Принципы формирования инновационной системы для АПК России: создание основы коммерциализации научно­технических разработок

Based on the systematization of the existing knowledge in the field of innovation, the article formulates the principles of organizing an innovation system for the agro-industrial complex of Russia. Within these principles, the following concepts became the key ones: an innovation system, a triple helix model of innovation, an innovation process (including the transfer of technologies from the science sector to the business sector and the accompanying problem of the innovation death valley), a comprehensive classification of technology groups and radical innovation types from the point of view of the industry's technological paradigm, and innovation implementation.Research purpose To develop the principles of organizing (building) an innovation system for the agro-industrial complex of Russia and to reveal through them the inner content of the "innovation system" concept.Materials and methods A normative approach to economic analysis and a systematic method were applied.Results and discussion A successful innovation system of the agro-industrial complex is shown to depend on the effective interaction of agricultural science, agribusiness and the state: the three institutional participants in the innovation development and implementation act based on a pre-agreed mutual understanding of the innovation process concept, including the need to overcome the innovation death valley. At the same time, an innovative project proposal can be initiated by any sector, and the role of the state is recognized as critical and mission-oriented. The article presents the criteria for the potential of the new technology implementation at its initial stage, at the level of an idea. An example of the analysis of tillage technology criteria was provided.Conclusions The principles of organizing an innovation system for the agro-industrial complex of Russia were proposed. The secret of the innovation system success is shown to be based on the integrated efforts of the innovation process participants – Russian agricultural science, agribusiness and the state. The article highlights the need for timely real actions, practical steps to build an innovation system.На основе систематизации знаний в области инноваций сформулировали принципы организации инновационной системы для агропромышленного комплекса (АПК) России. В указанных принципах в качестве ключевых установили следующие понятия: инновационная система, модель тройной спирали инноваций, инновационный процесс (в том числе трансфер технологий из сектора науки в сектор бизнеса и сопутствующая проблема долины смерти инноваций), комплексная классификация групп технологий и видов радикальных инноваций с точки зрения технологической парадигмы отрасли, внедрение инноваций.Цель исследования Разработать принципы организации (формирования) инновационной системы для АПК России и раскрыть через них внутреннее содержание понятия «инновационная система».Материалы и методы Применили нормативный подход к экономическому анализу и системный метод.Результаты и обсуждение Показали, что успешная инновационная система АПК базируется на эффективном взаимодействии сельскохозяйственной науки, агробизнеса и государства: три институциональных участника при разработке и внедрении инноваций исходят из заранее согласованного общего понимания концепции инновационного процесса, включая необходимость преодоления долины смерти инноваций. При этом первоначальная инициатива выдвижения того или иного инновационного проекта может исходить от любого сектора, а роль государства признается критической и миссия-ориентированной. Предложили критерии потенциала внедрения научно-технической разработки на ее начальной стадии, на уровне идеи. Привели пример анализа критериев для технологии в области обработки почвы.Выводы Предложили принципы организации инновационной системы для АПК России. Показали, что секрет успеха инновационной системы кроется в объединении усилий участников инновационного процесса – российской сельскохозяйственной науки, агробизнеса и государства. Подчеркнули необходимость своевременных реальных действий, практических шагов по организации инновационной системы

