Введение. Одним из приоритетных направлений научно-технологического развития сельского хозяйства является переход к высокопродуктивному, экологически чистому агрохозяйству. Достижению поставленной цели способствует внедрение передовых цифровых, интеллектуальных производственных технологий и роботизированных систем в АПК, в частности использование роботизированных мобильных энергетических средств и комплексов сельскохозяйственных машин.Наряду с созданием автоматизированных систем принятия оптимальных управленческих решений, планирования и прогнозирования хозяйственной деятельности большое внимание уделяется автоматизации, цифровому управлению и интеллектуализации сельскохозяйственной техники. Ведущие мировые ученые и лидеры в области сельскохозяйственного машиностроения ведут работы над созданием сельскохозяйственной техники будущего – сельскохозяйственных роботов и роботизированных систем [1]. Результаты исследований разрабатываемых робототехнических систем сельскохозяйственного назначения показывают, что наряду со специализированными и специальными роботами, предназначенными для выполнения одной или узкого перечня однотипных операций, разрабатываются универсальные (многофункциональные) роботы – беспилотные мобильные средства, способные в агрегате с различными сельскохозяйственными машинами автономно выполнять комплекс различных операций [1].Анализ тенденций развития разрабатываемых беспилотных мобильных средств показывает, что существует несколько концептуальных подходов к их созданию: 1) концептуальная модель А предусматривает создание универсальных беспилотных мобильных средств на базе серийно выпускающихся тракторов с сохранением существующей градации по тяговым классам и мощности, при этом сохраняется вся номенклатура и разнообразие навесной и прицепной сельскохозяйственной техники, входящей в существующую систему машин; 2) концептуальная модель В подразумевает создание универсальных беспилотных мобильных средств малой мощности, которые за счет групповой работы будут способны заменить всю номенклатуру применяющихся тракторов. В этом случае вся эксплуатирующаяся техника должна быть подстроена под один типоразмер, соответствующий тяговому усилию и мощности разрабатываемого мобильного средства; 3) концептуальная модель С предполагает формирование из нескольких однотипных энергомодулей беспилотных мобильных средств сельскохозяйственного назначения различной мощности и тягового усилия. Для агрегатирования с энергомодулями могут быть адаптированы серийно выпускающиеся сельскохозяйственные машины, имеющие различную ширину захвата, рабочую скорость, потребляемую мощность, вместимость бункера и т.п.На рисунке 1 представлен пример агрегатирования беспилотных мобильных средств концептуальной модели С (энергомодулей) с плугом, культиваторами для сплошной обработки почвы и междурядной обработки пропашных культур. Рис. 1 – Агрегатирование беспилотных мобильных средств концептуальной модели С (энергомодулей) с плугом, культиваторами для сплошной обработки почвы и междурядной обработки пропашных культурВ настоящее время учеными и ведущими производителями сельскохозяйственной техники в равной степени прорабатываются описанные концепции. Для определения дальнейших перспектив развития предложенных концептуальных моделей беспилотных мобильных средств сельскохозяйственного назначения целесообразно проработать вопрос оценки эффективности их применения.Проведенный анализ литературных источников показывает, что применение беспилотных мобильных средств оказывает влияние в первую очередь на повышение производительности [2, 3, 4]. При этом в большинстве случаев вызывает вопросы экономическая эффективность применения данной техники [5]. Применение интеллектуальных технологий, микроэлектроники и цифровых систем в беспилотных мобильных средствах будет приводить к их удорожанию, что будет снижать их инвестиционную привлекательность по сравнению с использующимися в настоящее время тракторами, управляемыми операторами [6]. В связи с этим при оценке эффективности применения беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей целесообразно оценивать себестоимость их эксплуатации [7], в частности стоимость одного мото-часа эксплуатации мобильного средства [8], определять максимальную экономически эффективную стоимость каждой концептуальной модели и целесообразный объем затрат при их создании на базе серийной техники [9]. Цель исследований – разработать методические подходы к расчету приведенной себестоимости выполнения сельскохозяйственных работ при оценке эффективности различных концептуальных моделей беспилотных мобильных средств.