Руки прочь от коровы!

Цифровые технологии на животноводческих предприятиях всё активнее заменяют рутинный труд человека. Времена ручного доения ушли в прошлое. И хотя на данный момент о полной роботизации предприятий по производству молока и мяса говорить рано, цифровизация всё же завоевывает свои места во многих коровниках страны.

Говоря о том, что под собой подразумевает роботизация на ферме, Симеон Кривуля, менеджер категории продуктов «Роботизированные системы доения и системы доения коз/овец» компании ДеЛаваль, считает, что это, в первую очередь, отсутствие человеческого фактора в процессе управления фермой. Поэтому специалист предлагает не разделять понятия «автоматизации» и «роботизации».

— Для начала необходимо понять, какие процессы на ферме могут быть полностью роботизированы или автоматизированы, – ​говорит Симеон Кривуля. – ​По мнению компании ДеЛаваль, на данный момент наиболее роботизированный процесс на ферме – ​это доение коров, в первую очередь потому, что данная рутина наиболее сложна и в доении больше точек, где человек соприкасается с коровой и негативно может повлиять на ее здоровье и качество молока – ​основной продукции выпускаемой с фермы.

– Родоначальницей роботизации молочных ферм, представив первый доильный робот Lely Astronaut в 1992 году, стала компания Lely (Нидерланды), – ​рассказывает директор российского представительства Йерун Кейзер. – ​На данный момент нам принадлежит 70% мирового рынка роботов для ферм с КРС, что является результатом нашего многолетнего ориентира исключительно на роботизацию всех производственных процессов на ферме.

Пятое поколение робота для автоматического доения вышло на рынок в июне 2018 года, и в том же году стартовали продажи в России. Сейчас установлено уже более 100 единиц нового робота. Большее всего в Башкирии, Татарстане и центральных регионах. Робот оснащен простым интерфейсом, который дает возможность легко разобраться в функциях, настройках, информации и отчетах.

– Действительно, сегодня такой наиболее трудоёмкий процесс в молочном животноводстве как доение коров, роботизирован уже почти на 95%, – ​подтверждает Александр Юрьевич Новиков, региональный управляющий по сбыту на территории СНГ компании Boumatic. – Также предлагается автоматизация таких задач, как: подготовка кормосмесей, раздачи корма, толкания – ​выравнивания кормов на кормовом столе, уборки навоза, выпойки телят, системы поддержания климата в коровнике, происходит постоянный мониторинг здо­ровья стада в реальном времени.

Доение коров роботом уже не новинка – ​компания DeLaval выпустила первый робот в 1998 году, и с этого момента внедрила более 20 000 доильных роботов на фермы по всему миру. Всего за этот период внедрено более 50 000 роботизированных установок различных производителей, а это в среднем более 12 000 ферм и более 3 мил­лионов коров.

– В случае с роботом-­дояром, к примеру, корова сама подходит к аппарату, – ​добавляет Йерун Кейзер. – ​Не нужно ее подгонять или организовывать для нее доильный зал. Робот при помощи датчиков способен быстро определить – ​пора ей доиться или нет. Робот знает, когда та или иная корова доилась в прошлый раз и каков был надой. В среднем доение происходит 3 раза в день, но после отёла кратность может достигать и 5 раз.

Приучение происходит довольно быстро и обычно занимает не больше недели. Далее животные начинают приходить на дойку самостоятельно. Фермеру остается только следить за показателями стада в специальной программе на компьютере. Всегда остается 1‑2% коров, которые по тем или иным причинам не приходят к роботу. Это становится сигналом для системы о необходимости детальной диагностикиданных животных. Возможно, у ­кого-то проблемы с копытами или другие причины.

Жизнь на роботизированных фермах также благотворнее сказывается на поведенческих качествах стада, поголовье становится более спокойным, животные перестают бояться людей и производят больше молока. Одним словом, современное оборудование позволяет создать более комфортные условия жизни, эффективно работать и снижать затраты на производство. Доение с помощью роботов увеличивает продуктивность и долголетие коров.

