Учитывая растущий спрос со стороны растущего населения мира, сельское хозяйство как основа всего первичного производства сталкивается с большими проблемами. Будучи крупнейшим пользователем земли, сектор также несет высокую ответственность за поддержание таких важных экологических благ, как почва, вода, климат и биоразнообразие.

Могут возникать противоречия между целями производства продовольствия и сохранения окружающей среды, поэтому особенно важно в ведущих сельскохозяйственных районах, таких как Германия, найти решения конфликтов, которые поддерживаются широким консенсусом в обществе. Существует потребность в новых и прогрессивных концепциях, которые адаптируются к разнообразию различных мест и усиливают конкуренцию. Здесь ключевую роль будет играть оцифровка. Эти концепции могут помочь сохранить создание добавленной стоимости в сельском хозяйстве, интегрировать сельское хозяйство в жизненно важные сельские районы и укрепить его статус как неотъемлемой части общества.

Оцифровка изменит не только всю нашу деловую жизнь, но и наши социальные отношения. Независимо от структуры и размера фермы, различные новые комбинации цифровых и аналоговых инструментов в настоящее время появляются как возможность активно участвовать в формировании и поддержке стиля сельского хозяйства, пригодного для будущего. Для аграрного сектора тем более важно четко определить, сформулировать и настаивать на всех требованиях к цифровизации, вытекающих из его особой ответственности.

Оцифровка в сельском хозяйстве открывает много возможностей, но, учитывая обширные сети и системные образования, она также сопряжена с рисками. Вот почему он должен применяться осторожно, чтобы сельскохозяйственное производство как важнейшая основа юридически закрепленной “Критической инфраструктуры продовольствия” (Закон о продовольственной безопасности (EVG)) оставалось гарантированным, даже если цифровые системы выйдут из строя на некоторое время или, возможно, на несколько более длительный срок – например, в результате саботажа. Поэтому меры по обеспечению децентрализованной аварийной работы навесного и машинного управления отвечают интересам общества в целом.

Требования к цифровизации в сельском хозяйстве

1. Расширяйте инфраструктуру мобильной связи! Во многих регионах доступность недостаточна. Это ставит под угрозу всю сельскую местность, затрудняет все отрасли промышленности, расположенные там, и препятствует развитию сельского хозяйства.
2. Все данные фермы принадлежат фермеру! Фермер обладает суверенитетом данных и несет ответственность за их безопасность. Необходимо обеспечить авторизацию, мониторинг, контроль и прозрачность. Цифровые водяные знаки в наборах данных и кодировании данных теперь готовы к практическому использованию и обеспечивают защиту от несанкционированной передачи, обработки и анализа.
3. Расширьте защиту данных и безопасность данных, а также защитите сельскохозяйственные операционные и бизнес-данные! Сельское хозяйство не является “прозрачной операцией”. Бизнес - данные изначально являются коммерческой тайной, как и в других секторах. Для этого законодательная защита данных должна быть расширена за пределы защиты персональных данных, чтобы охватить также фермерские, машинные и бизнес-данные. Цифровая запись всех производственных процессов на фермах изначально служит фермеру. Государственные органы или третьи лица не имеют общего права проверять эти данные, но столь же ясно, что фермеры должны полностью соблюдать все нормативные документы и информационные обязательства. Здесь следует укрепить децентрализованные и избыточные системные структуры. Они повышают безопасность от преступных посягательств и в случае дефектов. Это сведет к минимуму потери данных и позволит продолжить производство, даже если цифровые системы временно выйдут из строя.
4. Фермеры должны иметь возможность извлекать выгоду из бизнеса с помощью своих данных! Для этого важно не допустить неконтролируемой передачи данных через платформы данных в облачные системы. Такая оцифровка сельского хозяйства может иметь разрушительный эффект и поставить под угрозу жизнедеятельность фермерских хозяйств. Если возникнут информационные монополии, они будут контрпродуктивны для участия сельского хозяйства в экономике. Поэтому для этого и здесь должны быть созданы четкие правила, допускающие конкуренцию.
5. Создайте прозрачность в анализе больших данных! Хотя большие данные противоречат достоинству экономики данных, целесообразно, когда (и только когда) пользователи цифровых коммуникационных платформ разрешают совместное использование своих данных с целью анализа и получения прибыли от полученной таким образом информации.
6. Сделайте публичные и официальные данные доступными бесплатно! Сбор и архивирование таких данных финансируются за счет налогов. Погодные данные, данные земельных регистров, почвенные данные, маршрутные сети и т.д. Должны предоставляться в виде открытых данных в стандартизированных форматах данных, пригодных для практического использования через интерфейсы. Целесообразным подходом к этому было бы создание центрального информационного портала.
7. Используйте цифровизацию, чтобы сблизить сельское хозяйство и потребителей! Оцифровка упрощает прозрачность методов производства и прослеживаемость – это создает уверенность и повышает оценку сельского хозяйства.
8. Усилить базовую и дальнейшую подготовку! Оцифровка предполагает квалификацию. Фермы могут пробиться только с хорошо обученным персоналом. Цифровые технологии и их применение должны занять прочное место в учебных программах.

