XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

В условиях современной цифровизации агропромышленного комплекса (АПК) внедрение информационных технологий становится ключевым фактором повышения рентабельности и экологической безопасности производства. Особую роль играют системы поддержки принятия решений, которые помогают агрономам эффективно управлять ресурсами. Одним из наиболее ответственных и затратных этапов в растениеводстве является защита посевов от вредителей, болезней и сорняков. Актуальность разработки специализированного программного обеспечения обусловлена необходимостью минимизировать ошибки при выборе препаратов и расчете их дозировок, что напрямую влияет на урожайность и экономическую эффективность агропредприятия.

На текущий момент во многих агрохолдингах процессы планирования защитных мероприятий выполняются с минимальным уровнем автоматизации. Для анализа существующего положения дел была разработана архитектурная модель «КАК-ЕСТЬ» (As-Is), описывающая ручной подбор средств защиты растений (СЗР) при выполнении бизнес-процесса обеспечения растениеводческого хозяйства СЗР.

На рисунке 1 представлена диаграмма архитектуры «КАК-ЕСТЬ», демонстрирующая взаимодействие ключевых участников процесса: главного агронома, поставщиков СЗР и агронома по защите растений.

Рисунок 1 – Диаграмма архитектуры «КАК-ЕСТЬ» обеспечения растениеводческого хозяйства СЗР

Исходя из информации, представленной на диаграмме, центральным инструментом работы специалиста является интерфейс MS Excel. Агроном по защите растений вручную вносит данные мониторинга полей, самостоятельно проводит идентификацию вредителей и планирует защитные мероприятия. Процесс расчета дозировок и потребностей, а также формирование заявки на закупку препаратов осуществляются средствами электронных таблиц. Результатом этой деятельности становится история обработки поля и информация о препаратах. Однако такой подход имеет существенные недостатки, так как он полностью зависит от человеческого фактора и не позволяет оперативно учитывать сложные взаимосвязи между состоянием посевов и характеристиками препаратов.

Для выявления глубинных проблем и определения стратегических целей разработки была построена мотивационная диаграмма в нотации ArchiMate, представленная на рисунке 2.

Рисунок 2 — Мотивационная диаграмма разработки экспертной системы подбора СЗР

Анализ мотивационной модели показывает, что ключевыми заинтересованными сторонами являются руководство агрохолдинга и главный агроном. Их стратегические цели заключаются в повышении экономической эффективности, обеспечении экологической безопасности и общей цифровизации АПК. Текущий процесс ограничивается негативными факторами, такими как ошибки человеческого фактора, сложность учета агроклиматических условий и проблема резистентности вредителей к препаратам. Эти проблемы препятствуют росту урожайности и оптимизации бюджета.

Решением выявленных проблем является создание экспертной системы подбора СЗР, которая позволит автоматизировать процесс на основе научной обоснованности. Внедрение такой системы направлено на достижение конкретных целей: повышение точности рекомендаций, обеспечение ротации препаратов для исключения привыкания вредителей и учет фаз вегетации растений. В конечном итоге это приведет к снижению затрат на закупку средств защиты и формированию оптимизированного бюджета.

На основе сформулированных требований была спроектирована целевая архитектура системы. На рисунке 3 приведена диаграмма «КАК-БУДЕТ» (To-Be), описывающая автоматизированный подбор средств защиты растений (СЗР) экспертной системой при выполнении бизнес-процесса обеспечения растениеводческого хозяйства СЗР.

Рисунок 3 — Диаграмма архитектуры «КАК-БУДЕТ» обеспечения растениеводческого хозяйства СЗР

Согласно диаграмме целевого состояния, ручной труд в Excel заменяется использованием экспертной системы «Авто-СЗР», развернутого на рабочей станции агронома под управлением ОС Windows. Новая архитектура предполагает наличие локальной базы данных препаратов, которая взаимодействует с модулями системы. Функционал приложения включает автоматическое определение вредителей, подбор и расчет дозировок, а также генерацию готовых рекомендаций.

Система позволяет загружать данные мониторинга полей и на их основе проводить идентификацию угроз. Важнейшим отличием от старой схемы является алгоритмическое планирование защитных мероприятий, которое исключает ошибки ручного расчета. Результатом работы программы становится не только сформированная заявка на закупку, но и автоматически сгенерированный PDF-файл с подробной информацией о вредителях и регламентах применения препаратов.

Таким образом, разработка и внедрение экспертной системы автоматического подбора средств защиты растений позволит предприятию перейти от ручного управления к научно обоснованному цифровому подходу. Это обеспечит существенное снижение рисков, связанных с человеческим фактором, повысит точность обработки полей и будет способствовать росту экономической эффективности всего агрохолдинга за счет грамотной оптимизации затрат на дорогостоящие препараты.

Список используемых источников

1. Труфляк Е. В. Точное земледелие: учебное пособие / Е. В. Труфляк, Е. И. Трубилин. — Санкт-Петербург: Лань, 2021. — 376 с. (Базовый учебник по цифровизации в АПК).

2. Зараменских Е. П. Архитектура предприятия: учебник и практикум для вузов / Е. П. Зараменских. — Москва: Издательство Юрайт, 2023. — 410 с. (Обоснование использования архитектурного подхода).

3. Ланкхорст М. Корпоративная архитектура на практике. Построение цифровой трансформации предприятия / М. Ланкхорст и др. — Москва: ДМК Пресс, 2021. — 188 с. (Классическая книга создателей ArchiMate).

4. Якушев В. П. Цифровые технологии в сельском хозяйстве: состояние и перспективы развития / В. П. Якушев // Вестник защиты растений. — 2019. — № 3 (101). — С. 5-9. (Статья про научный подход к цифровизации).

5. Попов С. Я. Основы защиты растений: учебник / С. Я. Попов, Л. А. Дорожкина, В. А. Калинин. — Москва: КноРус, 2020. — 488 с. (Источник по предметной области СЗР).

6. The Open Group. ArchiMate® 3.1 Specification [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://pubs.opengroup.org/architecture/archimate3-doc/ (дата обращения: 18.12.2025).

7. Ведомственный проект «Цифровое сельское хозяйство»: официальное издание. — Москва: ФГБНУ «Росинформагротех», 2019. — 48 с.