– В плане темпов внедрения роботизированных систем доения все идет своим чередом, при этом есть страны с уровнем роботизации процессов доения и кормления более 40‑50% (Швеция, Нидерланды, Дания), а есть отстающие – ​как Россия, США, Китай – ​изначально направленные на индустриальное ведение животноводства с поголовьем на одной ферме более 2 тысяч голов, – ​поясняет Симеон Кривуля. – Однако, стоит заметить, что во многих, изначально индустриальных странах, на данный момент идут процессы интенсивной роботизации. Так, например, США устанавливает более 500 роботов для доения в год, Германия – ​более 700. Этот значительный рост обусловлен изначальной идеей роботизации процессов на ферме:

• избавление от человеческого фактора и проблема персонала;
• достижение большей продуктивности коров (как за лактацию, так и за всю жизнь);
• снижение затрат на кормление, ветеринарное обслуживание;
• увеличение эффективности воспроизводства.

Самой большой сложностью внедрения инноваций является сама модель внедрения. Роботизация как элемент инновационности в животноводстве пришла эволюционным путем, как электро-­автомобили, роботы для сборки автомобилей или комбайны для уборки зерновых.

– Для того чтобы сделать роботизацию доения более распространенной, необходимо всем предприятиям ставить задачу более рационального использования человеческого труда, эффективности производства молока, качества молока и продуктовой безопасности. Именно такие молочные фермы эффективно используют роботы на территории всего мира. Важно понимать, что роботизация – ​это эффективно, несложно, практично в эксплуатации, и как результат, делает ферму более конкурентоспособной на рынке производства молока, – ​уверен Симеон Кривуля.

Правильное решение

– Одной из основных задач, справиться с которой призваны компьютерные системы управления процессами на ферме, является крайне острая ситуация с дефицитом квалифицированных кадров в сельском хозяйстве, а также желание фермеров облегчить и автоматизировать наиболее трудоёмкие процессы, – ​полагает Александр Юрьевич Новиков.

— На любом животноводческом предприятии, которое занимается производством молока, по нашему мнению, есть четыре основные задачи, которые должна решать программа управления стадом, – ​уверен Сергей Волков, менеджер категории продуктов «системы управления фермой» компании ДеЛаваль. – ​Рассмотрим их подробнее.

Продуктивное долголетие. Здоровое поголовье – ​главное условие эффективной работы любого животноводческого предприятия. Программа должна позволять регистрировать и анализировать данные по каждой корове и гарантировать точность, надежность и актуальность информации о состоянии каждой коровы. На основании такой информации специалисты должны принимать решения, способные обеспечить более высокие показатели здоровья, воспроизводства, и долголетия животных.

Эффективность. Система управления должна помогать специалистам сосредоточиться на ключевых задачах, решение которых выведет предприятие на новый уровень продуктивности. Программа должна фиксировать показатели продуктивности, чтобы специалисты могли использовать эти ценные данные для формирования отчетов, оповещений и планов действий и, как следствие, принимать более эффективные решения.

Рентабельность предприятия. Программа управления стадом должна позволять быстрее диагностировать проблемы со здоровьем животных и снижать затраты на лечение, сохранять надлежащие показатели долголетия, уменьшать потери продуктивности, оптимизировать подачу кормов с целью сокращения объема отходов и повышения продуктивности, точно обнаруживать животных в охоте, тем самым снижая расходы на осеменение и повышая воспроизводство, а также прогнозировать усовершенствования, способные повысить рентабельность предприятия.

Продовольственная безопасность. Среди задач программы управления стадом – ​помочь специалистам удостовериться в том, что животные дают молоко наилучшего качества, что животных, которых не следует доить, не доят, и что молоко, не соответствующее требованиям, не попадает в ёмкости для хранения готовой продукции, а далее на прилавки магазинов.

Программы управления стадом для животноводческих предприятий, которые в настоящее время внедряют и используют многие фермы с поголовьем от нескольких животных до 20 000 голов, получают данные от доильного оборудования и оборудования кормления, интегрированных датчиков, самих животных. Данные преобразуются в готовую к использованию информацию, благодаря чему специа­листы могут принимать оптимальные решения и достигать более высоких результатов.

