iconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsiconsicons
Оборудование для животноводства и птицеводства

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТРУДОСБЕРЕГАЮЩИХ ИННОВАЦИЙ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ НА ПРИМЕРЕ РОБОТА-ПОДРАВНИВАТЕЛЯ КОРМОВ

Рассмотрено понятие материально-технической базы сельскохозяйственных организаций и ее пополнение трудосберегающей робототехникой. Дано определение робототехники на базе стандартов ISO 8373:2012. Установлено, что роботизированное оборудование в РФ представлено в основном дольной робототехникой и составляет 3,5 % от всех доильных установок, в то время как в Европе от 30 до 57 % всего доильного оборудования составили роботы. В сельскохозяйственных организациях помимо доильных роботов применяют роботы-подравниватели кормов, которые представляют собой автоматически перемещающуюся по кормовому проходу машину, предназначенную для перемешивания кормов и их подравнивания к кормовой решетке. Рынок роботов-подравнивателей составляет порядка 20 единиц в год, имеется широкий охват по регионам России. Основные преимущества подравнивателя были выявлены в ходе экспертного опроса руководителей и специалистов сельскохозяйственных организаций и последующего анализа и состоят в следующем: прирост продуктивности в результате стимулирования поедания кормов; уменьшение потери кормов во время скармливания в среднем на 75 %; увеличение передвижений коров; обеспечение равномерности качества корма во время скармливания; снижение трудоемкости процесса кормления. Прирост производства – 70 центнеров или 152,6 тыс. руб./год в стоимостном выражении, экономия фонда заработной платы – 297,7 тыс. руб., потери кормов снижаются с 12 до 3 %, а общий экономический эффект равен 867 тыс. руб. Общий эффект от применения подравнивателя исчисляется 1283,7 тыс. руб., окупаемость инвестиций равна 89,9 % а период окупаемости составляет 406 дней. Ожидается, что применение робота-подравнивателя будет увеличиваться из-за достаточно быстрой окупаемости и значительных кадровых рисков в сельском хозяйстве.

Материально-техническая база сельского хозяйства представляет собой совокупность материально-вещественных элементов производительных сил технологии и организации производства в их связи и развитии. Традиционно, важнейшим компонентом материально-технической базы считают совокупность сельскохозяйственных машин, необходимых для выполнения полного объема механизированных работ в сельскохозяйственной организации. Для отечественных организаций это в основном машинно- тракторный парк, который включает в себя тракторы, комбайны, сельскохозяйственные машины, самоходные шасси, механизированные транспортные средства, предусмотренные технологией производства сельскохозяйственных работ, машины для выполнения трудоемких процессов в животноводстве, обработке зерна на токах и другие, учитывающие специфические особенности сельского хозяйства. Однако в последнее время материально-техническая база пополнилась абсолютно новыми видами техники, к которой, прежде всего, следует отнести трудосберегающую робототехнику. Примером интеллектуальной робототехники могут служить роботы в животноводстве в целях доения, уборки навоза, стрижки овец и т. д.. Развитие и совершенствование материально-технической базы невозможно рассматривать в со- временных условиях без применения трудосберегающих инноваций на основе робототехники.

Цель и методика исследования.

Эффективность кормления животных значительно зависит от решения проблемы раздачи кормов. Этот процесс по трудоемкости занимает от 25 до 35 % всех затрат труда на производство молока или мяса. Поэтому основной задачей сельскохозяйственных предприятий является совершенствование этой технологии. В процессе доставки и раздачи кормов выполняется значительный объем работ. Так, на каждые 100 голов крупного рогатого скота нужно ежесуточно раздавать 3–4 т кормов, причем весь корм нужно своевременно доставлять и нормированно распределять между животными. Нарушение этих условий резко снижает эффективность других зоотехнических мероприятий.

Технологическая схема раздачи кормов выполняется по следующему алгоритму: загрузка кормов в мобильный миксер-кормораздатчик – доставка их к местам скармливания – транспортирование вдоль фронта кормления – дозированная выдача в кормушки – очищение кормушек. Однако в процессе скармливания животные неравномерно поедают корма, образуются, так называемые, «лунки» на кормовом столе, что является нарушением технологии кормления и в результате чего коровы не дотягиваются до новой порции корма. За снижением неравномерности поедания и подталкиванием корма на кормовом столе должен следить скотник, в том числе ночной, однако качество его работы не всегда можно проконтролировать. Особенно проблема соблюдения производственной дисциплины обострилась в условиях дефицита кадров на селе. По этой причине с целью снижения трудоемкости необходимо повышать уровень механизации и автоматизации производства, а в наиболее трудоемких процессах использовать робототехнику, что позволит снизить затраты труда на 1 га и на обслуживание одной головы. Робототехника активно применяется в сельскохозяйственных организациях Свердловской области, однако достаточно сложно оценить эффективность применения трудосберегающей робототехники.

