Современное сельскохозяйственное производство — вполне промышленное, и в него все больше проникает автоматизация. Появляются и комплексные ИТ-решения по управлению производственными объектами.

Тому, кто скажет, что подоить корову — это, мол, не ракетостроение, можно ответить, что сопло, разгоняющее раскаленный газ до сверхзвуковой скорости, центробежный молочный сепаратор и доильный аппарат изобрел один и тот же человек — шведский ученый, инженер и промышленник Карл Густаф Патрик де Лаваль. За свою жизнь он запатентовал более девяноста изобретений и создал 37 компаний. Сопло Лаваля присутствует во всех ракетах и сверхзвуковых самолетах (оно используется также в паровых турбинах, для которых и предназначалось первоначально), а основанная де Лавалем совместно с Оскаром Ламмом компания AB Separator, позднее переименованная в DeLaval, действует до сих пор. Сначала она производила сепараторы, в 1918 году выпустила первый доильный аппарат для коммерческого использования (это произошло уже после смерти изобретателя), а в 1998-м — первую в мире систему добровольного доения (Voluntary Milking System, VMS; мы вернемся к ней в конце статьи). Основное направление деятельности DeLaval — комплексная автоматизация молочных ферм, в России и СНГ она действует уже два десятилетия, ее представитель в нашем регионе — дочерняя компания «ДеЛаваль».

Конечно, оборудование фермы по последнему слову техники отнюдь не дешево, а богатых инвесторов, готовых вкладывать свои капиталы в российское сельское хозяйство, найти сложно. Однако это не невозможно, и проекты есть. Оборудуются фермы самого разного размера, с разными типами содержания животных, для разных климатических зон — как с гордостью говорят сотрудники «ДеЛаваль», от Архангельской области до Азербайджана. И если есть на свете способ поднять рентабельность (и, как следствие, инвестиционную привлекательность) отрасли, то это именно внедрение современных технологий.

На выставке «Агроферма-2013» сотрудники российской «ДеЛаваль» представили журналистам наиболее интересные и актуальные на сегодня элементы комплексной автоматизации животноводческих ферм, а также целостные ИТ-решения по управлению фермами, состав которых зависит от типа животных (крупный или мелкий скот) и от способа их содержания (без привязи или на жесткой привязи). Основное внимание было сосредоточено на системах, помогающих фермеру ухаживать за дойными коровами.

Контроль комфорта

Система, контролирующая комфорт животных, в этом году впервые запускается в России. Смысл ее в том, чтобы создать для животных условия, в которых они дают высокие надои и вкусное молоко высокого качества, а это происходит, когда коровы хорошо себя чувствуют, получают достаточное количество положительных эмоций при минимуме стрессов. Здесь действует сравнительно простой гормональный механизм: в процессе дойки у коров вырабатывается гормон окситоцин (именно благодаря ему молоко начинает течь), а всякий стресс вызывает выброс адреналина, блокирующего окситоцин.

Здесь стоит заметить, что коров сейчас уже почти нигде не пасут: это, конечно, дешево, но при использовании специально подготовленных кормовых смесей надои значительно выше, поскольку есть возможность управлять рационом животных. (Кроме того, коровам не приходится страдать от плохой погоды, они не рискуют повредить копыта на пастбище или по дороге, не вытаптывают траву, которая благодаря этому используется полностью, и т.д.) Таким образом, то, насколько комфортно чувствует себя корова, определяется прежде всего микроклиматом в коровнике, где она проводит большую часть своей жизни: нужно, чтобы там было не слишком холодно и не слишком жарко и чтобы присутствовала циркуляция воздуха (летом ветерок спасает от мух). Коровник современной конструкции представляет со­­бой большой крытый двор со стенами-шторами, которые могут открываться и закрываться. Управление шторами, вентиляторами, освещением и уборкой навоза сведено в один блок, в котором (хотя сам термин не прозвучал) реализована полноценная АСУТП с разнообразными датчиками, замыкающими множество обратных связей управления процессами. Система позволяет устанавливать правила для автоматического реагирования на изменения внешних условий. Например, можно указать, что при боковом ветре такой-то силы закрываются шторы с соответствующей стороны, при скорости ветра ниже такой-то включаются вентиляторы, при температуре ниже такой-то коровник закрывается со всех сторон, а при ее падении до следующего порогового значения включается тепловая пушка. При закрывании штор необходимо включать свет, скрепер, убирающий навоз, должен работать тем быстрее, чем ниже температура, чтобы навоз не успевал замерзнуть, и т.д. И задание правил, и непосредственное управление осуществляется с компьютера, установленного на ферме.

Биомодель

Корова — биологическая система с таким количеством интересных нам параметров, что они не могут быть обработаны без ИТ. И только ИТ в состоянии обеспечить индивидуальный подход к животным в большом стаде. Система управления DeLaval идентифицирует коров по ушным биркам; таким образом, всегда известно, сколько сегодня съела такая-то корова и сколько она дала молока.

