Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві

Розглянуті можливості підвищення продуктивності однієї із основних галузей сільськогосподарського виробництва — рослинництва за рахунок впровадження інформаційних технологій управління процесом вирощування продукції. Показано, що впровадження в рослинництво інформаційних технологій відповідає сучасн...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Гарам, В.П., Пашко, А.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2005
Теми:	Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/2656
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві / В.П. Гарам, А.О. Пашко // Наука та інновації. — 2005. — Т. 1, № 2. — С. 110-116. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-2656
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-26562017-02-18T20:54:59Z Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві Гарам, В.П. Пашко, А.О. Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології Розглянуті можливості підвищення продуктивності однієї із основних галузей сільськогосподарського виробництва — рослинництва за рахунок впровадження інформаційних технологій управління процесом вирощування продукції. Показано, що впровадження в рослинництво інформаційних технологій відповідає сучасним тенденціям удосконалення управління виробничими процесами, забезпечує при відносно невеликих витратах суттєве збільшення продуктивності, покращання інших показників у рослинництві. Ключові слова: рослинництво, інформаційні технології, формування врожаю, управління, інформатизація. Рассмотрены возможности повышения производительности одной из основных отраслей сельскохозяйственного производства — растениеводства за счет внедрения информационных технологий управления процессом выращивания продукции. Показано, что внедрение в растениеводство информационных технологий отвечает современным тенденциям усовершенствования управления производственными процессами, обеспечивает при относительно небольших затратах существенное увеличение производительности, улучшения других показателей в растениеводстве. Ключевые слова: растениеводство, информационные технологии, формирование урожая, управление, информатизация. It is considered productivity increasing possibility of growing which is one of main agriculchal production branches by control growing production process date technology. It is shown, that date technology installation in plant growing is present process control in manufacture. It is essential increasing of plant productivity with small expenditure, improvement other plant significant. Keywords: plant growing, information technologies, forming of the yield, control, informatization. 2005 Article Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві / В.П. Гарам, А.О. Пашко // Наука та інновації. — 2005. — Т. 1, № 2. — С. 110-116. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin1.02.110 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/2656 uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології
spellingShingle	Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології Гарам, В.П. Пашко, А.О. Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
description	Розглянуті можливості підвищення продуктивності однієї із основних галузей сільськогосподарського виробництва — рослинництва за рахунок впровадження інформаційних технологій управління процесом вирощування продукції. Показано, що впровадження в рослинництво інформаційних технологій відповідає сучасним тенденціям удосконалення управління виробничими процесами, забезпечує при відносно невеликих витратах суттєве збільшення продуктивності, покращання інших показників у рослинництві. Ключові слова: рослинництво, інформаційні технології, формування врожаю, управління, інформатизація.
format	Article
author	Гарам, В.П. Пашко, А.О.
author_facet	Гарам, В.П. Пашко, А.О.
author_sort	Гарам, В.П.
title	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
title_short	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
title_full	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
title_fullStr	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
title_full_unstemmed	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
title_sort	сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2005
topic_facet	Наукові основи інноваційної діяльності Сільськогосподарські і аграрні технології
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/2656
citation_txt	Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві / В.П. Гарам, А.О. Пашко // Наука та інновації. — 2005. — Т. 1, № 2. — С. 110-116. — Бібліогр.: 7 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT garamvp sučasneupravlínnâagrotehnologíčnimprocesomuroslinnictví AT paškoao sučasneupravlínnâagrotehnologíčnimprocesomuroslinnictví
