Обеспечение продовольственной безопасности страны на основе создания программно-аппаратных комплексов и интеллектуальных платформенных цифровых решений в сфере развития агропромышленных технологий полного жизненного цикла

Объекты исследований: технологии роботизации агротехнологических процессов; программно-аппаратные комплексы (ПАК) агропроизводства; технологии цифрового агромониторинга; геоинформационные системы и технологии (ГИС-технологии); технологии уборки урожая, его сортировки и производственной логистики; технологии переработки и утилизации отходов агропромышленного комплекса растительного происхождения; замкнутые технологические циклы в области переработки данного вида отходов; цифровые модели управления технологическими процессами, замыкающими производственные циклы в сфере аграрно-промышленного комплекса (АПК). Цель исследований: − создание цифровой модели управления комплексом технологий агропромышленного производства в растениеводстве и точном земледелии (далее – комплекс производственных агротехнологий), объединяющим цифровые технологии точного земледелия, эффективные агро-биотехнологии, технологии роботизации агротехнологических процессов, программно-аппаратные комплексы (далее – ПАК) агропроизводства, технологии цифрового агромониторинга, геоинформационные системы и технологии (далее - ГИС-технологии), технологии уборки урожая, технологии сортировки и производственной логистики. − создание цифровой модели управления технологическими процессами, замыкающими производственные циклы в сфере АПК. − формирование единого технологического пакета, объединяющего комплекс производственных агротехнологий, технологии органического и углерод-нейтрального земледелия, технологии замыкания производственных циклов в сфере АПК, технологии переработки производственных отходов АПК и продовольственных излишков, системы поддержки принятия управленческих решений в сфере АПК, комплекс логистических технологий, включающий технологии управления производственной, потребительской кооперацией, и сбытом продукции в сфере АПК, технологии, обеспечивающие взаимодействие различных экономических агентов в едином экономическом цикле в сфере АПК, и создание комплексной цифровой модели экономической системы полного цикла в сфере АПК. Методы. Анализ патентной документации и непатентных информационных источников, а также методы сравнительного анализа, математического и экономико-математического моделирования, а также метод экспертных оценок. В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: Выполнен анализ цифровых технологий управления процессами автоматизированного принятия управленческих решений в сфере АПК, логистики, производственной и потребительской кооперации в сфере АПК, сбыта продукции в сфере АПК, взаимодействия различных экономических агентов в едином экономическом цикле в сфере АПК, а также существующих комплексных решений, и выявление дефицитов. Проведено патентное исследование уровня техники по ГОСТ Р 15.011-2024 «Интеллектуальная собственность. Патентные исследования. Содержание и порядок проведения». Сформировано описание единого технологического пакета. Создана цифровая модель экономической системы АПК полного цикла. Разработаны требования к интеграции технических решений и технологий агропромышленного производства в растениеводстве и точном земледелии в комплекс производственных агротехнологий. Разработана комплексная цифровая модель экономической системы полного цикла в сфере АПК. Выполнено имитационное моделирование производственных, технологических и экономических процессов с использованием разработанных цифровых моделей. Сформирован комплекс методик испытаний технологий в АПК на основе данных партнёров. Разработаны способы верификации разработанных методик сравнительных испытаний технических решений и технологий агропромышленного производства в растениеводстве и точном земледелии. Сформирован комплекс программ и методик испытаний технологий в сфере АПК, включающий: − Программу и методики сравнительных испытаний технических решений и технологий агропромышленного производства в растениеводстве и точном земледелии. − Программу и методики сравнительных испытаний технологий замыкания производственных циклов в сфере АПК. − Программу и методики сравнительных испытаний технологий переработки производственных отходов и продовольственных излишков в сфере АПК. − Программы и методики испытаний и верификации работоспособности разработанных цифровых моделей. Проанализированы существующие технологии замыкания циклов и переработки производственных отходов АПК и продовольственных излишков. Выполнен анализ существующих технологий замыкания производственных циклов в сфере АПК, обеспечивающих предотвращение или снижение загрязнения окружающей среды и водных ресурсов, снижение выбросов парниковых газов, повышение секвестрации углерода почвами при осуществлении агропромышленного производства. Выполнен анализ существующих технологий переработки производственных отходов и продовольственных излишков в сфере АПК. Создана многовариантная цифровая модель технологических процессов, замыкающих производственные циклы аграрного производства. Разработана цифровая модель технологических процессов, замыкающих производственные циклы аграрного производства. Разработана цифровая модель технологических процессов переработки производственных отходов и продовольственных излишков в сфере АПК. Разработана многовариантная цифровая модель технологических процессов, замыкающих производственные циклы аграрного производства, включая технологические процессы переработки производственных отходов и продовольственных излишков в сфере АПК. Разработана методика испытаний и верификации работоспособности отдельных технологических процессов. Разработана программа и методики сравнительных испытаний технологий замыкания производственных циклов в сфере АПК. Разработаны программа и методики сравнительных испытаний технологий переработки производственных отходов и продовольственных излишков в сфере АПК. Разработаны программа и методики испытаний и верификации работоспособности созданной многовариантной цифровой модели управления технологическими процессами, замыкающими производственные циклы в сфере АПК. Выполнен анализ существующего комплекса технологий растениеводства и точного земледелия, включая технологии роботизации агротехнологических процессов, ГИС-технологии. Выполнен анализ существующих технических решений и технологий растениеводства, включая эффективные агро-биотехнологии, технологии органического и углерод-нейтрального земледелия, ПАК агропроизводства, технологии уборки урожая, технологии сортировки и производственной логистики. Выполнен анализ существующих технических решений и технологий точного земледелия, включая цифровые технологии точного земледелия, технологии роботизации агротехнологических процессов, технологии цифрового агромониторинга, ГИС-технологии. Создана и верифицирована цифровая модели управления технологическим циклом с применением различных технологий агромониторинга, ПАК агропроизводства и систем поддержки принятия управленческих решений в АПК. Разработана и верифицирована цифровая модель управления технологическим циклом агропромышленного производства в растениеводстве с применением комплекса производственных агротехнологий и систем поддержки принятия управленческих решений в сфере АПК. Разработаны программа и методики испытаний и верификации работоспособности созданной комплексной цифровой модели экономической системы полного цикла в сфере АПК. Проведены сравнительный анализ технических решений и технологий агропромышленного производства и разработка требований к интеграции. Выполнен сравнительный анализ технических решений и технологий агропромышленного производства в растениеводстве и точном земледелии. Разработаны требования к интеграции технических решений и технологий агропромышленного производства в растениеводстве и технических решений и технологий точного земледелия в единый комплекс технологий агропромышленного производства в растениеводстве и точном земледелии. Разработана методика сравнительных испытаний и способов верификации разработанных методик. Разработаны программа и методики сравнительных испытаний технических решений и технологий агропромышленного производства в растениеводстве. Разработаны программа и методики сравнительных испытаний технических решений и технологий в точном земледелии. Результаты исследования, а именно комплекс производственных агротехнологий и цифровая модель управления технологическим циклом агропромышленного производства в растениеводстве с применением комплекса производственных агротехнологий и систем поддержки принятия управленческих решений в сфере АПК, комплекс технологических процессов переработки производственных отходов и продовольственных излишков в сфере АПК, цифровая платформа управления ими, могут быть внедрены в деятельность агрохозяйств для улучшения их производительности и сокращения издержек операционной деятельности, что повысит их конкурентоспособность на отечественном и мировом рынках сельскохозяйственной продукции. На первом этапе проекта разработаны и представлены в настоящем отчете планы внедрения прикладных результатов исследования, утвержденные заинтересованными профильными организациями.