Основная цель исследования – определение преимуществ и оценка эффективности применения робота-подравнивателя кормов. К задачам исследования можно отнести: 

1) описание принципов работы и использования робота-подравнивателя кормов; 

2) определение объема рынка роботов-подравнивателей кормов; 

3) выяснение преимуществ использования робота-подравнивателя кормов; 

4) оценку эффективности применения робота-подравнивателя кормов по результатам его использования на ферме; 

5) оценку перспектив использования роботов-подравнивателей кормов.

Объектом исследования явилось одна из сельско-хозяйственных организаций Свердловской области ПАО «Каменское» Каменского района Свердловской области. Предметом исследования – эффективность применения робота-подравнивателя кормов. 

В ходе исследования был использован экспертный опрос руководителей и специалистов ПАО «Каменское», в котором приняли участие руководитель и главные специалисты. Средний возраст опрашиваемых – 45 лет, 100 % опрашиваемых – с профильным высшим образованием. Для интерпретации результатов опроса были использованы различные методики анализа.

Результаты  исследования.

Понятие «робото-техника» не имеет однозначного определения. Так, согласно стандарту ISO 8373:2012 под роботом понимается «программируемый механизм, способный перемещаться с двумя и более степенями свободы, обладающий определенной степенью автономности и осуществляющий движение для выполнения определенных задач». 

Произведя исследование и обобщив опыт применения робототехники в сельскохозяйственных организациях Свердловской области, дадим свое определение сельскохозяйственной робототехники. Сельскохозяйственный робот – это программируемый механизм, выполняющий алгоритмизированные операции с высокой точностью, повторяемостью и последовательностью по созданию сельскохозяйственной продукции без участия человека.

Самым распространенным на сегодня робототехническим продуктом можно назвать доильного робота. Удельный вес автоматизированных доильных установок и роботизированного доения составляет только 7,3 % и 3,4 %, соответственно. В декабре 2002 года в мире насчитывалось 1754 доильных робота, спустя 5 лет их было 8190, а в 2010 году – более 16 тыс. При этом в Германии и Франции в 2010 году 30 % всего доильного оборудования составляли роботы, в Дании – 50 %, Нидерландах – 57 %. 

Помимо трудосберегающей доильной робототехники в хозяйствах производящих молоко используют другие виды трудосберегающей робототехники. К ним относятся роботы-подравниватели кормов, активно используемые в хозяйствах Татарстана и Кировской области, в племенном заводе-колхозе «Аврора» Вологодской области и других организациях. По данным компании «Lely», только за первое полугодие 2015 года продано уже 20 таких роботов-подравнивателей, два из них в Пермский край. Не стала исключением и Свердловская область, в ПАО «Каменское» Каменского района также использовали подравнивателя кормов. 

Робот-подравниватель кормов представляет собой автоматически перемещающуюся по кормовому проходу машину, которая следует вдоль ограждения у кормового стола. Назначение робота-подравнивателя состоит в периодичном сдвигании кормов к кормовой решетке с их перемешиванием для обеспечения однородности. Робот пододвигает корм к кормовой решетке при помощи вращающейся плоскости в нижней части, в то время как сама машина едет по прямой линии. Начальной точкой маршрута робота является зарядная станция, которая монтируется, как правило, на подходящем для этого месте кормового стола. Подравниватель является автономной машиной, редко требуется вносить какие-либо изменения в обустройство коровника, при этом он может использоваться в коровниках практически любого вида.

Перемещается и ориентируется в пространстве робот по различным маршрутам при помощи гироскопа и ультразвука, а определяет пройденное расстояние при помощи сенсоров на задних колесах и индуктивного сенсора. Маршруты, число которых может достигать шестнадцати, программируются при помощи пульта управления. Подравниватель кормов питается от аккумуляторных батарей и оснащен энергосберегающим электродвигателем. При этом он может пододвигать к кормовой решетке массу кормов высотой до 65 см, а максимальная ширина полосы корма – до 200 см. Важное значение при использовании робота имеет безопасность, поэтому подравниватель кормов оснащен детектором предотвращения столкновений. При распознавании препятствия он немедленно останавливает движение.