first_indexed	2025-07-02T05:50:57Z
last_indexed	2025-07-02T05:50:57Z
_version_	1836513186130427904
fulltext	110 Наукові основи інноваційної діяльності © НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. 2005 СУЧАСНЕ УПРАВЛІННЯ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРОЦЕСОМ У РОСЛИННИЦТВІ В. П. Гарам, Центральний науково�дослідний інститут навігації та управління, Київ А. О. Пашко, факультет інформаційних систем і технологій, Європейський університет, Київ Надійшла до редакції 02.03.05 Резюме: Розглянуті можливості підвищення продуктивності однієї із основних галузей сільськогосподарського виробництва — рослинництва за рахунок впровадження інформаційних технологій управління процесом вирощування продукції. Показано, що впровадження в рослинництво інформаційних технологій відповідає сучасним тенденціям удосконалення управління виробничими процесами, забезпечує при відносно невеликих витратах суттєве збільшення продуктивності, покращання інших показників у рослинництві. Ключові слова: рослинництво, інформаційні технології, формування врожаю, управління, інформатизація. Гарам В. П., Пашко А.О. СОВРЕМЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ АГРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ В РАСТЕНИЕВОДСТВЕ. Резюме: Рассмотрены возможности повышения отдачи одной из основных отраслей сельскохозяйственного производства — растениеводства путем внедрения информационных технологий управления процессом выращивания продукции. Показано, что внедрение в растениеводство информационных технологий отвечает современным тенденциям совершенствования управления производственными процесcами, обеспечивает при относительно небольших затратах существенное увеличение продуктивности, улучшение других показателей растениеводства. Ключевые слова: растениеводство, информационные технологии, формирование урожая, управление, информатизация. Garam V. P., Pashko A.O. MODERN CONTROL OF AGROTECHNICAL PROCESSES IN THE PLANT GROWING. Abstract: It is considered productivity increasing possibility of growing which is one of main agriculchal production branches by control growing production process date technology. It is shown, that date tech% nology installation in plant growing is present process control in manufacture. It is essential increasing of plant productivity with small expenditure, improvement other plant significant. Keywords: plant growing, information technologies, forming of the yield, control, informatization. Наука та інновації.2005.Т 1.№ 2.С. 110–116. 111НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2005 Сільськогосподарські і аграрні технології Бурхливий розвиток в останні роки обчис% лювальної техніки та інформаційних техно% логій, точних геоінформаційних та карто% графічних систем створив умови для поши% рення досягнень інформатизації на сферу ви% робництва продукції рослинництва з метою його оптимізації. На сьогоднішній день можливості екс% тенсивного та інтенсивного розвитку рос% линництва практично вичерпані. Почали діяти принципові обмеження: порушується екологічна рівновага, росте забруднення на% вколишнього середовища, знижується якість продукції. Гостро постала проблема розумно% го використання наявних природних ресур% сів, збереження їх для наступних поколінь. Все це має місце і в нашій державі. До того ж складнощів додає те, що Україна відноситься до зон ризикованого землеробства. Основні можливості збільшення продук% тивності рослинництва тепер пов'язують із суворим виконанням рекомендацій науково обгрунтованої інтенсивної технології щодо вимог за часом, місцем та кількістю витрат% них матеріалів на проведення операції. Спри% яти дотриманню цих вимог повинне належне інформаційне забезпечення. Поглибленню зваженого наукового під% ходу до управління формуванням врожаїв приділяють велику увагу в усіх розвинених країнах світу. Не стоять осторонь цього про% цесу і фахівці України. Відомі численні праці вчених НАУ, інститутів Української академії аграрних наук (УААН) та інших наукових за% кладів. Накопичено величезну кількість ко% рисної інформації щодо особливостей засто% сування в умовах України інтенсивних тех% нологій у рослинництві. Проте її використан% ня у більшості випадків не орієнтоване на ви% користання можливостей новітніх інфор% маційних технології. Не зважаючи на теперішній кризовий стан сільського господарства України, впро% вадження сучасних інформаційних техно% логій актуальне і неминуче. Воно вже поча% лося у найбільш міцних сучасних господар% ствах, число яких в Україні неупинно зрос% тає. Зрозуміло, що впровадження потребує витрат, розробок, виробництва та поставок відповідної техніки, але все