О Национальной программе «Умная агротехника для эффективного земледелия»


По инициативе группы компаний УПЭК и Харьковской облгосадминистрации в 2015г. был создан первый украинский инновационный Кластер «Агротехника».

Его создание явилось ответом как на внешние вызовы:

– массовое распространение в передовых странах высокоэффективных агро-технологий «точного земледелия», обеспечивающих максимальную урожайность и минимум потерь наряду с экономией всех видов ресурсов: энергетических (топлива), химических (удобрений), биологических (средств защиты и посевного материала;

– все большее внимание государств и передовых производителей агротехники к сохранению верхнего плодородного слоя почвы – так называемое «щадящее земледелие;

– все более глубокое проникновение информационных технологий в агропромышленном комплексе;

так и на вызовы внутри Украины:

– кризисные явления в украинском сельхозмашиностроении, включая нехватку конкурентных отечественных разработок новой высокотехнологичной агротехники;

– недостаточное финансирование аграрной академической и университетской науки;

– отсутствие государственной поддержки обновления машинного парка сельхозпроизводителей отечественной агротехникой.

В состав Кластера «Агротехника» вошли ведущие институты Национальной Академии Аграрных Наук и аграрные Университеты Украины, а также конструкторские бюро, инженерные центры и промышленные предприятия сельхозмашиностроения:

– Украинский научно исследовательский институт прогнозирования и испытаний сельскохозяйственной техники им. Погорелого (г.Киев),

– Национальный Научный Центр «Институт механизации и электрификации сельского хозяйства» (г.Киев),

– Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства им. Василенко,

– Сумской национальный аграрный университет,

– Николаевский национальный аграрный университет,

– Львовский национальный аграрный университет,

– Таврический государственный агротехнологический университет (г.Мелитополь),

– Харьковский национальный аграрный университет имени Докучаева,

– Уманский университет садоводства,

– Объединенный инженерный и R&D Центр УПЭК,

– Украинское конструкторское бюро агротехники, трансмиссий и шасси,

– ооо «Лозовские машины»,

– Лозовской кузнечно-механический завод, Харьковский подшипниковый завод и другие промышленные предприятия сельхозмашиностроения и объединения агропроизводителей.

В условиях драматического разрыва связей между наукой и производством Кластер явился успешным примером инициативного частно-государственного партнерства, нацеленного

  • с одной стороны, – на помощь университетам и институтам в повышении технического уровня подготовки специалистов, укреплении лабораторной, технической и программной базы учебного процесса, а также в проведении научно исследовательских и опытно конструкторских разработок и их успешной коммерциализации;
  • с другой стороны, – на помощь украинским инженерным центрам, КБ и промышленным предприятиям в разработке новой отечественной сельхозтехники, отвечающей самым современным требованиям к агротехнологиям, а также ее испытаниях и продвижении к агрохозяйствам.

С целью повышения уровня практической подготовки специалистов аграрным университетам – членам Кластера было передано 13 единиц сельскохозяйственной техники «Лозовские машины». На базе этой техники ведется подготовка инженеров-конструкторов и механизаторов, защищаются курсовые и дипломные работы. Инженерным и R&D Центром УПЭК переданы учебные лицензии на программное обеспечение расчетов и проектирования машин «ProEngineer» корпорации РТС (США) и проведено обучение преподавателей для обеспечения дальнейшего обучения студентов на базе представительства Кластера в университетах.

На учебных полях университетов и институтов-участников Кластера (имеющих различные климатические характеристики) проводятся совместные испытания сельскохозяйственной техники для получения обратной связи в виде рекомендаций по ее совершенствованию. За прошедшие 2 года проведены ресурсные испытания 9 образцов техники. Рекомендации ученых и инженеров учтены при разработке новых образцов инновационной техники.

С момента образования Кластера опубликованы десятки научных статей, ежегодно проводятся масштабные Дни поля, научные конференции, выставки, практические семинары. В настоящее время Кластер «Агротехника» проходит процедуру вступления в Европейскую Ассоциацию Кластеров, объединяющую около 150 кластеров из 28 стран Европы.

Основной задачей Кластера в настоящий момент является разработка Национальной Программы создания нового поколения отечественной землеобрабатывающей «умной» агротехники, обладающей адаптивными возможностями и предназначенной для реализации агротехнологий точного, энергоэффективного и щадящего земледелия.

Очевидно, что широкое распространение в Украине этих передовых агротехнологий, возможно только при наличии современной украинской сельхозтехники, отвечающей самым высоким требованиям как по производительности и эффективности, так и по бережному отношению к почве, надежности и ценовой доступности для отечественного агропроизводителя.

Реализация этой Программы позволит существенно повысить производство сельхозпродукции и в то же время возродить на принципиально новом уровне украинское сельхозмашиностроение, традиционно являвшееся одним из основных локомотивов развития промышленной и инженерной культуры, создать новые высокотехнологичные рабочие места, обеспечить импортозамещение и потенциал экспорта конкурентоспособной машиностроительной продукции.

Эта Программа опирается на синергию трех ключевых драйверов украинской экономики: сельского хозяйства, машиностроения и информационных технологий.