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РЕСУРСОВ В РОССИИ

Technical efficiency of agricultural resources use in Russia is assessed. As methodology for calculations the author used Data envelopment analysis (DEA) which is the nonparametric method based on linear programming. The essence of the DEA method consists in an efficiency evaluation of homogeneous units of decision making proceeding from creation on the basis of real data (amounts of resources and amounts of types of output) of general border of production capabilities. CCR-I model was offerd as a specific kind of the DEA model. It is the radial DEA model with continual returns to scale and orientation to resources. The group of 54 countries included in a research consisted of the states of the CIS, BRIC, the EU, OECD. The time frames of calculation were established: 1992-2007 and 2008-2012 (owing to lack of uniform data for all time interval). Аmount of agricultural products was used as output. Agricultural lands, an economically active population in agriculture, farm machines and the equipment, a livestock, fertilizers were used in the form of resources. The main source of statistical data is FAOSTAT. From 54 countries under consideration Belgium, Greece, Israel, Malta and the Netherlands became leaders in technical efficiency of agricultural industry in 1992-2007. Inefficient use of agricultural resources, especially lands was established as a result of the conducted research in Russia. On average efficiency of use of agricultural lands in our country can be increased by 8 times, work - by 2-2.5 times, machines - by 2-3 times, a livestock and fertilizers - by 1.5-2 times. Good tendencies to growth of efficiency of agricultural production are notice in 2008-2012.Дана оценка технической эффективности использования сельскохозяйственных ресурсов в России. В качестве методологии для расчетов использовали Data envelopment analysis (DEA) - непараметрический метод, основанный на линейном программировании. Показали, что суть метода DEA состоит в оценке эффективности гомогенных единиц принятия решений исходя из построения на основе реальных данных (объемов ресурсов и объемов видов выпуска) общей границы производственных возможностей. В качестве конкретной разновидности модели DEA предложили так называемую CCR-I модель, то есть радиальную модель DEA с постоянной отдачей от масштаба и ориентацией на ресурсы. Группа включенных в исследование 54 стран состояла из государств СНГ, БРИК, ЕС, ОЭСР. Установили временные интервалы расчета: 1992-2007 гг. и 2008-2012 гг. (в силу отсутствия единообразных данных за весь временной промежуток). В качестве выпуска использовали объем сельскохозяйственной продукции. Сельскохозяйственные угодья, экономически активное население в области сельского хозяйства, сельскохозяйственные машины и оборудование, домашний скот, удобрения использовались в виде ресурсов. Основной источник статистических данных - FAOSTAT. Из 54 рассматриваемых стран лидерами по технической эффективности сельского хозяйства в 1992-2007 гг. стали Бельгия, Греция, Израиль, Мальта и Нидерланды. В результате проведенного исследования установили неэффективное использование в России сельскохозяйственных ресурсов, особенно земли. Расчеты показали, что в среднем эффективность использования сельскохозяйственных угодий в нашей стране можно повысить в 8 раз, труда - в 2-2,5 раза, машин - в 2-3 раза, домашнего скота и удобрений - в 1,5-2 раза. Установлено, что в 2008-2012 гг. наметились хорошие тенденции к росту эффективности сельскохозяйственного производства

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МАШИННОТРАКТОРНОГО ПАРКА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

An indicator for an integral assessment of efficiency of a fleet of agricultural machinery and tractors is proposed. Its calculating consists in multiplying partial efficiencies together: technical and price efficiency of agricultural production, and eco-efficiency of a fleet of agricultural machinery and tractors. Using an axiomatic method, the concept of efficiency of fleet was studied within broader category of productivity and in wider scales - within agriculture. The most general and obvious statements according to which efficiency of machine and tractor fleet is considered as indirectly settlement size counted proceeding from efficiency of agricultural production, were accepted as axioms. In general, efficiency is a ratio between productivity of an object in question and that of the theoretical ideal or an object with maximum productivity efficiency of which is accepted equal to unity or 100%. Technical efficiency of agricultural production characterizes the ability of an agricultural sector to produce the technically maximum output of agricultural produce obtained from the available resources (land, labor, machines, etc.). Price efficiency evaluates the ability of an agricultural sector to produce output of agricultural produce with regard to employing the optimal mix of resources given their prices. Because the theoretical ideal does not exist, efficiency of an agricultural sector, e.g. in Russia and of its fleet of agricultural machinery and tractors, is measured against agriculture of another country with maximum productivity efficiency of which is accepted as equal to unity or 100 percent. The calculation can be made on the basis of the Data Envelopment Analysis method. It is possible to calculate price and economic efficiency of Russian agriculture (fleet of agricultural machinery and tractors) due to use its domestic prices.Предложили для обсуждения показатель интегральной оценки эффективности машинно-тракторного парка сельского хозяйства. Его расчет состоит в перемножении частных видов эффективности: технической и ценовой эффективности сельскохозяйственного производства, эко-эффективности машинно-тракторного парка. Используя аксиоматический метод, понятие эффективности парка изучали в пределах более широких категорий производительности и масштаба - в рамках сельского хозяйства. В качестве аксиом приняли наиболее общие и очевидные утверждения, в соответствии с которыми эффективность машинно-тракторного парка рассматривается как косвенно расчетная величина, рассчитываемая исходя из эффективности сельскохозяйственного производства. Под эффективностью в общем смысле понимается соотношение производительности изучаемого объекта и производительности теоретического идеала или объекта с максимальной производительностью, эффективность которых признается равной единице или 100 процентам. Отметили, что техническая эффективность сельскохозяйственного производства характеризует способность аграрного сектора произвести технически максимальный выпуск сельскохозяйственной продукции из имеющихся ресурсов (земли, труда, машин и т.д.). Ценовая эффективность, в свою очередь, оценивает способность аграрного сектора осуществлять выпуск сельскохозяйственной продукции с использованием оптимального сочетания ресурсов с учетом их цен. Предположили, что ввиду отсутствия теоретического идеала техническую эффективность аграрного сектора, например России и ее машинно-тракторного парка, необходимо рассчитывать относительно сельского хозяйства другой страны с максимальной производительностью, эффективность которого признается равной единице или 100 процентам. Предложили расчет ценовой и экономической эффективности сельского хозяйства (машинно-тракторного парка) России осуществлять на основе использования внутренних цен