це цілком під си% лу науковцям та виробничникам України при достатній підтримці з боку держави та зацікавлених кіл. Застосування інформаційного підходу до управління дозволяє на основі науково обгрунтованої технології для обраної культу% ри визначити та реалізувати у господарстві оптимальну технологію формування вро% жаю, адаптовану до місцевих умов. Її прак% тична реалізація пов'язана із суворим кон% тролем за фактичним ходом агротехнологіч% ного процесу, накопиченням та врахуванням місцевого досвіду. Слід зазначити, що систе% ма виявляється цілеспрямованою на грунто% кліматичні умови регіонів України, що уне% можливлює застосування аналогічних закор% донних систем без їх принципового перена% лагоджування. Іншою важливою особливістю системи управління формуванням врожаю у рослин% ництві є висока невизначеність інформації про кінцевий вплив збурюючих факторів і управлінь та обмежені можливості управля% ючих дій. Висока інформаційна невизна% ченість практично виключає автоматичне прийняття рішень щодо наступних управлінь і змушує будувати апаратно%програмні засо% би як систему підтримки прийняття рішень (СППР) особою, що відповідає за кінцевий результат. Тобто, в системі слід обчислювати варіанти управляючих дій з їх наслідками і надавати багатоваріантні розрахунки особі, що приймає рішення (ОПР), яка на основі цих даних, накопичених у системі різнобіч% ної інформації та багаторічного експертного досвіду, повинна визначитися із варіантом наступних дій. 112 Наукові основи інноваційної діяльності НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2005 Інформація про об'єкти технологічного процесу та їх відносини складає основу роз% виненої бази даних (БД) системи. До баз знань (БЗ) відносять науково обгрунтовані районовані технології, що складені за реко% мендаціями українських регіональних дос% лідно%селекційних станцій, алгоритми обчис% лень параметрів процесу та прийняття рі% шень, а також динамічні моделі об'єктів агро% технологічного процесу (стану грунту, пого% ди, розвитку рослин і т. і.). Стрижнем процесу управління стає адап% тована до умов господарства інтенсивна тех% нологія вирощування вибраної культури, що визначає оптимальні дії виробника у часі, об% сязі та місці проведення робіт. Формування врожаю можна розглядати як процес P, запрограмований у спадкових якостях рослини, який проходить під впли% вом багатьох випадкових збурюючих фак% торів Zi – відхилень агрофізичних та хіміч% них характеристик грунту, погоди, фіто% санітарного стану поля від очікуваних се% редніх для даного регіону. Управління Uj на% правлене на нівелювання негативних фак% торів та досягнення вагомих кінцевих еко% номічних добутків Wk і полягає у визначенні строків tj, обсягів kj та місць mj агротехно% логічних дій, що ведуть до збільшення Wk в умовах даного господарства. Формально оптимізацію управління можна визначити залежністю max Wk = f (Si (t, Zi, Ui) + Ni), {Ui (t, m, k)} де Wк — прогнозовані кінцеві економічні здо% бутки від агротехнологічних дій, визначені як різниця між вартістю приросту врожаю W∆u та додатковими витратами на їх прове% дення Wt; Si — стан рослин в кінці і%ої стадії розвитку; Ni — діючі у системі похибки (шу% ми), t — поточний момент часу. На кожній стадії процесу і для виходу на стан Si необхідно визначити вектор управлін% ня Uj(t, m, k), необхідний для досягнення мак% симуму Wк, а також час виходу на закінчення фази і. Критерієм для визначення доціль% ності агротехнологічних дій є зростання кінцевого показника Wk, який прогнозується на кінцевий момент часу. Для розрахунку прогнозованого Wk використовуються мате% матичні моделі динаміки об'єктів процесу. Агроному надається прогнозна інфор% мація з оцінкою економічних характеристик варіантів дій за критерієм оптимальності з відображенням результатів на екрані корис% тувача. Будь%які порушення адаптованої тех% нології пов'язані з суттєвими втратами. Так, відхилення строків висіву озимої пшениці від оптимального лише на один день може викликати втрату до 2 ц врожаю на гек% тар. Обмеженість можливостей управління при сильних проявах збурюючих факторів ро% бить процес неповністю керованим і може при% вести до повної втрати кінцевого продукту. Схема взаємодії елементів системи ра% ціонального землеробства із застосуванням інформаційних технологій наведена на рис. 1. З рисунку видно, що до комплексу управ% ління ходом технологічного процесу із ме% ханізованим виконанням агротехнологічних операцій додатково входять автоматизоване робоче місце (АРМ) агронома, яке являє со% бою експертний інформаційно%обчислюваль% ний комплекс і є найбільш інформаційно на% сиченою частиною системи, та бортові засоби управління МТА, що об'єднують навігаційні засоби і засоби формування