Журнал «Агротехника и технологии»
Прошло не так много времени с тех пор, когда корма для птицы приходилось носить вёдрами, яйца собирать и сортировать вручную, а все необходимые записи делать на бумаге. Как далеко шагнул прогресс, и каков сегодня уровень автоматизации и роботизации российского птицеводства? Об этом журналу «Агротехника и технологии» рассказали эксперты и участники рынка
Директор Томской птицефабрики, входящей в холдинг «Сибагро», Виктор Шалюпа работает в отрасли с 1997 года, и за это время, по его словам, многое изменилось. «Раньше всё было в полуавтоматическом режиме, что-то приходилось делать руками, а это, конечно, неудобно и отнимало больше времени. Автоматизация в отрасли началась с систем кормления: примерно в 2000-х годах появились автоматические линии. Затем, чуть позже — роботы по сбору яиц, яйцесортировочные машины и роботы для мясопереработки», — рассказывает он.
По словам Альбины Корягиной, партнёра компании «НЭО Центр», наиболее активное внедрение автоматизированного оборудования на птицеводческих предприятиях относится к периоду, когда в отрасли стали реализовываться первые крупные проекты, направленные на увеличение отечественного производства и достижение самообеспеченности мясом птицы.
Она напомнила, что в рамках целевой программы Минсельхоза «Развитие птицеводства в РФ на 2010-2012 гг.» и «Концепции развития отрасли птицеводства на 2013-2020 гг.» была обозначена основная цель — нарастить объёмы производства мяса птицы к 2020 году до 4,5 млн т в убойном весе.
«Программа успешно перевыполнена, — говорит Корягина. — Так, в 2020 году объём российского производства мяса птицы составил 5 млн т в убойном весе. В 2022 году, по данным Национального союза птицеводов, топ-20 крупнейших игроков выпустили 4,6 млн т мяса бройлера в живом весе».
Как подчеркнул Виктор Шалюпа, автоматизация позволяет производителям быть конкурентоспособными по затратам. «Сейчас у нас демографическая яма: на предприятия должны прийти работать люди, рождённые в 1990-х годах, а их мало. Я много общаюсь с коллегами по всей стране, и у каждого предприятия дефицит рабочей силы», — обрисовал проблему Шалюпа.
Автоматизация же, как пояснил директор, повышает производительность, снижает себестоимость продукции и делает компанию менее зависимой от перекосов на рынке труда.
Вторая цель автоматизации, на которую обратил внимание Шалюпа, — повышение качества продукции. Это напрямую влияет на безопасность продуктов питания. Например, раньше, по его словам, штучную продукцию в подложке раскладывали вручную: производили распил, укладывали на весы, не хватало 50 грамм — брали с другого куска. И этот регулярный контакт человека с мясом влиял на сроки хранения.
«Когда все процессы автоматизированы, мы можем предложить покупателю увеличенный срок годности», — отметил Виктор Шалюпа, добавив, что сейчас доля ручного труда на площадках Томской птицефабрики крайне незначительна.
Томская птицефабрика, как уточнил директор, — это четыре производственные площадки. Технологический цикл начинается с ясногорского предприятия в Кемерове, где налажено производство инкубационного яйца. Там автоматизированы практически все процессы: на корпус требуется всего один оператор. Вручную происходит только сортировка, но Виктор Шалюпа считает вполне возможным, что российские учёные в скором времени изобретут и таких роботов, которые бы могли проверять качество инкубационных яиц.
С «Ясногорской», продолжает Шалюпа, яйцо доставляется в инкубатор, который автоматизирован примерно на 90%. Человек, по его словам, участвует здесь в нескольких процессах: прежде всего, на сортировке (вдруг в процессе транспортировки появились трещины!) и закладке в шкафы. Далее в шкафах вплоть до появления цыпленка всё происходит автоматически: поддерживается температура, влажность, уровень кислорода. Автоматика включает вентилятор, вытяжку. С помощью специальных качелей яйцо постоянно переворачивается. «После вылупления проводится ручная сортировка, а также вакцинация цыплят. Это мы пока машине не доверяем», — поделился директор Томской птицефабрики.
Остальные этапы — от выращивания бройлеров до реализации — тоже имеют высокую степень автоматизации, заверил он, добавив, что самое передовое оборудование стоит в цехе первичной переработки: автоматика делает практически всё, включая потрошение. «Это, пожалуй, самое интересное и сложное — правильно выпотрошить птицу, вытащить кишкомплект, разобрать его на части… Но это всё делает машина», — отметил Шалюпа.