Прежде всего будут проанализированы все известные в мире ключевые агротехнологии выращивания основных культур на предмет их адаптации к климатическим, рельефным, почвенным условиям Украины. Должен быть проведен сравнительный анализ лучших образцов техники в том числе в полевых условиях различных регионов Украины. Важнейшим этапом программы станет разработка агро-технических требований к современной адаптивной сельхозтехнике, которые с одной стороны лягут в основу разработки нового поколения smart – агротехники, а с другой – войдут в число базовых признаков инновационности при создании механизмов государственной поддержки развития отечественного сельхозмашиностроения, например через механизмы частичной компенсации аграриям при ее закупке. Будут проанализированы различные направления применения информационных технологий в производстве сельхоз-продукции и устройства, необходимые для их реализации.

Среди основных направлений разработки следует отметить:

создание гибридных адаптивных приводов сельхозорудий, предполагающих преобразование части мощности трактора в электрическую энергию, передаваемую на самоприводные мотор-колеса прицепной сельхозтехники. Такое перераспределение мощности, вырабатываемой двигателем трактора позволит обеспечить точное позиционирование прицепного агрегата, необходимое для всех операций «точного земледелия». Сегодня прицепные агрегаты, особенно тяжелые широкозахватные орудия, пассивно перемещаются исключительно за счет трактора и не могут обеспечивать точную траекторию обработки, закладки удобрений, посева ит.д. особенно при разворотах и маневрах. К тому же сопротивление, создаваемое тяжелыми орудиями, зачастую не преодолевается сцеплением колес трактора, что приводит к буксованию и разрушению верхнего слоя почвы. В сельхозтехнике нового поколения энергия, вырабатываемая двигателем повышенной мощности будет оптимальным и управляемым образом распределяться не только между приводными колесами самого трактора, но и активным приводом самого орудия. Мотор-колеса прицепного агрегата управляются автономно контроллерами, реагирующими на датчики взаимного положения трактора и прицепного агрегата и дополнительно корректируются GPS-программой точного позиционирования. Первый образец из линейки таких Smart-агрегатов с адаптивным гибридным приводом – прицепной посевной агрегат марки «Лозовские машины» с отбором электрической мощности от трактора на мотор – колеса сеялки будет представлен уже в ноябре этого года на крупнейшей международной выставке сельскохозяйственной техники «AGRITECHNICA» в Ганновере. Он уникален в своем роде и номинирован на Инновационную Награду выставки за пионерскую разработку (Innovation Award “Agritechnica”);

создание адаптивных комплексов для внесения удобрений по информационным картам поля и датчикам оперативного on-line анализа почвы. Речь идет о прицепных комплексах для внесения удобрений, которые в состоянии дозировать различные виды удобрений, смешивать и закладывать на нужную глубину по результатам анализа контроллером Smart-агрегата информационных картам урожайности поля прошлых лет, спутниковым картам, рельефной информации, а также данных с датчиков on-line оперативного анализа укрупненного хим-состава почвы при движении агрегата;

создание аналогичных механизмов для посевных Smart-агрегатов с регулируемой контроллером глубиной укладки семян (и удобрений), а также устройствами для предпосевной обработки семян электромагнитными (СВЧ) полями непосредственно в посевном агрегате при их транспортировке от бункера к сошникам;

разработка и производство адаптивных Smart- плугов, борон, культиваторов величиной заглубления и «углами атаки» рабочих органов, регулируемых контроллером по on-line информации от датчиков оперативного измерения влажности и плотности почвы по ходу движения агрегата;

разработка и производство адаптивных Smart- опрыскивателей с контроллерами сопоставительного on-line анализа информации от спутников или дронов с информацией оптических устройств распознавания образов сорняков и посевной культуры.

Концепция Программы была выработана на круглом столе «Умная агротехника для эффективного земледелия», проведенном на базе Кластера «Агротехника» под эгидой Министерства АПК Украины, НАН и НААН и Харьковской облгосадминистрации с участием 50 ведущих Академиков НАН и НААН, ученых академических институтов и ВУЗов аграрного профиля, руководителей КБ и предприятий – производителей сельхозтехники.

Финансирование Программы, на принципах частно-государственного партнерства будет совмещать государственное финансирование теоретических и экспериментальных исследований с частным, корпоративным финансированием проектирования Smart-агротехники заинтересованными предприятиями сельхозмашиностроения. Финансирование Программы имеет смысл начать уже в четвертом квартале 2017г. использовав для этого неизрасходованную часть средств, заложенных в бюджете для компенсации аграриям закупки отечественной сельхозтехники.

Рассмотрение Программы рекомендуется провести на выездном заседании Национального комитета по развитию промышленности в третьей декаде сентября 2017г. в г. Харькове.

Э.СИМСОН, д.т.н. проф. Лауреат Госпремии в области науки и техники,

Заслуженный деятель науки и техники Украины,

Председатель Научного Совета Кластера «Агротехника»

А.ПАНОВ, руководитель группы САПР ТП ИГ “УПЭК”