сигналів уп% равління робочими органами агрегатів, при% значених для проведення основних техно% логічних робіт за програмами, складеними на АРМ агронома і занесеними на агротехно% логічні електронні карти (АТЕК). Повний комплекс задач управління у рослинництві охоплює: 113НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2005 Сільськогосподарські і аграрні технології – економічне планування; – технологічне планування; – моніторинг процесу ведення агротехно% логічних робіт. Економічне планування забезпечує виз% начення пріоритетів розподілу ресурсів (землі, фінансів, техніки, матеріалів) на по% точний рік для досягнення бажаних резуль% татів. Воно забезпечується верхнім рівнем управління господарством і до АРМ агроно% ма не входить. Технологічне планування здійснює фор% мування адаптованої технології виробництва культури у господарстві на основі даних еко% номічного планування, особливостей та мож% ливостей господарства, визначає строки, об% сяги та місця проведення робіт. Моніторинг забезпечує контроль за до% триманням технології при роботах у полі, прогноз врожаю та корективи запланованих дій, спрямовані на врахування реальних Рис. 1. Управління агротехнологічними роботами у рослинництві на базі інформаційних технологій умов, які складаються у вегетаційний період. Моніторинг охоплює увесь комплекс робіт, включаючи організацію збирання врожаю та підбиття підсумків господарського року [6]. Математична модель процесу формуван% ня врожаю у системі може бути досить про% стою. Визначається послідовність фаз роз% витку R рослин, суттєвих для оптимізації уп% равління. Так, Дмитренко В. П. узагальнює окремі з 12 відомих для озимої пшениці фаз розвитку і розглядає 7, а для цукрового буря% ка – 5 найбільш суттєвих фаз [7]. Важливими для управління вважаємо строки виходу культури у наступну фазу і та якість посівів (стан рослин) Sі у кінці фази в наслідок впли% ву збурюючих чинників Zi на протязі даної фази. Для спрощення моделі можливо перей% ти до узагальнених оцінок стану посівів у конкретній фазі: хороший, задовільний, неза% довільний, а також катастрофічний – посіви загинули. Таким чином, 114 Наукові основи інноваційної діяльності НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2005 за допомогою АТЕК забезпечує високий рівень автоматизації робіт у полі і практично не збільшує навантаження на механізатора. Найбільш інформаційно складна частина системи – система підтримки прийняття рішень (СППР) агронома. Структурна схема СППР агронома наведена на рис. 2. Операційну основу системи підтримки рішень агронома складає комплекс програм, який забезпечує обробку даних, діалог із ко% ристувачем, документування та контроль за реалізацію рішень. На жаль, отримання вимірювальної ін% формації про стан сільськогосподарських об'єктів досить складна задача, що визна% чається великою протяжністю об'єктів робіт та іншими специфічними факторами. Неста% ча вимірювальної інформації і приводить до значної невизначеності результатів. Прак% тично велика частина даних формується на основі спостережень агронома. Автомати% Ski = f (к, t, Z, U), де Sкi — стан розвитку к%ої культури у кінці стадії і. Якщо розглянути множину факторів уп% равління U, то впадає в очі дискретний харак% тер моментів їх використання: значна їх час% тина (вибір сорту, підготовка насіння, удоб% рення, хіммеліорація, обробіток грунту) вза% галі відносяться до передпосівного періоду, інші – до окремих фаз розвитку рослин (бо% ротьба із бур'янами, шкідниками та хвороба% ми, підживлення). На основі знань про реаль% ний стан рослин Sі у кінці контрольованої стадії i, прогнозу впливу відхилень природ% но%кліматичних факторів Zі, а також, визна% чивши вектор управляючих дій U, можна оцінити прогнозований результат (врожай) Wu і ефективність технологічної дії Uj. Ці оцінки надаються ОПР інформаційною сис% темою і дають можливість визначити доціль% ність параметрів технологічних дій. Тобто, адаптована технологія, сформова% на агрономом шляхом послідовного аналізу рекомендованих операцій лягає в основу ка% лендарного планування робіт та визначення їх параметрів. Виконання робіт постійно кон% тролюється і коригується у відповідності із станом об'єктів технологічного процесу та погодно%кліматичними особливостями року. Це підвищує точність дотримання вимог аг% ротехнологічного процесу і складає основу підвищення економічних показників госпо% дарювання. Важливими для роботи агронома вияв% ляються також інформаційні та інші до% поміжні можливості системи, що полегшу% ють виконання його обов'язків: повні і легко доступні дані про ресурси господарства, нор% мативні вимоги, дані про виконання робіт на полях, місцезнаходження та режими робіт МТА, тощо, а також автоматизація випуску