Цифровизация технологических процессов в растениеводстве России

Currently, the influence of program documents on digital agriculture development is rather great in our country. Within the framework of the European Association of Agricultural Mechanical Engineering, a relevant definition of agriculture 4.0 has been elaborated and introduced.Research purpose: offering general recommendations on the digitalization of agriculture in RussiaMaterials and methods. The authors make use of the normative approach: the core of digital agriculture is compared with the current state of the agricultural sector in Russia.Results and discussion. The analysis has found that digital agriculture (agriculture 4.0 and 5.0) is based on developed mechanized technologies (agriculture 2.0), precision agriculture technologies (agriculture 3.0), the use of such digital technologies and technical means as the Internet of things, artificial intelligence, and robotics. The success of introducing digital agriculture depends on the success of all the three levels of the system. However, the problem of the lack of agricultural machinery indicates insufficient development of mechanized technologies;  poor implementation of precision agriculture technologies means the lack of experience of using these technologies by the majority of farms in our country; an insufficient number of leading Russian IT companies (such as Amazon, Apple, Google, IBM, Intel, Microsoft etc.) weakens the country’s capacity in making a breakthrough in the development of the Internet of things, artificial intelligence, and robotics.Conclusions. The authors have identified the need to form scientific approaches to the digitization of technological operations used in the cultivation of agricultural crops and classified precision agriculture technologies. They have underlined that the digitization of agricultural production in Russia must be carried out along with intensified mechanization (energy saturation); also, to introduce technologies of precision agriculture and digital agriculture, it is necessary to organize state-funded centers for training farmers in the use of these technologies. Finally, it is necessary to take measures to strengthen the development of the IT sphere, as well as formulate an integral approach to the problem of digitalization.Влияние информационных технологий на развитие экономики настолько велико, что его часто именуют четвертой промышленной революцией. В рамках Европейской ассоциации сельскохозяйственного машиностроения разработали аналогичное понятие – сельское хозяйство 4.0, что означает переход от точного сельского хозяйства к цифровому.Цель исследования Разработать общие рекомендации по цифровизации сельского хозяйства в России.Материалы и методы Использовали нормативный подход: сопоставление исследуемой сущности цифрового сельского хозяйства и текущего положения дел в отрасли.Результаты и обсуждение Установили, что цифровое сельское хозяйство (сельское хозяйство 4.0 и 5.0) базируется на развитых механизированных технологиях (сельское хозяйство 2.0), технологиях точного сельского хозяйства (сельское хозяйство 3.0) с использованием таких цифровых технологий и технических средств, как интернет вещей, искусственный интеллект, роботы. Уточнили, что прогресс внедрения цифрового сельского хозяйства зависит от успешности функционирования всех трех уровней системы. Заключили, что недостаточное количество сельхозтехники свидетельствует о слабом развитии механизированных технологий; замедленное внедрение точного сельского хозяйства означает отсутствие опыта работы с данными технологиями в большинстве сельхозпредприятий. Дефицит ведущих российских компаний в сфере IT (аналогичных Amazon, Apple, Google, IBM, Intel, Microsoft и другим) ослабляет потенциальные возможности прорыва нашей страны в создании и развитии интернета вещей, искусственного интеллекта, роботов.Выводы Выявили необходимость формирования научных подходов цифровизации технологических операций возделывания сельскохозяйственных культур. Представили классификацию технологий точного сельского хозяйства. Подчеркнули, что цифровизацию аграрного производства необходимо проводить на фоне роста механизации (энергонасыщенности); для внедрения технологий точного и цифрового сельского хозяйства следует организовать финансируемые государством центры обучения фермеров применению данных технологий. Требуется разработать меры по усилению развития сферы IT, сформировать интегральный подход к проблеме цифровизации