Условия, материалы и методы. Основные объекты испытаний – три концептуальные модели развития беспилотных мобильных средств: первая модель предусматривает создание универсальных беспилотных мобильных средств на базе серийно выпускающихся тракторов с сохранением существующей градации по тяговым классам и мощности; вторая модель подразумевает создание универсальных беспилотных мобильных средств малой мощности, которые за счет групповой работы будут способны заменить всю номенклатуру применяющихся тракторов; третья модель предполагает формирование из нескольких однотипных энергомодулей беспилотных мобильных средств сельскохозяйственного назначения различной мощности и тягового усилия.При проведении исследований принимаем следующие параметры рассматриваемых концептуальных моделей в соответствии с ГОСТ 27021-86 (СТ СЭВ 628-85) «Тракторы сельскохозяйственные и лесохозяйственные. Тяговые классы»: при реализации концептуальной модели А за базу принимаются серийно выпускающиеся сельскохозяйственные тракторы тяговых классов от 0,6 до 8, которые подвергаются соответствующей модернизации; при реализации модели В – мобильное энергетическое средство тягового класса 0,6 мощностью 28 кВт; при реализации концептуальной модели С – вновь создаваемый энергомодуль, соответствующий по своим тяговым характеристикам тракторам тяговых классов 0,2-0,6 мощность 18,5 кВт.При проведении исследований использовали общепринятые методики экономической оценки применения сельскохозяйственной техники, в частности описанные в ГОСТ Р 53056-2008 «Техника сельскохозяйственная. Методы экономической оценки», литературные источники, а также нормативно-справочные материалы.Результаты и обсуждение. Стоимость одного мото-часа эксплуатации мобильного средства определяется по формуле [10]:Sч = Sа + Sрто + Sтсм + Sз + Sв,                                              (1)где Sа – сумма амортизационных отчислений, руб./мото-час; Sрто  – сумма отчислений на текущий ремонт и ТО, руб./мото-час; Sтсм  – затраты на топливо и смазочные материалы, руб./мото-час; Sз  – затраты на заработную плату оператора, руб./ч; Sв  – прочие вспомогательные расходы, руб./ч.Величина амортизационных отчислений определяют по формуле:                                             Sа = (Ц ∙ амс)/Тг,                                                               (2)где Ц – стоимость беспилотных мобильных средств; амс – норма годовых амортизационных отчислений мобильного средства, в % к балансовой стоимости; Тг – годовая загрузка мобильного средства, ч. В нашем случае при односменной работе годовая загрузка беспилотного мобильного средства i-го тягового класса будет равна годовой загрузке базового трактора i-го тягового класса. Величина отчислений на ремонт и ТО будет определяться по формуле:                                             Sрто = (Ц ∙ арто)/Тг,                                                  (3)где арто – норма годовых отчислений на ремонт и ТО, в % к балансовой стоимости.Затраты на топливо и смазочные материалы Sтсм определяются по формуле:Sтсм  = Ст ∙ q ∙ Ne ∙ 1,03 ∙ (kдв ∙ (kдм ∙ kн – kх) + kх) ∙ 10–3,            (4)где Ст – комплексная цена топлива, руб./кг; q – удельный часовой расход топлива, г/кВтч; Ne – эффективная мощность двигателя мобильного средства, кВт; kдв – коэффициент использования двигателя по времени; kдм – коэффициент использования двигателя по мощности; kн – коэффициент, учитывающий изменение расхода топлива в зависимости от степени использования двигателя по мощности; kх – коэффициент, учитывающий расход топлива на холостом ходу.