Применение трудосберегающих инноваций на основе робототехники существенно увеличивает удельную стоимость капитальных затрат. Поэтому необходимо определить основные преимущества использования робота-подравнивателя кормов. 

Экспертный опрос руководителя и специалистов организации позволил выявить основные преимущества применения робота-подравнивателя кормов: 

1. Робот-подравниватель работает в соответствии с заданной программой, совершая в условиях объекта исследования 8 обходов в сутки. Как правило, после каждого обхода роботом коровы начинают подниматься и подходить к кормушкам, тем самым стимулируется поедание животными корма. Постоянное наличие корма стимулирует передвижение коров и повышает потребление корма (+ 3,5 %), особенно ночью. В этом его преимущество по сравнению со скотником и ночным сторожем, работу которых по подравниванию кормов не всегда можно проконтролировать. Увеличение потребления корма способствует росту продуктивности (табл. 1). Как видно по данным расчетов, продуктивность коров увеличивается до 7105 кг на голову за счет постоянного доступа к кормам, лучшего моциона и поедаемости кормов, общий прирост производства составляет на одно и тоже поголовье 7000 килограмм или 152,6 тыс. руб./год в стоимостном выражении.

Прирост продуктивности при использовании робота-подравнивателя

Уменьшение потерь кормов в результате применения робота-подравнивателя

2. При регулярном подравнивании кормов его потери уменьшаются в среднем на 75 %. Потери кормов в целом в ходе кормления составляют от 6 до 12 %, в отдельных случаях до 30 %, что связано, прежде всего с низким качеством кормов, поскольку они могли быть взяты у края силосной ямы или места хранения, подвергаться воздействию осадков и могли быть изначально низкого качества. Проведем оценку потерь при различных схемах раздачи кормов (табл. 2).

Исходя из расчетов видно, что потери кормов в процентном отношении снижаются с 12 до 3,0 %, а стоимость неиспользованных кормов снижается с 1156 до 289 тыс. руб. Общий экономический эффект составляет 867 тыс. руб. 

3. Улучшение самочувствия животных в результате улучшенного моциона. Корм, пододвигаемый к коровам в течение всего дня, стимулирует коров двигаться. 

4. Равномерное качество корма в течении суток. Робот-подравниватель постоянно пододвигает корм к ограждению у кормового стола. Таким образом, у коров нет возможности избирательно поедать корм – он в одинаковом количестве доступен в течение суток. 

5. Уменьшение конкуренции между коровами при беспривязном содержании. Благодаря регулярной работе подравнивателя, коровам, занимающим подчиненное положение в стаде, тоже доступны свежие корма, после того, как доминирующие коровы закончили кормление. 

6. Снижение трудоемкости и увеличение гибкости – робот совершает 8 ежедневных круга по 40 минут и таким образом экономит минимум 1974 часа, или более одной ставки скотника в год. Кроме того, увеличивается гибкость занятости, поскольку высвобождается рабочая сила для использования в других процессах на ферме.

Как видно по данным таблицы, в течении дня скотник и ночной сторож делают 8 подравнивании кормов в среднем по 30 минут времени на один проход. При этом нет гарантий, что работник выполнит свои обязанности в соответствии с инструкциями, в то время как робот будет следовать заложенной программе. Исходя из фонда заработной платы скотника в организации, экономия фонда заработной платы составит 297,7 тыс. руб. Помимо этого применение трудосберегающей робототехники позволяет устранить кадровые риски на производстве, связанные с неадекватной работой персонала, невыполнением должностных инструкций, невыходами на работу, собственным видением ситуации и желанием внести изменения в производственный процесс, квалификационной асимметрией персонала и другими факторами, обусловливающими кадровые риски. 

Ожидается, что кадровые риски в сельском хозяйстве будут увеличиваться, поскольку по среднесрочному прогнозу численность сельского населения снизится к 2020 году на 4,5 %, а к 2040 году на 10,2 % [12]. 

7. Минимальное энергопотребление – робот эффективно использует энергию и положительно влияет на сокращение выброса углекислого газа. В пересчете на год трактор или погрузчик используют в десять раз больше энергии и выбрасывают примерно в четыре раза больше углекислого газа. Работа других кормораздатчиков на бензиновом двигателе в помещении запрещается, поскольку выхлопные газы таких двигателей содержат также угарный газ (СО), наличие которого в воздухе животноводческих помещений по стандартам недопустима.

Экономия фонда оплаты труда в результате применения робота-подравнивателя

Экономическую эффективность применения роботов можно оценить по годовому экономическому эффекту, который представляет собой экономию приведенных годовых затрат, получаемую в результате использовании данного робота. Эту экономию определяют из сравнения предлагаемого (нового) варианта с базовым вариантом раздачи кормов, который мы описали выше. Новый способ предполагает включение в схему робота-подравнивателя кормов (схема 1).