Технические системы цифрового контроля качества обработки почвы

The production of tillage equipment is focused on the growing use of soil-protective and resource-saving farming and the use of the precision agriculture in tillage principles. The differentiated tillage concept arose, and occupied an intermediate position between traditional and anti-erosion (shallow) types of tillage. The authors conducted an analysis of technical systems for tillage quality digital control taking into account the indicated trends. They indicated that there was a certain inconsistency in the soil cultivation systems names in the scientific literature. (Research purpose) To provide an analytical overview of the tillage digital quality control technical systems. (Materials and methods) The authors used manufacturers’ brochures of tillage equipment, patents and scientific works. (Results and discussion) The authors examined the commercial offers existing in the world market in the differentiated tillage and digital quality control systems spheres. They presented an analysis of similar solutions available in the world scientific literature. They studied the issues of controlling the angle of disks’ attack, the depth of tillage, the soil surface ridging, the average size of the soil lumps, the amount of crop residues, determining the soil properties in a non-contact way. They identified the fragmentation of scientific and industrial developments in the sphere of tillage quality control. They suggested combining them into one system to automate the process of differentiated tillage. (Conclusions) It was shown that tillage equipment is becoming more adaptable in terms of meeting the specific requirements of the farmer for tillage. The authors identified promising areas for the future development of tillage machines: the inclusion of different subsystems of tillage quality digital control in the same system and the automation of differentiated tillage.Производство почвообрабатывающей техники ориентировано на растущее применение почвозащитного и ресурсосберегающего земледелия и использование принципов точного сельского хозяйства в почвообработке. Возникло понятие дифференцированной обработки почвы, которая занимает промежуточное положение между традиционной и противоэрозийной (неглубокой) обработками. Провели анализ технических систем цифрового контроля качества обработки почвы с учетом указанных тенденций. Показали, что в научной литературе существует определенная несогласованность в наименованиях систем обработки почвы. (Цель исследования) Представить аналитический обзор технических систем цифрового контроля качества обработки почвы. (Материалы и методы) Использовали проспекты компаний-производителей почвообрабатывающей техники, патенты и научные работы. (Результаты и обсуждение) Рассмотрели существующие на мировом рынке коммерческие предложения в сфере дифференцированной обработки почвы и системы цифрового контроля качества. Представили анализ аналогичных решений, имеющихся в мировой научной литературе. Изучили вопросы контроля угла атаки дисков, глубины обработки почвы, гребнистости поверхности почвы, средних размеров комков почвы, количества пожнивных остатков, определения свойств почвы бесконтактным способом. Выявили разрозненность научных и производственных разработок в сфере контроля качества обработки почвы. Предложили объединить их в одну систему, чтобы автоматизировать процесс дифференцированной почвообработки. (Выводы) Показали, что почвообрабатывающая техника становится все более адаптируемой в плане выполнения специфических требований фермера к обработке почвы. Определили перспективные направления для будущего развития почвообрабатывающих машин: включение в одну систему разных подсистем цифрового контроля качества обработки почвы и автоматизация дифференцированной почвообработки

TECHNICAL EFFICIENCY OF AGRICULTURAL RESOURCES USE IN RUSSIA

Technical efficiency of agricultural resources use in Russia is assessed. As methodology for calculations the author used Data envelopment analysis (DEA) which is the nonparametric method based on linear programming. The essence of the DEA method consists in an efficiency evaluation of homogeneous units of decision making proceeding from creation on the basis of real data (amounts of resources and amounts of types of output) of general border of production capabilities. CCR-I model was offerd as a specific kind of the DEA model. It is the radial DEA model with continual returns to scale and orientation to resources. The group of 54 countries included in a research consisted of the states of the CIS, BRIC, the EU, OECD. The time frames of calculation were established: 1992-2007 and 2008-2012 (owing to lack of uniform data for all time interval). Аmount of agricultural products was used as output. Agricultural lands, an economically active population in agriculture, farm machines and the equipment, a livestock, fertilizers were used in the form of resources. The main source of statistical data is FAOSTAT. From 54 countries under consideration Belgium, Greece, Israel, Malta and the Netherlands became leaders in technical efficiency of agricultural industry in 1992-2007. Inefficient use of agricultural resources, especially lands was established as a result of the conducted research in Russia. On average efficiency of use of agricultural lands in our country can be increased by 8 times, work - by 2-2.5 times, machines - by 2-3 times, a livestock and fertilizers - by 1.5-2 times. Good tendencies to growth of efficiency of agricultural production are notice in 2008-2012