Ставку на роботизацию и автоматизацию делает и Группа компаний «Дамате», активно внедряя современные технологии в производство индейки: от процесса выращивания до отгрузки готовой продукции.
Например, компания запустила в Пензенской области первый в стране роботизированный склад для ультрасвежих продуктов. Как сообщила Наталья Столярова, руководитель направления «Индейка» ГК «Дамате» в Пензенской области, внедрение роботов в систему управления складом позволило оптимизировать использование площадей и улучшить управление запасами, исключить ошибки из-за влияния человеческого фактора, что в свою очередь повысило производительность склада — количество выполненных задач на заказы в час.
«Так, 10 роботов в 3-4 раза быстрее человека выполняют все действия: перемещают и отбирают товар к отгрузке, проводят инвентаризацию, уплотняют и укомплектовывают паллет на отгрузку заказчикам. Люди задействованы только на рабочей станции для контроля корректности заказов и их окончательного формирования», — подчеркнула она.
Кроме того, «Дамате» запустила полностью роботизированный склад на заводе глубокой переработки индейки. «Приёмка и комплектация заказов проходят в автоматизированном режиме. Все операции на складе выполняются роботами без участия человека. Основой складской системы является технология автоматизированного конвейера, которая позволяет минимизировать перемещения продукции на всех стадиях от приёмки до отгрузки и исключить участие человека», — объяснила Наталья Столярова.
Внедрение системы, уверяет она, позволило уменьшить количество ошибок, обусловленных человеческим фактором, ускорить процессы приёмки и размещения готовой продукции, а также полностью автоматизировать процессы комплектации и формирования паллет для отгрузки.
Решение принимает компьютер
За последние годы прогресс в области автоматизации и роботизации существенно шагнул вперед, говорит технический директор компании MetraRobotics Андрей Осиповский.
Как пояснил специалист, всё больше процессов автоматизируются, новые возможности применения находит автоматизированный контроль, появились технология машинного зрения (способность компьютеров извлекать информацию и смысл из изображений и видео), нейронные сети как алгоритм машинного обучения, а также системы автоматизации склада, логистики, обмена данными
Таким образом, пояснил он, нейронные сети решают сложные задачи, такие как резюмирование документов или распознавание лиц, с более высокой точностью, чем это может сделать человек. Они помогают компьютерам принимать разумные решения, правда, с ограниченным участием человека.
К слову, среди наиболее важных проектов ГК «Дамате» - санпропускники с искусственным интеллектом.
Как рассказала Наталья Столярова, санпропускники с использованием искусственного интеллекта установлены на заводе по убою и переработке индейки и заводе глубокой переработки в Пензенской области и являются важной частью системы управления качеством продукции. По словам специалиста, санпропускники, разработанные специально для «Дамате» и не имеющие аналогов в России, гарантируют строгое исполнение сотрудниками (более 2,5 тысячи человек) санитарно-гигиенических требований и позволяют избежать влияния человеческого фактора.
«Здесь применяется технология компьютерного зрения. Камера распознаёт лицо сотрудника, контролирует тщательность мытья рук, анализирует полученные результаты. Преодолеть турникет перед чистой зоной человек может только после сушки и дезинфекции рук и повторной идентификации по лицу. Если все действия выполнены, сотрудник получает доступ на производство», — объяснила Наталья Столярова.
В свою очередь, директор практики 1С компании BIA Technologies Наталья Усова подробно остановилась на процессе цифровизации птицеводческих предприятий, сообщив, что пик востребованности на данный момент имеет комплексная автоматизация птицеводческих предприятий с использованием системы SCADA. По её словам, внедрение АСУ ТП, которая собирает показатели температуры, влажности воздуха, уровеня воды в поилках и кормах, позволяет своевременно принимать меры специалистам предприятия на местах.
«SCADA-система — это инструментальная программа, обеспечивающая создание программного обеспечения для автоматизации контроля и управления технологическим процессом в режиме реального времени», — уточнила Наталья Усова.
Также она отметила, что значение термина SCADA претерпело изменения вместе с развитием технологий автоматизации и управления технологическими процессами. В 1980-е годы, под SCADA-системами чаще понимали программно-аппаратные комплексы сбора данных в реальном времени. А с 1990-х годов термин SCADA больше используется для обозначения только программной части человеко-машинного интерфейса АСУ ТП.