Сергей Волков отмечает, что современные программы управления стадом включают в себя большое количество биологических моделей оценки животных, начиная от вопросов, связанных со здоровьем и воспроизводством, и заканчивая качеством молока. Разработчики предлагают широкий спектр автоматических датчиков для учета активности, упитанности, качества молока и пр. Широко применяются мобильные приложения для работы с пого­ловьем, контроля работы оборудования, удаленного доступа к данным. Одним из обязательных условий для программы управления стадом является возможность обмена данными с внешними ERP-системами. Активно ведутся разработки облачных ресурсов для централизованного сбора данных с нескольких предприятий одного холдинга, района или области в целом.

Будущее в цифре

– Возможности цифровизации сегодня позволяют обеспечить автоматизацию процессов на достаточно высоком уровне, – полагает Александр Юрьевич Новиков. – ​Но, к сожалению, стоимость высокотехнологичного оборудования и его обслуживание все еще значительно увеличивают себестоимость продукции, которая становится неконкурентоспособной. В обозримом будущем автоматизированные системы будут только совершенствоваться, особенно в сторону удешевления обслуживания.

Например, Буматик недавно создал проточный счётчик молока диаметром 19 мм, без движущихся частей, а значит, не требую­щий обслуживания. Также сравнительно недавно на рынке был представлен робот, обрабатывающий соски вымени коровы после доения на карусели менее чем за 4 секунды.

– Меняются времена года, выпадают осадки, происходят изменения в климате, экономике, появляются новые виды датчиков для анализа жизнедеятельности животных, разрабатываются новые методики, применяется новое законодательство, – ​продолжает Сергей Волков. – ​Все это нужно ­как-то учитывать, анализировать, строить прогнозы – ​ведь от этого зависит доходность бизнеса.

Инвестор, кем бы он ни был, нуждается в автоматическом масштабировании своих ресурсов в соответствии с постоянно меняю­щимися условиями, как внутренними, так и внешними. Для решения таких задач идеально подходят облачные технологии и IoT.

Облачные технологии предоставляют производителям молока инструмент, позволяющий:

• анализировать данные с разных ферм;
• предоставить доступ поставщикам кормов, семени, ветпрепаратов;
• делиться данными с научными институтами и лабораториями.

В последнее время позволяется все больше и больше новых вариантов использования, объединяющих ряд смежных технологий – ​от разработки приложений для мобильных устройств, работающих в облаке, до новых датчиков, отправляющих данные на удаленные ресурсы, так или иначе объединенные облаком в единую инф­раструктуру.

– С использованием облачных технологий можно решать разные задачи, начиная с общих, таких как обеспечение непрерывности бизнеса, и заканчивая GPS-мониторингом животных и транспорта на ферме и в поле, мониторингом влажности, освещенности и температуры в коровниках, фотограмметрией т. д. Облачные технологии позволят собрать воедино и проанализировать все бизнес-­процессы на предприя­тии для принятия своевременных и правильных решений, которые позволят повысить эффективность и добиться высоких результатов, – ​поясняет Сергей Волков.

Практика внедрения пилотных проектов показала увеличение объема производства в годовом выражении на 18%, что позволило предприятию сократить себестои­мость продукции, нарастить объемы производства молока и усовершенствовать систему управления.

– В Буматик мы разрабатываем мобильные роботизированные установки, которые будут заменять человека на основных рутинных операциях, – ​рассказывает Александр Юрьевич Новиков. – ​Сегодня в индустрии производства молока роботы могут: обрабатывать землю, сеять, вносить удоб­рения, убирать урожай, готовить корма, пас­ти, доить, убирать навоз. Подобное оборудование требует не малых материальных вложений и является значительно наукоёмким, что диктует необходимость вовлеченности в работу квалифицированных кадров, которых в российском селе, к сожалению, пока мало.

Перспективным в данный момент являет­­ся обновление на федеральном уровне сельскохозяйственного высшего и среднего образования, с созданием государственных региональных консультационных служб, которые бы использовали в своих учебных программах самый современный мировой опыт. Например, обязательное изучение технологий точного земледелия и «умного» животноводства, повышение стандартов содержания животных на фермах. Это значительно облегчит процесс дальнейшего повышения уровня отечественного сельхозпроизводства, а также воспитает новое поколение аграриев, которое будет эффективно и бережно работать на земле и производить продукцию, отвечающую требованиям самых взыскательных потребителей. У России есть огромный потенциал, чтобы обеспечивать не только потребности страны, но и многих других государств продовольствием. Поэтому необходимо активно развивать и совершенствовать все процессы в животноводстве в соответствии с требованиями современного цифрового мира.