Сельское хозяйство сегодня

Сельское хозяйство принципиально отличается от промышленного производства. В отличие от большинства промышленных производственных процессов, фермер всегда связан с живыми растительными и животными организмами. Сельское хозяйство характеризуется сложными и динамичными условиями производства (например, погодой и климатом), которые могут вызывать сбои, трудно прогнозируемы и могут контролироваться только в ограниченной степени.

Являясь крупнейшим потребителем земли, сельское хозяйство формирует ландшафт и общественные пространства. В обществе существует консенсус в отношении того, что современное и устойчивое сельское хозяйство должно быть признано и сохранено как культурное достижение с его разнообразными функциями, начиная от производства, жизненного пространства и среды обитания, заканчивая отдыхом и эстетикой.

Производительность труда в сельском хозяйстве до сих пор росла чрезвычайно быстро и в гораздо большей степени, чем во многих других отраслях. Если, например, в 1900 году немецкий фермер мог обеспечить продовольствием лишь нескольких человек, то сегодня он обеспечивает более 140 потребителей. Однако за тот же период потребление ресурсов также возросло.

Цифровые сельскохозяйственные машины и оборудование уже используются в пахотном земледелии и животноводстве. Примерами полевых работ являются саморегулирующиеся машины, оборудование для внесения удобрений и средств защиты растений с переменным дозированием, а также автоматическое картирование урожайности зерноуборочных комбайнов. В животноводстве роботы уже давно оказывают помощь в доении, кормлении и уборке навоза. Кроме того, датчики, базы данных и различные цифровые вспомогательные инструменты помогают фермерам в их ежедневных задачах по управлению стадом.

Именно поэтому целью сельского хозяйства является продуктивное, эффективное, устойчивое и экологически чистое управление. Это означает целенаправленное и с низкими потерями преобразование ресурсов фермы в урожай и высокое качество продукции, прежде всего в коровнике и на поле, с наименьшим возможным воздействием на окружающую среду.

Возможности цифрового сельского хозяйства

Оцифровка создает многочисленные и разнообразные возможности для сельскохозяйственного сектора и его партнеров в верхнем и нижнем секторах. Это относится, в частности, к производителям продуктов питания, торговцам и потребителям. Это позволяет и упрощает как документирование, так и прозрачность, а также прослеживаемость процессов по всей цепочке создания стоимости.

Опрос, проведенный среди фермеров из Германии, Франции, Польши и Великобритании для “DLG-Agrifuture Insights” весной 2017 года, показал, что в целом упрощение фермерской документации и повышение эффективности производства воспринимаются как лучшие возможности (рис. 1). В четырех обследованных странах эти оценки несколько различаются. В то время как в Германии основное внимание уделяется эффективности и документации, во Франции документация и поддержка принятия решений возглавляют список. Польша надеется на наилучшие результаты в документировании и подаче заявок, а Соединенное Королевство надеется на эффективность и поддержку принятия решений.

Оцифровка может означать создание дополнительной ценности для фермерских хозяйств вместе с продвижением сельских районов. Это может способствовать улучшению качества окружающей среды, благополучия животных и устойчивости в сельском хозяйстве.

Инструменты, изложенные выше, можно разделить на несколько различных рубрик – Точное земледелие, Интеллектуальное земледелие и – интегрируя их оба – Цифровое земледелие.

Под точным земледелием понимается оптимизация условий роста с помощью сенсорного анализа и точной технологии применения. Интеллектуальное земледелие является дальнейшим развитием точного земледелия и способствует главным образом поддержке принятия решений, поскольку обработка информации становится все более сложной из-за слияния и анализа данных и может быть освоена только с помощью частичной или полной автоматизации.