Как признаёт Наталья Усова, Россия не отличается высокими показателями цифровизации сельского хозяйства — особенно в части внедрения корпоративного ПО. «Большинство компаний до сих пор автоматизирует свою деятельность в Excel, а инновационные системы могут себе позволить только самые крупные игроки рынка», — замечает она.
Цифровизация птицеводства обусловлена особенностями российской экономики. При перманентном кризисе, по её наблюдениям, многие предприятия занимают выжидательную тактику, поскольку для них не ясны перспективы окупаемости инвестиций в цифровизацию. Напротив, другие предприятия при наличии правильной стратегии делают качественные скачки, устраняя застарелые проблемы в производственных процессах. Часто инициаторами подобных идей, продолжает Усова, выступают сами специалисты компаний, внося рациональные предложения для устранения «узких» мест бизнес-процессов, которые знают изнутри. Некоторые компании, по её словам, получают государственную поддержку при внедрении новых ИТ-технологий и модернизации.
«Но большинство предприятий меняются из-за требований потребителей: основная задача на данный момент — биобезопасность и экологичность готовой продукции. Также для птицефабрик очень остро стоят вопросы прослеживаемости продукции и ВСД ФГИС “Меркурий”», — сообщила Наталья Усова.
С точки зрения Виктора Шалюпы, дальнейшие перспективы развития для участников рынка связаны с внедрением интернет-сервисов, которые позволят им выйти на новый уровень. Так, по его словам, на Томской птицефабрике уже внедрены две интересные программы. Первая, как рассказал Шалюпа, — система TMS, которая создана для логистов. Она синхронизируется с продажами в 1С и служит для автоматического распределения доставки по районам согласно заявкам. Количество точек на один маршрут оптимизируется, кроме того, программа работает с активными картами и выстраивает маршрут так, чтобы курьер не попал в длинные пробки в час пик. «Таким образом система исключает человеческий фактор, сокращает логистическое плечо, а в итоге — и затраты в целом», — подчеркнул Шалюпа.
Вторая программа WMS — контролирует распределение готовой продукции, продолжает он. «Раньше сотрудники ходили и вручную на листочках переписывали даты. Но всё равно что-то где-то могли пропустить. А эта система позволяет организовать адресное хранение и, как следствие, своевременную реализацию. Её внедрение на 100% исключило списание просроченной продукции», — доволен директор Томской птицефабрики.
Человек или машина?
Но несмотря на все преимущества «автоматики», влияние роботизированных и автоматизированных систем на результат и эффективность производства Альбина Корягина оценивает как неоднозначное, потому что, с одной стороны, они направлены на высвобождение работников и повышение производительности труда, а с другой, их внедрение требует больших инвестиций и сопровождается длительными сроками окупаемости. «В период реализации инвестиционных проектов предприятия сталкиваются с необходимостью погашения процентов по кредитам и выплаты «тела» кредита. Возникающие финансовые затруднения посильно преодолеть лишь крупным агрохолдингам при участии государства», — уверена она.
Помимо этого, на недостаточном внедрении роботов в отрасли, по мнению Альбины Корягиной, сказывается уровень зарплат. «Низкие зарплаты и издержки труда привлекательнее высоких капексов и амортизационных затрат, которые неизбежны при роботизации. Получается, что ручной труд оказывается в итоге экономически более эффективен, и не увеличивает цену готового продукта», — поясняет эксперт.
Однако, признаёт Корягина, автоматизированные системы в производстве мяса птицы влияют на повышение качества и стандартизацию продукции, а также безопасность и условия труда.
«Основным трендом в развитии индустриального производства, как известно, является сокращение ручного труда и, в конечном счёте, высвобождение рабочей силы. Поэтому, считаю, что автоматизация и роботизация в птицеводстве — это объективный процесс», — отмечает Альбина Корягина.
При этом она находит, что уровень механизации в отрасли и используемые на сегодняшний день средства автоматизации производства мяса птицы вполне достаточны. Например, рассуждает Корягина, вряд ли возможно будет применить современные модели рук-манипуляторов при выращивании птицы. Также птице не нужны контактные роботы, которые умеют говорить, соединять по телефону, отвечать на вопросы.