Сложности внедрения

– Внедрение роботизированной системы доения Буматик на ферме полностью меняет распорядок дня. Больше не надо ­доить по часам, поскольку процесс происходит круглые сутки – ​корова сама заинтересована зайти в доильный бокс за вкусным кормом, количество которого индивидуально назначено, – ​отмечает Александр Юрьевич Новиков. – ​Работник фермы один раз утром проверяет робота, отправляет на дойку коров, которые не пришли по ­каким-то причинам, а остальное время занимается выполнением иных задач, которых на предприятии всегда не мало. Роботы высвобождают время, которое бесценно. Чем больше процессов на ферме автоматизировано, тем меньше людей задействовано.

При этом важно учитывать, что сокращая некоторые издержки на количество персонала, мы должны задействовать более высококвалифицированных сотрудников, чей труд должен оплачиваться выше.

Сложности внедрения интеллектуальных систем управления на производстве молока часто оборачиваются качественным прорывом на производстве, но бывают случаи, когда возникают серьезные проб­лемы, связанные, как правило, с дилетантским подходом при подготовке и внедрении систем. По статистике, 15% хозяйств не справляются с внедрением роботизированного доения по различным причинам, включая психологические. И пока человек остаётся сегодня самым важным звеном в производстве молока, цифровизировать систему необходимо постепенно, сначала подняв уровень знаний человека, а затем машин, которые он использует.

Контроль над результатом

– При цифровизации любого процесса мы получаем возможность видеть максимально полную картину происходящего и контролировать ситуацию, – ​рассказывает Рифат Садиков, кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель группы консалтинга компании ДеЛаваль. – ​Цифровизация и роботизация позволяют в первую очередь сократить трудовые ресурсы, т. е. время, затрачиваемое на выполнение тех или иных операций, а также дают возможность контроля и качественного выполнения рутинных задач. Роботизация систем позволяет сократить количество персонала до 30‑40% на ­молочно-­товарной ферме. Если говорить об издержках, которые при этом сокращаются, то можно выделить несколько пунктов:

Сокращение издержек по заработной плате. Если говорить о ферме до 1000 голов дойного стада, то обычно на такой ферме трудится от 50 до 55 человек, и при роботизации на такое же поголовье потребуется примерно на 10 человек меньше.

Контроль над ситуацией

Чем быстрее мы узнаем об изменениях или отклонениях в процессах, тем быстрее мы можем среа­гировать и не потерять прибыль. К примеру, если мы говорим о ведении учётности, то когда на ранней стадии мы видим, что животное начинает заболевать, мы его лечим, не допуская перехода в клинические формы, а значит, избегаем потери молочной производитель­ности. При четком контроле процессов производства молока мы можем сократить количество нетоварного молока. Если на ферме товарность молока составляет 95%, то введя, к примеру, систему автоматического учета и проводя правильную работу с животными, можно сократить издержки по нетоварному молоку до 2%.

Человеческий фактор

Если мы говорим о рутинах на ферме, то от них тоже многое зависит. Как правильно подготовили животное, как начали процессы доения. Необходимо качественно раздоить животное, чтобы получить молоко высокого качества. Правильность выполнения этих операций позволяет сократить число случаев заболевания маститом. При квалифицированной работе с системой управления стадом, при правильной расстановке животных, мы можем контролировать и рост продуктивности.

Через цифровизацию можно контролировать процессы воспроизводства животных, их физическое состояние. Система нам будет подсказывать, какое животное приходит в охоту, а какое нуждается в стимулировании. После оплодотворения сис­тема также определяет, стало животное стельным или нет. Это позволяет максимально видеть все процессы, происходящие на ферме, на ранних стадиях диагнос­тировать и принимать меры по улучшению показателей воспроизводства. Говоря о сокращении издержек, в данном случае можно говорить о сокращении количества спермодоз для плодотворного осеменения.

