вопросы энергоснабжения оборудования;
• Разработка интерфейсов, удобных для использования фермерами;
• Обращение с неполными данными и данными, представленными в различных форматах;
• Ограниченное количество программ финансирования компаний-стартапов, ориентированных на сельское хозяйство;
• Недостаточная поддержка инновационных экосистем в сельском хозяйстве;
• Недостаточное количество законодательных актов и нормативов;
• Качество имеющихся источников общедоступных данных;
• Высокий порог вхождения из-за негармонизированных политических решений и стандартов;
• Права собственности на данные, неприкосновенность сферы частной жизни и монетизация данных;
• Высокая потребность в обучении;
• Технологическая инфраструктура и проникновение цифровых методов;
• Политика и нормативная база – вопросы, которые влияют на политику, регулирование и функционирование экосистемы агроинноваций.

Для объективного анализа развития и определения дальнейшей стратегии развития цифровизации в АПК Казахстана необходимо четкое определение ее сильных и слабых сторон, а также существующих возможностей и угроз.
Имеются внутренние сильные стороны, это в первую очередь сильная отрасль информационных технологий.
Также имеется отрасль электронной промышленности представители которых принимают активное участие в данном исследований.
Если бы эти сильные стороны мы могли бы привлечь для развития цифровизации АПК, то успеха можно было бы однозначно добиться.
Второе - это большое финансирование науки и информационных технологий. Государством выделяется достаточно серьёзные финансы. Только на науку в области сельского хозяйства по программно-целевому финансированию на следующие 3 года выделено 27 млрд тенге.
Ну и третье - это уровень площадей сельхоз угодий, которая составляет более 100 млн гектаров, включая пастбища и пашни. Это очень серьёзный объём и рынок для развития цифровизации АПК. Наличие сильных сторон повлияли бы на внешние возможности. В первую очередь это международные институты, институты поддержки, институты развития. Мы могли бы применить или использовать поддержку институтов.
Также есть хорошая возможность выхода на международный рынок. В конечном итоге мы могли бы оказывать существенное влияние на продовольственную безопасность не только Казахстана но и на определенной части мира.
Внутренние слабые стороны - государственная поддержка на минимальном уровне. Отсутствие системной государственной поддержки цифровизации АПК.
Следующая проблема - это неравенство сельского населения. Могут быть подготовлены кадры, будут развиваться цифровизация. Но эти кадры не будут удерживаться на селе, потому что условия работы, условия жизни в селе отличаются и отстают от города.
Третья слабая сторона - это заинтересованность самих пользователей. Конечный пользователь - это фермер. В первую очередь необходимо возбудить интересы фермеров и самое главное понятным доступным языком довести эффективность этих технологий для простого фермера.
Имеются очень серьёзные внешние угрозы - это полная завоевание нашего рынка зарубежным технологиями, полная зависимость от этих зарубежных технологий, высокая конкуренция на уровне международных корпораций.
Когда мы взрастим собственные кадры высокой квалификации то исходя из условий в Казахстане и в международных компаниях, будет происходить отток кадров из Казахстана.