28-29 июля 2021 года прошла пятая конференция «Информационные технологии в аграрно-промышленном комплексе России». Организатором мероприятия выступило ООО «ИД Коннект». В связи с ковидными ограничениями конференция в этом году проводилась в онлайн-режиме.
Сессия 3. Цифровизация пищевой промышленности
Андрей Новиков, директор по работе с инвесторами ПАО «Черкизово», выступил с докладом на тему «Индустрия 4.0, опыт Черкизово».
Начав с ключевых показателей компании «Черкизово», докладчик указал на вертикально интегрированную бизнес-модель с высоким уровнем самообеспечения; сильный портфель брендов с растущей долей рынка в ритейле; динамично развивающийся экспортный потенциал; на положение ведущего поставщика сетей быстрого питания.
«Черкизово» в России является компанией №1 по производству куриного мяса – 695 тыс. тонн; №2 по производству индейки – 41 тыс. тонн; №4 по производству свинины – 302 тыс. тонн; №3 по производству продуктов мясопереработки – 114 тыс. тонн. Докладчик также отметил 100% самообеспеченность кормами (земельный банк компании составляет 300 тыс. га). Выручка компании в 2020 году составила 128,8 млрд. руб.; рентабельность доходит до 20,6%.
В 2016 году Группа «Черкизово» начала и в 2018 году закончила строительство нового мясоперерабатывающего завода в Кашире (МО). Это уникальный (для всей Европы, а не только России) монозавод по производству сырокопченых колбас, рассчитанный на 100 тонн продукции в сутки. Производство и управление предприятием реализовано на базе подхода «Индустрия 4.0». На этом предприятии роботы, автоматические линии и ИТ-системы (ERP, MES, WMS) работают в единой цепочке под общим управлением.
В отличие от классического производства, роботизированное предприятие позволило очень сильно сократить количество персонала: сейчас на заводе в Кашире работают порядка 200 человек, в то время как штат обычного предприятия аналогичного масштаба составляет порядка 700 человек.
С точки зрения ИТ-архитектуры, был осуществлен переход от «Индустрии 3.0», когда на предприятии имеется множество разрозненных ИТ-систем (ERP, MES, WMS), к подходу «Индустрия 4.0», когда было произведено объединение всех систем (ERP, MES, WMS, SCADA, PLS) в единую систему на платформе SAP HANA. Она позволяет руководству предприятием видеть в режиме реального времени все ключевые параметры производства, глубоко и точно прогнозировать все идущие на заводе процессы.
На первом (нижнем) уровне работают 4 системы SCADA, которые собирают данные с оборудования и взаимодействуют далее с системой MES, стоящей над ними. Второй уровень – это логистика и производственный контур, представленный стандартными модулями SAP производственного планирования и управления потоком и сбытом. Они взаимодействуют с MES-уровнем через специальные коннекторы. Далее происходит интеграция с модулем SAP Quality Management (контроль качества). Третий уровень составляют системы финансов. Наконец, четвертый уровень, внедрением которого сейчас занимаются Ит-специалисты, – это система управления ремонтом и обслуживанием.
Тотальная автоматизация убирает человеческий фактор – исчезает место для ошибки, для выполнения разных вариантов одной операции + жестко соблюдается биобезопасность. Интегрированная цепочка процессов обеспечивает достоверность информации по всей цепочке – в этой схеме нет разрывов между планом и операциями. Ключевые показатели производства онлайн – у руководства всегда есть самые актуальные данные для принятия решений по производству и продажам. Управление качеством по всей цепочке – главные контрольные точки, интегрированные в производственный процесс, не дают отойти от запланированных параметров.
Сегодня в планах ПАО «Черкизово» на 2023-2025 годы значится построение более крупных роботизированных заводов на основе подхода «Индустрия 4.0».
Евгений Назойкин, к.т.н., доцент кафедры АСУБП, Московский государственный университет пищевых производств, рассказал об имитационном моделировании как методе создания цифровых двойников пищевого производства.
Докладчик дал следующее определение понятия «цифровые двойники» – это не какая-то отдельная технология, не самостоятельный продукт, это концепция. 3D-моделирование, Интернет вещей (IoT), 4G/5G, большие данные, ИИ, блокчейн, граничные и облачные вычисления, – это все те технологии, которые используются при создании двойников. Принцип состоит в том, чтобы спроектировать эквиваленты физических объектов или активов в цифровом пространстве. Ядром концепции «цифровых двойников» является имитационное моделирование.
Имитационное моделирование (англ. simulation modeling) – это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему (построенная модель описывает процессы так, как они проходили бы в действительности), с которой проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе.