Если говорить о количестве животных, которые не оплодотворяются и в последую­щем выбывают, то процесс цифровизации помогает уменьшить количество таких животных. К примеру, за рубежом нетель стоит 2400 евро, а на внутренних рынках России – 180‑190 тысяч руб­лей. Если мы животное не используем на протяжении 2‑3 лактаций, то оно себя не окупает. Т. е. все животные, выбывающие после первой лактации, приносят значительный убыток. Есть фермы, где процент выбытия первотелок составляет от 7 до 15% – ​это очень большие показатели. Благодаря цифровизации, благодаря контролю за процессом воспроизводства мы можем процесс выбытия первотелок минимизировать и довести его до 1‑2%, что позволить более эффективно и качественно использовать ресурсы стада.

Контроль кормления

Цифровизация помогает видеть, насколько мы правильно кормим. Кормление составляет от 55 до 60% всех затрат, то любой метод хотя бы частичного сокращения затрат на кормление дает большой резонанс в общей себестоимости молока. Поэтому те же самые камеры упитанности, позволяющие контролировать животных в течение всей лактации, позволяют определить, насколько правильно подобран корм на данный момент времени. Если животные начинают набирать вес, значит есть дисбаланс, и мы можем контролем рациона использовать ресурс кормов эффективнее.

Через цифровизацию процессов, если говорить о контроле мочевины в молоке, контроле белкового обмена в рационе, мы можем видеть, как реагируют животные на рационы кормления. Если идет снижение надоев и упитанности, снижается потребление сухого вещества, то есть энергетический дисбаланс.

– Автоматизация таких процессов, как поддержание чистоты и микроклимата на ферме, также являются важной частью современной автоматизированной производственной компании. Одна из новинок на российском рынке – ​это робот-­уборщик для коровников Lely Discovery 120 Collector, своеобразный пылесос для коровников, – ​рассказывает Йерун Кейзер. – ​Он помогает фермерам поддерживать чистоту полов любого типа без использования скрепера на больших и малых фермах. В Европе они продаются уже 2‑3 года, в России же продажи стартовали только в прошлом году. Семь единиц уже работают в Башкирии и Ханты-­Мансийском автономном округе, планируются продажи в Тульскую область и другие регионы. Робот позволяет фермерам заменить скрепер на более современное оборудование. Скрепер, конечно, тоже автоматизирует работу, но этот аппарат использует воду для растворения навоза и способен очистить пол в коровнике гораздо лучше. Робот работает как большой пылесос, который засасывает навоз при помощи вакуума. Из передних форсунок распыляется вода, превращающая навоз в жидкую массу, которая затем засасывается в большой резиновый мешок объемом 340 литров внутри корпуса. После заполнения мешка содержимое выгружаете в сливную яму. Робот возвращается на то место, где закончил уборку и продолжает работу, пока не уберет нужную территорию. В пространстве робот ориентируется при помощи радара – ​он «видит» коров, людей и препятствия. Его можно запрограммировать на уборку любой территории в коровнике. Он движется не только в прямом направлении, но может заезжать в любые труднодоступные места – ​углы и переходы между рядами лежаков. Работает он от электричества, в его корпусе находится большой аккумулятор. Раз в несколько часов он подъезжает на станцию, заряжает аккумулятор, наполняется водой и снова готов к работе. Одной подзарядки хватает на то, чтобы очистить площадь в 500 кв. метров, то есть помещение под 120 голов крупного рогатого скота.

– В этом году мы планируем внедрение в России системы управления стадом Lely Horizon, которая придет на смену нынешней платформе T4C, – ​продолжает Йерун Кейзер. – Приложение, над которым в течение двух лет работало 75 инженеров, консультантов и ветеринаров с тестовой базой на сотне ферм в семи странах мира, объединяет в умную сеть всё автоматическое оборудование на ферме, задействуя интеллектуальные алгоритмы и возможности облачных технологий. Это позволит, к примеру, распознать кетоз еще до того, как у коровы появились характерные симптомы заболевания, оценить воспроизводство по ряду косвенных показателей и многое другое. Управляющий в любой момент может получить практическую аналитику, доступную на смартфоне, планшете или стационарном ПК. Голосовой помощник даст совет, основанный на аналитических данных по первому требованию пользователя, что выводит управление фермой на качественно новый уровень. Программа предусматривает интеграцию данных от всех партнёров фермы – ​ветеринаров, консультантов по кормам, поставщиков семени и т. д., предоставляя фермеру наиболее полный обзор эффективности его инвестиций в производство.