Под цифровым земледелием понимается последовательное применение методов “Точного земледелия и умного земледелия”, внутренняя и внешняя сетевая организация хозяйства, использование веб-платформ данных вместе с анализом больших данных. Соответственно, оцифровка обеспечивает современные методы достижения всестороннего сбора, хранения, увязки и оценки данных о фермерских хозяйствах и производстве. В частности, он может помочь – в частности, путем слияния и анализа данных в сочетании с методами больших данных – улучшить типично сложные сельскохозяйственные решения по оптимизации путем предоставления доселе недоступной информации. Межферменные сравнения с помощью внешних сетей также представляются целесообразными для некоторых аспектов. Это высвободило бы потенциал, который до сих пор оставался заблокированным для повышения эффективности использования ресурсов и сохранения окружающей среды. Внешние сети фермы также открывают новые возможности, поскольку фермеры могут опираться на данные от поставщиков, клиентов и поставщиков услуг, такие как, например, срок службы и стабильность продукции, происхождение кормов и т. Д. Создание межхозяйственных сетей также может привести к снижению затрат на закупку сельскохозяйственных ресурсов, что позволит фермерам производить продукцию более экономично.

Даже в обозримом будущем с помощью больших данных и оцифровки не удастся освоить процессы в природе, такие как погодные условия или биотические и абиотические факторы в сельскохозяйственном производстве. Однако в ближайшем будущем цифрового земледелия фермеры должны быть в состоянии лучше реагировать на эти непредвиденные эффекты за счет более широкого использования сенсорного анализа в контексте "Интернета вещей" или данных дистанционного зондирования. Однако зависимость сельского хозяйства от погодных условий остается неопределенной даже с помощью оцифровки и соответственно улучшенных прогнозов.

Оцифровка проявляется на фермах в использовании многочисленных цифровых инструментов. Опрос” DLG-Agrifuture Insights", проведенный среди 600 фермеров в августе 2017 года, показал, что инструменты анализа прибыльности пользуются наибольшим приоритетом (рис. 2). За ними на небольшом расстоянии следуют приложения для управления машинами, для анализа больших данных и для передачи данных государственным органам. Наиболее часто используемые инструменты в четырех странах сильно различаются. Германия отдает предпочтение анализу рентабельности. Франция имеет сильную связь с облачными вычислениями, в то время как Польша придает высокий статус анализу больших данных, а британские фермеры высоко оценивают передачу данных государственным органам.

Цифровая инфраструктура должна обеспечивать безопасность и защиту данных. Мобильные телекоммуникации, широкополосный интернет, информационные платформы и обработка данных представляют собой незаменимые инструменты для оцифровки. Здесь следует отдавать предпочтение децентрализованным и избыточным системным структурам, чтобы минимизировать риск потери данных и принять превентивные меры против преступных атак извне. При использовании цифровых технологий необходимо обеспечить безопасное продолжение производства, даже если цифровые системы связи время от времени не должны быть доступны. Именно поэтому следует стремиться к большей децентрализации коммуникаций и структур данных.

Цифровые инструменты

Безопасность данных позволяет кодировать авторизованные данные так, чтобы они могли быть прочитаны только адресатами. Методы кодирования постоянно развиваются и доступны для практического использования. Однако до сих пор они используются недостаточно или недостаточно последовательно.

Защита данных направлена на создание и обеспечение возможностей для новых разработок в области информационных технологий. Сегодня также технически возможно создавать цифровые водяные знаки в наборах данных, которые маркируют передаваемые данные и направлены на защиту их от несанкционированной обработки и анализа. Суверенитет данных над всеми данными фермы, а также ответственность за безопасность данных должны лежать в первую очередь на фермере.

Интернет-программное обеспечение для управления данными, такое как электронные файлы полевых графиков или программы управления стадом, играет значительную роль в оцифровке. В будущем эти системы будут находиться в центре всех ручных и автоматизированных процессов и обеспечивать перспективное управление фермами с помощью информационных систем управления фермами (ИСФМ).

Анализ больших данных является новым и становится все более важным в управлении данными. Под большими данными понимается анализ больших и разнородных объемов данных с помощью математических алгоритмов. Большие данные позволяют генерировать новую и значимую информацию из частных и публичных объемов данных, которые до сих пор не были связаны друг с другом. Однако оцифровка означает переосмысление управления данными, как это практикуется на сегодняшний день. Достоинство экономики данных противоречит принципам анализа больших данных. Пользователи могут обмениваться своими авторизованными данными через цифровые коммуникационные платформы, а также выдавать заказы поставщикам услуг на платный анализ.