Опыт, накопленный компанией DeLaval за сто с лишним лет ее существования, позволил создать биомодель коровы, оперирующую всем комплексом знаний о кормлении, здоровье и воспроизводстве животных. Информация по каждому животному в течение всей его жизни попадает в общую базу данных и хранится там.

При каждой дойке фиксируется не только количество, но и состав молока — из него отбирается проба, которая поступает на исследование в автоматический анализатор. Система анализа — совместная разработка DeLaval и датской компании Foss, специализирующейся на выпуске анализаторов для различных пищевых продуктов (включая молоко). Соединение прибора Foss с аналитической системой DeLaval позволяет выявить на ранней стадии начинающийся мастит, понять, что у коровы произошла овуляция (которую важно не пропустить, чтобы вовремя сделать искусственное осеменение), что она стельная, что ей нужно изменить рацион и т.д. На выходе биомодель выдает не результаты анализов, которые могут ничего не сказать фермеру, а готовые диагнозы и рекомендации, попадающие в список текущих дел или (если дело не терпит отлагательства) в предупреждения. Важный элемент биомодели — так называемые стандартные операции: программа, запускаемая нажатием одной кнопки, анализирует данные о конкретном животном в соответствии с некоторым алгоритмом и в конце выдает список «стандартных операций», которые с ним нужно проделать.

На шеи коров надеты датчики, реагирующие на движение. Это дополнительный источник информации об изменениях, происходящих в организме животного. Если корова ходит больше обычного, значит, она беспокоится, и вероятная причина — овуляция. Планируется выпустить и GPS-ошейники, которые помогут найти пропавшее животное, если оно потеряется на прогулке (прогулка время от времени необходима при всех способах содержания животных) или на пастбище (коров пасут довольно редко, но о козах и овцах этого сказать нельзя).

Удаленный доступ

Решение под названием RFC — Remote Farm Connection — обеспечивает защищенный доступ к компьютеру фермы через интернет-портал DeLaval. Для доступа используется программное обеспечение компании LogMein, позволяющее полностью контролировать удаленную машину и дистанционно делать практически всё то же, что и на месте: обычному пользователю доступны любые данные, от показаний счетчика молока до изображения с видеокамеры, а ИТ-специалисту — всевозможные системные параметры, такие как список процессов или IP-адреса. Связаться с фермой можно с помощью любого устройства — компьютера, планшета, смартфона: используется универсальный Web-интерфейс, а для некоторых типов мобильных устройств имеются также специализированные приложения.

Решение применяется для технической поддержки клиентов, для удаленных консультаций (например, фермер может обратиться к ветеринару с просьбой помочь ему разобраться в сложном случае, и тот сам запросит в базе данных фермы нужную информацию) и просто для контроля. Фермер, отлучившийся по делам, может удостовериться, что в его отсутствие всё идет нормально, инвестор или владелец — просмотреть заинтересовавшие его финансовые показатели, покупатель — проконтролировать любые характеристики приобретаемого молока. Так, фирма Valio не покупает молоко от коров, которые часто болеют маститом, и если стандартная процедура для нее состояла в том, чтобы периодически посылать на фермы своих представителей для проверки, то с оборудованием DeLaval и удаленным доступом такая необходимость отпадает.

Корова как пользователь ИТ

Флагманское изделие DeLaval — роботы-дояры, или системы добровольного доения VMS. Первая такая система в нашей стране была установлена в Вологодской области, сегодня в России и странах СНГ их более сотни (а всего в мире — порядка 5000). Она представляет собой полностью автоматизированный доильный станок, в который животное заходит по собственной инициативе, почувствовав потребность освободиться от накопившегося молока. Специальные манипуляторы массируют корове вымя, аккуратно выдаивают молоко в индивидуальную стерильную тару, обрабатывают специальным составом соски, а дозатор выдает ей строго отмеренную для нее порцию угощения. Вся процедура занимает около пяти минут, затем подоенная и съевшая корм корова выходит в открывшуюся дверцу, и установка готова к приему следующего животного. Приучение коров к такому «самообслуживанию» занимает полторы-две недели (специалисты DeLaval рекомендуют не начинать сразу доить животных в VMS, а какое-то время только кормить их там, чтобы выработать привычку, хотя при необходимости можно действовать и более решительно).

В VMS коровы взаимодействуют с автоматикой напря мую, без посредника-человека, выступая, пожалуй, как один из типов конечных пользователей: у них есть идентификация и права на доступ к сервисам (кормление, дойка) с соответствующими ограничениями (система подготовки и раздачи кормов следит, чтобы животные получали полагающийся рацион и не переедали).

Действительно, зачем поручать человеку работу, которую может сделать автомат, и управление автоматом, с которым способна справиться корова? На его долю остается контроль всех систем и операции по ветеринарному уходу за животными. В таком режиме один человек в состоянии обслуживать ферму на сотню голов скота. Это ответственная, достойно оплачиваемая и интересная работа, что делает ее привлекательной для молодых людей. В DeLaval уверены, что роботизированным фермам принадлежит будущее.