На текущем этапе важно сформировать команды, включающие, с одной стороны, инженеров, программистов, производственных логистов, а с другой — специалистов птицеводческой отрасли, считает эксперт. «Роботы не способны заменить функцию обслуживания, управления, постановки задач. Поэтому функционирование роботов и автоматических линий производства предполагают обязательное участие человека», — объясняет Альбина Корягина.
К наиболее востребованным на рынке труда она относит IT-специалистов, инженеров, логистов индустриального процесса и транспортировки, подчёркивая важность сельскохозяйственной специализации. Другим значимым аспектом, по словам Корягиной, является обучение сотрудников работе с новым оборудованием и системами. «Необходимы программы подготовки специалистов в области автоматизации и цифровизации птицеводства, которые предполагали бы также обучение преподавательского состава», — говорит она.
В свою очередь, Виктор Шалюпа отмечает, что автоматизация производства предполагает серьёзное снижение количества персонала. В качестве примера он приводит комбикормовый завод Томской птицефабрики, где сейчас работают 70 человек. Если вспомнить историю аналогичного предприятия в городе Асино, то там, по его данным, на производстве того же объёма было задействовано около 200 человек.
«Но это не значит, что мы сокращаем людей. Мы каждый год расширяем производство, нам нужны новые сотрудники, а рынок труда дефицитный. Поэтому работников, которых заменила автоматика, мы просто переводим на другие участки», — рассказывает Виктор Шалюпа.
По его словам, интересно то, что предприятие не ощущает нехватку специалистов, которые могут работать с роботизированными системами — этому людей можно легко обучить. Проблемы возникают лишь с рабочим персоналом: не хватает грузчиков и даже сборщиков гофрокартона.
Впрочем, замечает директор птицефабрики «Томская», сейчас появились машинки по сбору гофроящиков, так что и этот вопрос со временем техника решит.
Несмотря на это, он уверен, что человеку всегда будет место на производстве. «Как бы ни было всё автоматизировано, всегда будет нужна птичница, чтобы своими глазами следить за здоровьем птицы. Всегда нужен будет оператор, который сможет разобраться, в чём проблема, если пришло оповещение о сбое в системе поддержания микроклимата. И так далее. Автоматика — это в каком-то смысле наши «руки», но думает за неё всё равно человек», — подчёркивает Виктор Шалюпа.
Мировые лидеры роботизации
Если говорить об уровне роботизации в целом, то, по данным Альбины Корягиной, мировым лидером в 2021 году был Китай, за которым с большим отрывом идут Япония, США, Корея и Германия.
На эти пять стран, сообщила Корягина, пришлось 78% от установки роботов в мире. При этом Китай занял долю в размере 52% (268 тыс. шт.) от общего количества установленных в мире роботов (517 тыс. шт.).
Среди лидеров по уровню роботизации и автоматизации птицеводства Андрей Осиповский называет Китай, США и Бразилию.
Вместе с тем, как отмечает Виктор Шалюпа, основным производителем продвинутых автоматических линий для птицеводства является Голландия. После введения антироссийских санкций голландцы прекратили поставки в нашу страну любых запчастей и оборудования.
Примерно 80% позиций, по данным Виктора Шалюпы, попали под санкции и запрещены к ввозу на российские предприятия. Он сообщил, что сейчас птицефабрика работает на запасах и параллельно ищет компании, которые изготавливают аналоги. Среди потенциальных партнёров есть как отечественные, так и китайские производители, которые готовы занять освободившуюся нишу.
Проблемы поиска оборудования отмечает и Андрей Осиповский.
«До 2022 года крупные игроки рынка при строительстве или модернизации заводов выбирали решения под ключ, при этом робототехника и автоматизированные линии входили в проект. Сейчас же приходится активно использовать китайское оборудование, хотя также есть возможности использовать решения российских разработчиков», — говорит он.
При этом Андрей Осиповский обращает внимание, что отечественные разработки в данной области существуют и приходят из других отраслей, ведь многие процессы похожи.
«Отечественные разработки найти можно, но не для всех процессов», — замечает Альбина Корягина.
Она также сообщила, что в связи с задержками поставок импортного оборудования увеличились сроки реализации инвестиционных проектов. Кроме того, из-за ограничений в контактах специалистов разных стран появились проблемы с обменом опыта. Помимо прочего, подорожала логистика в связи с поставками по параллельному импорту. «В итоге технологический прогресс в отрасли стал обходиться дороже в условиях укрепления рубля», — подчеркнула она.