Государственные и официальные геодезические данные должны предоставляться бесплатно сельскохозяйственным заинтересованным сторонам - например, обширные, подробные и, прежде всего, актуальные данные о погоде, данные земельного кадастра, почвенные карты с использованием рельефа, водоудерживающие мощности, маршрутные сети и т.д. Для того чтобы иметь возможность использовать данные для межпроизводственных приложений, данные должны предоставляться через интерфейсы в стандартизированных форматах данных, пригодных для практического использования в качестве открытых данных. Примером этого является действующий стандарт ISO 11783 (известный как ISOBUS), хотя он требует постоянного дальнейшего развития. Другой целесообразный подход заключается в создании центрального портала данных.

Во многих регионах оцифровка сельского хозяйства терпит неудачу из-за отсутствия общенациональной и эффективной инфраструктуры мобильной связи. Быстрое расширение такой инфраструктуры имеет решающее значение не только для сельского хозяйства, но и для развития всех отраслей промышленности и экономики, а значит, и для общества в целом на селе.

Риски оцифровки

У каждой медали есть две стороны. Отвечая на вопрос о рисках оцифровки, опрошенные в общей сложности 600 фермеров, особенно во Франции, Великобритании и Польше, заявили об отсутствии безопасности данных и неопределенной амортизации инвестиций в оцифровку. Немецкие фермеры жаловались прежде всего на отсутствие безопасности данных и чрезмерную прозрачность по отношению к государственным органам.

Если в будущем фермы смогут записывать и представлять свои методы производства в цифровом виде и прозрачно, это не должно означать, что государственные органы или третьи лица имеют общее право доступа к этим данным (“прозрачные фермы”). Фермеры должны быть поставлены в равные условия с другими экономическими операторами, чьи оперативные и деловые данные признаны заслуживающими защиты. Однако везде, где существует законодательное обязательство предоставлять документацию и информацию, фермеры должны выполнять его в полном объеме.

Будущая защита данных должна касаться не только персональных данных, но и распространяться на операционные и бизнес-данные. В принципе рабочие и машинные данные принадлежат фермеру. Авторизация, мониторинг и прозрачность должны быть обеспечены в связи с каждой передачей данных.

Однако необходимым условием для большей прозрачности в передаче данных будет то, что все потоки данных, а также их использование всегда будут раскрыты. В настоящее время законом защищены только персональные данные. Правовые рамки должны быть адаптированы для обеспечения защиты данных для бизнеса и операционной информации. Для противодействия опасностям и рискам должны быть созданы четкие правила, распространяющиеся на исключение монополий данных.. В будущем данные станут ходовым товаром, и их экономическое значение значительно возрастет.

Следует предотвратить возможность использования оцифровки в сельском хозяйстве в качестве подрывной инновации. Знания и навыки фермеров, относящиеся к конкретным сайтам, не должны бесконтрольно использоваться через платформы данных в облачных системах в качестве информационной базы для сторонних бизнес-моделей, от которых фермер не получает никакой выгоды. Таким образом, оцифровка сельского хозяйства будет разрушительной и поставит под угрозу средства к существованию фермерских хозяйств.

Принятие в обществе

Устойчивое сельскохозяйственное производство имеет чрезвычайно большое значение для продовольственной безопасности. Необходимо обеспечить, чтобы она учитывала экономические аспекты наравне с экологическими и социальными аспектами. Цифровое сельское хозяйство может сблизить потребителей и фермеров. Благодаря упрощенным и более всеобъемлющим возможностям отслеживания пищевых продуктов знания о сельскохозяйственном производстве и продуктах питания и их оценка могут быть еще более расширены.

С цифровизацией возрастет спрос на квалифицированный экспертный персонал с соответствующими навыками. Непрерывная подготовка и обучение персонала по-прежнему имеют важное значение для устойчивого поддержания фермерских хозяйств. В рамках базового и дополнительного обучения и консультирования особое и интенсивное внимание должно уделяться цифровым технологиям и их использованию.

Заключение

Продуктивное, устойчивое и безотказное сельское хозяйство делает сельские районы пригодными для будущего и способствует их жизнеспособности. Это отличается от промышленного производства тем, что оно особенно активно использует природные ресурсы и подвержено воздействию изменяющихся климатических условий на самых разных участках. Это требует соответствующих территориям подходов, ориентированных на экологические, экономические и социальные стандарты.

Оцифровка представляет собой прогресс для сельского хозяйства, когда она поддерживает предпринимательскую автономию фермеров. Она должна усилить и расширить роль сельского хозяйства в центре общества, которое развивалось на протяжении веков. Человечество всегда должно быть в центре событий, опираясь на технологии, которые облегчают выполнение работы и улучшают результаты человеческих действий.