Использование роботов оказывает существенное влияние на такие важные экономические характеристики, как производительность труда, объем производства продукции, себестоимость, рентабельность, фондоотдача. 

Общий экономический эффект применения робота-подталкивателя будет складываться из суммы всех эффектов, получаемых в результате использования робота,

 где Э РП – эффект от применения робота-подравнивателя по сравнению с подталкивание кормов вручную, руб.;

Э ПР – эффект от увеличения продуктивности коров после внедрения робота, руб.;

Э ЭК – эффект от снижения потерь кормов при переходе от ручного к роботизированному подталкиванию кормов, руб.; 

Э Э.ФОТ – эффект от экономии фонда оплаты труда в результате высвобождения работников при переходе на роботизированное подталкивание кормов, руб. 

Таким образом общий экономический эффект от применения робота – подравнивателя кормов составит:

Э = 152,6 + 867 + 297,7 = 1287,3. 

Исходя из приведенных выше расчетов, общий экономический эффект от применения робота-подравнивателя кормов составит 1287,3 тыс. руб. /год. По данным таблицы видно, что расчет окупаемости инвестиций составит 89,9 %, а период окупаемости чуть более года – 406 дней. Эксплуатационные затраты включают в себя в основном затраты на электроэнергию для подзарядки аккумуляторных батарей. Робот-подравниватель имеет достаточно простую и надежную конструкцию, и в процессе эксплуатации поломок не происходило. Кроме того, предусмотрен гарантийный период сроком в 1 год. Однако важным условием применения робота-подравнивателя является наличие выровненных полов, по которым будет передвигаться робот, иначе это может привести к быстрому износу опорных катков и достаточно дорогостоящему внеплановому ремонту.


Выводы  и  рекомендации.

Материально-техническая база сельскохозяйственных организаций претерпевает изменения в направлении увеличения доля трудосберегающих инноваций на основе робототехники. На современном этапе доля роботов в структуре оборудования незначительна (3,4 % в доении), однако она будет увеличиваться в связи с нарастающими кадровыми проблемами и желанием руководителей сельскохозяйственных организаций устранить человеческий фактор в производстве продукции. 

В сельском хозяйстве России в настоящее время получила распространение доильная робототехника, однако применяются и другие виды роботов – в частности, роботы- подравниватели кормов. Их рынок оценивается в 20 единиц в год, распространение роботов имеет широкую географию по регионам России через дилерскую сеть основного производителя. 

Применение робота-подравнивателя кормов имеет ряд преимуществ, среди которых можно выделить: прирост продуктивности в результате стимулирования поедания кормов, уменьшение потерь кормов во время скармливания в среднем на 75 %, увеличение передвижений коров, обеспечение равномерности качества корма во время скармливания, снижение трудоемкости процесса кормления, снижение выбросов угарного газа.

Экономический эффект применения подравнивателя складывается из совокупных эффектов применения робота. Основные эффекты, поддающиеся измерению, состоят в увеличении продуктивности – 152,6 тыс. руб./год, уменьшении потерь кормов – 867,0 тыс. руб./год, экономии фонда оплаты труда – 297,7 тыс. руб./год. Общий экономический эффект со- ставляет 1287,3 тыс. руб./год.

Экономическая эффективность применения робота может быть рассчитана как отношение совокупного экономического эффекта и стоимости приобретения и монтажа робота с учетом эксплуатационных затрат. Окупаемость инвестиций составит 89,9 %, а период окупаемости – 406 дней. Таким образом, применение робота-подравнивателя кормов имеет ряд неоспоримых преимуществ, в перспективе ожидается рост применения трудосберегающей робототехники, учитывая кадровые риски, сценарный прогноз снижения численности сельского населения и увеличивающийся дефицит рабочих рук на селе.

Окупаемость инвестиций на приобретение робота-подталкивателя


ПОДОДВИГАТЕЛЬ КОРМА BUTLER GOLD


http://avu.usaca.ru/ru/issues/100/articles/2241 
Е. А. СКВОРЦОВ,
старший преподаватель,
Г. А. ИОВЛЕВ,
кандидат экономических наук, доцент,
Е. Г. СКВОРЦОВА,
аспирант,
Уральский государственный аграрный университет
(620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42)
А. А. ОРЕШКИН,
заместитель директора ЦОМ УрФУ,
Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина
(620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19)



Похожие статьи