Между тем, мировой рынок не стоит на месте — каждый год появляются новые достижения робототехники.
Так, по словам Альбины Корягиной, французская компания Octopus Robots разработала двух полностью автономных роботов. Их основные функции, в зависимости от модели, состоят в том, чтобы чистить и дезинфицировать птичники, а также поворачивать и аэрировать настилы для птиц. Эти роботы являются модульными и имеют несколько вариантов конструкции, которые можно использовать для выполнения различных задач, рассказала эксперт. Помимо своих основных функций, с помощью датчиков, камер и других систем роботы могут собирать, анализировать и хранить данные. Они постоянно измеряют параметры окружающей среды, такие как температура, влажность, уровень углекислого газа и аммиака, предупреждая фермеров об отклонениях и потенциальных проблемах в режиме реального времени.
Другой компанией, создавшей робота, который может значительно увеличить эффективность работы на птицефермах, является Metabolic Robots, продолжает Корягина. Разработка, как объяснила эксперт, представляет собой компьютер с искусственным интеллектом, который управляет, измеряет, проверяет и контролирует многие процессы. Например, компьютер улучшает эффективность кормления, по сути, поддерживая однородность стада, управляя двигателями линии подачи с помощью алгоритмов и настраивая местоположение и частоту подачи корма. Он также использует звуковые и световые эффекты, чтобы привлечь птиц к кормушкам и поилкам. По информации Корягиной, робот, контролирующий подачу корма, может снизить затраты на кормление не менее чем на 5%, при этом общая сумма сбережений будет выше, поскольку поголовье будет более здоровым благодаря дозированному доступу к корму, подаваемому, когда это необходимо. Кроме того, робот способен предупредить фермеров о любой травме или патогенных микроорганизмах, обозначить тип инфекции, патоген или травму, проинформировать, какое средство защиты лучше использовать. «На данный момент ведутся работы над объединением контроллера окружающей среды в систему для создания полностью роботизированного птичника, а также системы контроля безопасности поголовья, обеспечивающей пищевую безопасность», — поделилась она.
Наше недалекое будущее
По мнению Андрея Осиповского, современные технологии, которые преобразят российскую индустрию птицеводства в ближайшем будущем — это нейронные сети, Big Data, 5G, искусственный интеллект, мобильная и антропоморфная робототехника.
«Дальнейшему внедрению инноваций и технических достижений способствует тот факт, что различные роботы становятся коммерчески доступными, начиная от роботов, которые используют искусственный интеллект, чтобы отделять мясо от кости за две-три секунды, и заканчивая роботами-няньками, которые обнаруживают больных птиц в стаде при помощи контроля температуры и движения», — считает Альбина Корягина.
Как уверяют в Группе «Черкизово», совершенствование индустрии птицеводства в ближайшем будущем будет происходить за счёт развития таких технологий как генетика и IoT — интернет вещей.
В частности, IoT применяется при управлении птицефермами во время мониторинга климатических показателей. Как правило, для этого используются специальные датчики и системы раннего предупреждения, которые передают информацию о температуре и влажности, что помогает предотвратить смертность птиц.
Как рассказали «Агротехнике и технологиям» в пресс-службе компании, на площадке по выращиванию бройлеров Группы «Черкизово» применяется система мониторинга на основе датчиков компании GoodWAN. Датчики смонтированы как внутри, так и снаружи птичников и передают информацию о текущих значениях температуры и влажности. Вся информация с них транслируется по радиоканалу, не требующему получения специальных разрешений или согласований. При этом, подчеркнули в пресс-службе, система мониторинга интегрирована в систему управления предприятием и позволяет оперативно реагировать на изменение климата в птичниках, что очень важно, так как температура и влажность — значимые параметры для оптимального роста птицы и предотвращения падежа.
«Использование системы мониторинга на основе технологии GoodWAN увеличивает сохранность птицы и сокращает расходы на коммунальные платежи», — добавил представитель Группы «Черкизово».
По прогнозам Натальи Усовой, в ближайшие 2-3 года стоит ожидать прорыва в переработке, связанного с использованием искусственного интеллекта, в частности систем машинного зрения на линиях разделки. «И, безусловно, роботизация будет вытеснять низкоквалифицированный труд», — заключает она.