Докладчик выделил 6 этапов создания модели. 1) Аудит производственных процессов. 2) Формализация принципов организации и функционирования процессов производства. 3) Разработка функциональной и структурно-параметрической моделей состояния агентов с учетом внешних и внутренних факторов. 4) Разработка алгоритмов поведения и взаимодействия интеллектуальных агентов. 5) Создание мультиагентных имитационных моделей состояния и динамики поведения системы. 6) Разработка диалоговых алгоритмов и процедур планирования имитационного эксперимента для нахождения оптимальных параметров производства.
Для идентификации и прогнозирования различных ситуаций в больших, активных системах возможно использование имитационного подхода, в частности, агентно-ориентированных технологий имитации взаимодействия агентов, изменяющих свои свойства и поведение в зависимости от состояния других элементов и внешних воздействий. Модели таких агентов, представляют собой абстракции с пошаговым поведением, изменяющим его характеристики и состояние. Такие элементы, объеденные в мультиагентную имитационную модель активной системы, воспроизводят динамику взаимодействия агентов с возможностью идентификации и прогнозирования состояния всей системы.
Использование имитационных мультиагентных моделей в разрезе концепции цифровых двойников дает возможность: 1) провести идентификацию предприятия; 2) зафиксировать «узкие места» производственного процесса; 3) произвести иерархию производственных процессов от высокого уровня абстракции к более низкому; 4) смоделировать изменения важных технологических параметров для проведения экспериментов; 5) сделать выводы на основе проведенных экспериментов.
Успешный рост и проблемные точки российского АПК
Последние годы с/х отрасль России продолжает стремительно развиваться. Мы можем наблюдать за вводом новых объектов в сельском хозяйстве и пищевой промышленности. Постепенно снижается острота вопросов, связанных с импортозамещением базовых продуктов питания и на повестку дня выходят экспортные поставки. Вводится в строй все больше новых элеваторов и зернохранилищ, кормопроизводственных предприятий и оптово-распределительных центров, набирают обороты темпы ввода семеноводческих и племенных мощностей. Запускаются первые проекты по перспективному органическому земледелию в сельском хозяйстве и высокомаржинальной глубокой переработке зерновых в пищевой промышленности. Однако экспоненциальный рост за счет ввода в оборот ранее заброшенных земель уже подходит к концу – в течение нескольких лет в большинстве регионов свободной земли просто не останется.
Участники конференции говорили не только о своих достижениях, но также откровенно указывали на существующие проблемы. Некоторые из них мы отмечаем из года в год: это и проблемы с инфраструктурой связи, часто не позволяющие ИТ-специалистам внедрять на фермах и с/х угодьях современные цифровые решения; это и острая нехватка кадров (не просто специалистов – российскому АПК сегодня нужны «междисциплинарные люди», обладающие компетенциями и в ИТ, и в агронауках); как выяснилось в ходе выступлений и обсуждений на панельных дискуссиях, по-прежнему остро стоит вопрос интеграции разрозненных решений в единую цифровую платформу с/х предприятия.
Отметим также, что в этом году уже не со стороны организаторов, а сами участники конференции активно обсуждали такие современные тенденции, как датацентричность – рассуждали о том, что и как можно и нужно делать с данными, как выжимать из них дополнительную ценность. Много было сказано и о точном земледелии, которое, по мнению большинства выступающих, уже становится неотъемлемым требованием для выживания на высококонкурентном рынке c/х производителей. Даже такие, казалось, далекие от «пашни» темы, как искусственный интеллект и цифровые двойники, стали одной из важных тем обсуждения на панельных дискуссиях и в докладах спикеров. Многие из выступающих с сожалением отметили отсутствие на российском рынке отечественной роботизированной техники, беспилотных систем, в то время как высокая стоимость зарубежных разработок в этой области оказывается серьезной преградой для дальнейшего внедрения передовых технологий на средних и малых предприятиях.
Участники конференции также имели возможность вынести свои оценки докладчикам на пленарном заседании и на трех секциях: Цифровизация в растениеводстве, Цифровизация в животноводстве и Цифровизация пищевой промышленности. Лучшими докладами были признаны:
- «Автономные машины и цифровая экосистема сельхозпредприятия» – Плотников Лаврентий Геннадиевич, руководитель направления по работе с партнерами и ключевыми клиентами компании Trimble;
- «PepsiCo в цифровизации сельского хозяйства» – Юрий Марченко, директор по закупкам агроотдела PepsiCo Россия;
- «Актуальные компетенции аграрного специалиста» – Шитикова Александра Васильевна, заведующая кафедрой, ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева.
Завершая этот обзор нам хотелось бы отметить большую заинтересованность российских аграриев и других специалистов, связанных с АПК, в продолжении работы конференции, которая с годами стала одной из важнейших площадок, позволяющих им обмениваться передовым опытом, обсуждать свои насущные проблемы и доносить их до представителей российских органов власти.