агротехнологічної та звітної документації. Автоматичне управління режимами МТА Рис. 2. Функціональний склад системи підтримки прийняття рішень агрономом 115НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2005 Сільськогосподарські і аграрні технології зація процесу отримання оперативної інфор% мації про стан посівів залишається пробле% мою, яку ще належить вирішити. Основні задачі, що повинна виконувати СППР агронома, наступні: – побудова електронних планів полів гос% подарства; – оцінювання та картографування вмісту поживних речовин у полях; – визначення змінних норм витратних ма% теріалів; – розрахунок норм внесення мінеральних добрив; – випуск АТЕК механізованого виконання операцій за допомогою МТА; – контроль ходу виконання агротехноло% гічної операції та місцезнаходження МТА; – випуск поточної і звітної агротехно% логічної документації. Наведений перелік забезпечує підтримку рішень агронома на всіх етапах технологічно% го циклу, випуск агротехнологічної, а також звітної документації. Впровадження інформаційних техно% логій в управління формуванням врожаю га% рантує: – більш точне дотримання агротехно% логічних строків проведення робіт, – раціональне використання земельних ре% сурсів, – зменшення кількості витратних ма% теріалів, – покращання організації технологічних робіт та використання техніки, – узагальнення досвіду господарювання. При правильному використанні системи інформаційна технологія в управлінні забез% печує підвищення продуктивності рослин% ництва в середньому по господарству на 20–30 %. Побудова інформаційних систем для уп% равління процесом виробництва у рослин% ництві здійснюється у ЦНДІ навігації та уп% равління (ЦНДІ НіУ), а також в інших ор% ганізаціях (НАУ, УкрНДІПВТ). ЦНДІ НіУ співпрацює із рядом провід% них наукових установ аграрної науки (НАУ, ІЗ та ІЦБ УААН), проектувальників та ви% робників сільськогосподарської техніки (УкрНДІПВТ, концерн "Лан", МСНПП "Клен" та інш.). Така співпраця забезпечує як гідний рівень наукових розробок, так і пер% спективи їх швидкого впровадження. Важли% вою перевагою розробок є комплексне вирішення проблем управління на різних рівнях від господарства і виробничої ділянки до працюючого у полі МТА. На цей час в ЦНДІ НіУ за підтримкою і участю УкрНДІПВТ розроблено і випробу% вано дослідний зразок системи підтримки рішень агронома "Унава" для занесення та картографування результатів агрохіманалізу, розрахунку норм мінеральних добрив, побу% дови електронних карт%завдань для розкида% ча добрив, картографування врожайності по% ля і відповідні бортові системи точного місцевизначення МТА і управління його ро% бочими органами. ВИСНОВКИ Впровадження інформаційних технологій у процес формування врожаїв: – дає суттєвий економічний ефект; – є найбільш простим і дешевим засобом збільшення виробництва рослинницької продукції; – позитивно впливає на екологію та якість продукції; – спрощує та полегшує працю агроспе% ціалістів; – не вимагає суттєвих змін у поширених комплексах машин для рослинництва і значних капітальних витрат; 116 Наукові основи інноваційної діяльності НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 2, 2005 – відповідає сучасним світовим тенден% ціям удосконалення технологічних про% цесів у рослинництві. Значимість вказаної роботи для еко% номіки, продовольчої забезпеченості та еко% логічної безпеки України при підтримці її зацікавленими відомствами та виробниками – запорука безумовного впровадження у рос% линництво України передових інформацій% них технологій на основі досягнень вітчизня% ної аграрної науки та розробок засобів уп% равління. ЛІТЕРАТУРА 1. Войтюк Д.Г., Аніскевич Л.В. та ін. Методи ре% алізації системи точного землеробства // Науко% вий вісник Національного аграрного університету. —1998.—№9. 2. Кравчук В.І., Баранов Г.Л. Технічні проблеми точного землеробства в Україні // Вісник аграрної науки.—2000.—№9. 3. Ромащенко М.І. та ін. Концептуальні засади ор% ганізації інформаційного забезпечення точного землеробства на меліорованих землях // Вісник аграрної науки.—2002.—№4. 4. Ушкаренко В.О., Міхеєв Є.К. Система точного землеробства як об'єкт управління // Вісник аг% рарної науки.—2002.—№4. 5. Погорілий Л.В., Пашко А.О. та ін. Концепція створення гнучких технічних систем і керованого екофільного землеробства // Техніка АПК.— 2003.—№8. 6. Кошовий А.А. Інформатизація — важливий ре% зерв підвищення продуктивності рослинництва // Тези доповіді на Міжнародній науково%технічній конференції УкрНДІПВТ, 2003. 7. Дмитренко В.П. Методическое пособие по анали% зу и количественной оценке агрометеорологичес% ких условий выращивания зерновых культур. — Л.: ГМИ, 1980.

Сучасне управління агротехнологічним процесом у рослинництві

Репозитарії

Схожі ресурси