INTEGRAL ASSESSMENT OF EFFICIENCY OF A FLEET OF AGRICULTURAL MACHINERY AND TRACTORS

An indicator for an integral assessment of efficiency of a fleet of agricultural machinery and tractors is proposed. Its calculating consists in multiplying partial efficiencies together: technical and price efficiency of agricultural production, and eco-efficiency of a fleet of agricultural machinery and tractors. Using an axiomatic method, the concept of efficiency of fleet was studied within broader category of productivity and in wider scales - within agriculture. The most general and obvious statements according to which efficiency of machine and tractor fleet is considered as indirectly settlement size counted proceeding from efficiency of agricultural production, were accepted as axioms. In general, efficiency is a ratio between productivity of an object in question and that of the theoretical ideal or an object with maximum productivity efficiency of which is accepted equal to unity or 100%. Technical efficiency of agricultural production characterizes the ability of an agricultural sector to produce the technically maximum output of agricultural produce obtained from the available resources (land, labor, machines, etc.). Price efficiency evaluates the ability of an agricultural sector to produce output of agricultural produce with regard to employing the optimal mix of resources given their prices. Because the theoretical ideal does not exist, efficiency of an agricultural sector, e.g. in Russia and of its fleet of agricultural machinery and tractors, is measured against agriculture of another country with maximum productivity efficiency of which is accepted as equal to unity or 100 percent. The calculation can be made on the basis of the Data Envelopment Analysis method. It is possible to calculate price and economic efficiency of Russian agriculture (fleet of agricultural machinery and tractors) due to use its domestic prices

Digitalization of Technological Processes of Crop Production in Russia

Currently, the influence of program documents on digital agriculture development is rather great in our country. Within the framework of the European Association of Agricultural Mechanical Engineering, a relevant definition of agriculture 4.0 has been elaborated and introduced.Research purpose: offering general recommendations on the digitalization of agriculture in RussiaMaterials and methods. The authors make use of the normative approach: the core of digital agriculture is compared with the current state of the agricultural sector in Russia.Results and discussion. The analysis has found that digital agriculture (agriculture 4.0 and 5.0) is based on developed mechanized technologies (agriculture 2.0), precision agriculture technologies (agriculture 3.0), the use of such digital technologies and technical means as the Internet of things, artificial intelligence, and robotics. The success of introducing digital agriculture depends on the success of all the three levels of the system. However, the problem of the lack of agricultural machinery indicates insufficient development of mechanized technologies;  poor implementation of precision agriculture technologies means the lack of experience of using these technologies by the majority of farms in our country; an insufficient number of leading Russian IT companies (such as Amazon, Apple, Google, IBM, Intel, Microsoft etc.) weakens the country’s capacity in making a breakthrough in the development of the Internet of things, artificial intelligence, and robotics.Conclusions. The authors have identified the need to form scientific approaches to the digitization of technological operations used in the cultivation of agricultural crops and classified precision agriculture technologies. They have underlined that the digitization of agricultural production in Russia must be carried out along with intensified mechanization (energy saturation); also, to introduce technologies of precision agriculture and digital agriculture, it is necessary to organize state-funded centers for training farmers in the use of these technologies. Finally, it is necessary to take measures to strengthen the development of the IT sphere, as well as formulate an integral approach to the problem of digitalization

Technical Systems for Digital Soil Quality Control

The production of tillage equipment is focused on the growing use of soil-protective and resource-saving farming and the use of the precision agriculture in tillage principles. The differentiated tillage concept arose, and occupied an intermediate position between traditional and anti-erosion (shallow) types of tillage. The authors conducted an analysis of technical systems for tillage quality digital control taking into account the indicated trends. They indicated that there was a certain inconsistency in the soil cultivation systems names in the scientific literature. (Research purpose) To provide an analytical overview of the tillage digital quality control technical systems. (Materials and methods) The authors used manufacturers’ brochures of tillage equipment, patents and scientific works. (Results and discussion) The authors examined the commercial offers existing in the world market in the differentiated tillage and digital quality control systems spheres. They presented an analysis of similar solutions available in the world scientific literature. They studied the issues of controlling the angle of disks’ attack, the depth of tillage, the soil surface ridging, the average size of the soil lumps, the amount of crop residues, determining the soil properties in a non-contact way. They identified the fragmentation of scientific and industrial developments in the sphere of tillage quality control. They suggested combining them into one system to automate the process of differentiated tillage. (Conclusions) It was shown that tillage equipment is becoming more adaptable in terms of meeting the specific requirements of the farmer for tillage. The authors identified promising areas for the future development of tillage machines: the inclusion of different subsystems of tillage quality digital control in the same system and the automation of differentiated tillage