– Как мы видим, процессы цифровизации призваны сократить себестоимость, контролируя и влияя на каждый этап и жизненный цикл животного, – ​продолжает Рифат Садиков. – Автоматизированность многих процессов также позволяет значительно сократить время сотрудников, которое необходимо на анализ и подготовку отчетности по всем этапам. Помогает делать правильные прогнозы и распределять бюджет грамотно. Зная, сколько животных отелится, мы можем прогнозировать, сколько понадобится медикаментов. Зная текущий статус животного, можно прогнозировать уровень надоя на тот или иной промежуток времени. Зная продуктивность, можно ставить планы по выбраковке, по введению новых животных в стадо и т. д. Как говорится: «Кто владеет информацией, тот управляет миром». В нашем случае – ​эффективно управляет фермой.

А что же дальше?

Если столь масштабная роботизация уже вовсю хозяйничает в коровниках, то что говорить об уровне автоматизации, требуемом на производственных линиях по переработке продукции животноводческих хозяйств.

Если раньше основной задачей производителей было исключительно наращивание объемов производства, то теперь немаловажным фактором успеха компаний является комплексная автоматизация, применение новых технологий и продвижение товара посредством упаковки.

Над важностью сохранения продукта, его вкусовых качеств и привлекательного внешнего вида трудятся на машиностроительном заводе «Профитэкс» – ​одном из крупнейших российских производителей фасовочного-­упаковочного оборудования. Завод успешно сотрудничает с крупными и малыми предприятиями пищевой отрасли в России и за рубежом.

– Улучшить свой­ства продукта, не нарушая технологию производства – ​сложный процесс, требующий огромных знаний, – ​рассказывает Анна Андреевна Параскевова, главный редактор информационного канала «Профитэкс». – ​Здесь не обойтись без высокотехнологичного оборудования и современного упаковочного материала, ведь готовый продукт подвергается транспортировке, и повреждение первичной упаковки недопустимо.

Современные тенденции ведут к повышению спроса на молочные виды продуктов, но как доставить товар покупателю свежим? И в данном случае вопрос упаковки остается самым актуальным. Пищевой рынок все больше пропагандирует потребление экологически чистых продуктов питания. Мода на фермерские товары возлагает на производителей большую ответственность, так как это резко снижает или лишает вовсе возможности добавления консервантов, а значит, и уменьшает сроки хранения продуктов.

Натуральный продукт – ​полезный продукт. Если нет возможности искусственно продлить его годность, то необходимо соз­дать такие условия фасовки, при которых риск снижения качества товара из-за попадания в него нежелательной микрофлоры будет сведен к минимуму.

В мировой практике для продления сроков хранения используют несколько типов обработки тары и упаковки в зависимости от вида товара. Такие технологичные методы позволяют производить высококачественный продукт, что делает изготовителя конкурентоспособным на «эко рынке». Каждый новый продукт или упаковка, вне зависимости от того, товар это общего потреб­ления, закрепивший себя на рынке, или временный «бум», навязанный фуд-блогерами, требуют разработки сложного оборудования, отвечающего всем требованиям производства.

Понимая потребность производителей продуктов питания в новых решениях, которые должны соответствовать потребностям продовольственного рынка, Пятигорский машиностроительный завод «Профитэкс» разработал и наладил выпуск оборудования нового поколения, позволяющего осуществлять фасовку и розлив высококачественных товаров в максимально безопасной среде.

Первые фасовочные автоматы средней производительности были оснащены бактерицидными лампами для системы «чистого розлива». А когда разнообразие пищевых товаров и конкуренция на рынке начали рас­ти, перед производителями стала задача – в первую очередь выделить свой товар и заполнить им полки магазинов. Именно тогда на заводе стали разрабатывать и выпускать фасовочные автоматы для пищевых производств средней и высокой производительности и внедрять более сложные технологии.

Инновационные решения, повышение квалификации персонала, выпуск фасовочного оборудования только из нержавеющей стали, высокая точность деталей узлов, исполненных на новейших металлообрабатывающих центрах, контроль качества: всё в угоду достижения общей цели производителей продуктов питания – ​обес­печить потребителя свежей и безопасной продукцией в красивой упаковке!