Поскольку применение беспилотных мобильных средств позволяет отказаться непосредственно от механизатора, то для осуществления дистанционного контроля за выполнением технологической операции и техническим состоянием мобильных средств предлагается создание диспетчерского центра и привлечение оператора, который способен одновременно осуществлять контроль за несколькими беспилотными мобильными средствами nмс  и составленными на их основе агрегатами. При проведении расчетов затрат на заработную плату оператора необходимо учитывать, что тарифная ставка оператора и механизатора отличаются. Размер тарифной ставки целесообразно определять из текущей экономической ситуации и среднего размера оплаты труда механизаторов в отрасли и операторов диспетчерских центров на текущий момент. Удельные затраты на заработную плату оператора диспетчерского центра, приходящиеся на одно беспилотное мобильное средство будут определяться по формуле:                                             Sз = (δн ∙ Зо)/nмс,                                                     (5)где δн – коэффициент, учитывающий начисления на зарплату; Зо – часовая тарифная ставка оператора, руб.; nмс – количество одновременно контролируемых оператором диспетчерского центра беспилотных мобильных средств, ед.Прочие вспомогательные затраты определяются по формуле:Sв ≈ 0,05 (Sа + Sрто + Sтсм + Sз).                                        (6)Проведенные теоретические исследования показывают, что снижения себестоимости выполнения работ при использовании беспилотных мобильных средств относительно серийно выпускающихся тракторов возможно достичь за счет распределения затрат на заработную плату оператора диспетчерского центра, одновременно контролирующего работу нескольких агрегатов, между несколькими беспилотными мобильными средствами.Осуществлена сравнительная оценка себестоимости мото-часа работы базовых (серийно выпускающихся) тракторов различных тяговых классов и беспилотных мобильных средств концептуальных моделей А, В и С. При осуществлении расчетов стоимость базовых тракторов принята в соответствии с существующими рыночными ценами: стоимость беспилотных мобильных средств концептуальных моделей А и В, исходя из условия, что предполагаемые затраты на роботизацию базовых тракторов для каждого тягового класса, – 1000 тыс. руб.; стоимость беспилотного мобильного средства концептуальной модели С – 1000 тыс. руб. (таблица 1). При расчетах учитывали, что для создания агрегата, сопоставимого по тяговому усилию и мощности серийному трактору тягового класса 0,2 необходимо использовать одно беспилотное мобильное средство концептуальной модели С, тягового класса 0,6 – два мобильных средства; тягового класса 0,9 – два; тягового класса 1,4 – три; тягового класса 2 – 5; тягового класса 3 – 7; тягового класса 4 – 8; тягового класса 5 – 10; тягового класса 6 – 13; тягового класса 8 – 20 мобильных средств. Таблица 1 – Принятые стоимости беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей и базовых тракторов соответствующих тяговых классов, тыс. руб.Концептуальная модельТяговый класс0,20,60,91,4234568Модель А160020002200260040004800730082001050021700Модель В2000Модель С1000Базовый тракторУралец 244Агромаш 30ТКАгромаш 50ТКМТЗ-82МТЗ-1221Беларус-1523Кировец К-4Кировец К-5Кировец К-7Ростсельмаш 35756001000120016003000380063007200950020700 Принимаем, что при односменной работе годовая загрузка беспилотного мобильного средства определенного тягового класса будет равна годовой загрузке базового трактора того же тягового класса (таблица 2). Таблица 2 – Годовая загрузка беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей и базовых тракторов соответствующих тяговых классов, чКонцептуальная модельТяговый класс0,20,60,91,4234568Модель А600100012001600155015001350140013001300Модель В1000Модель С1000Базовый трактор600100012001600155015001350140013001300 Амортизационные отчисления и отчисления на ТО и ремонт приняты в соответствии с существующими нормативами в зависимости от тяговых классов мобильных средств (таблица 3). Таблица 3 – Норма амортизационных отчислений и отчислений на ТО и ремонтКонцептуальная модельТяговый класс0,20,60,91,4234568Норма амортизационных отчислений, %Модель А12,512,512,59,110,010,010,010,010,010,0Модель В12,5Модель С12,5Базовый трактор12,512,512,59,110,010,010,010,010,010,0Норма отчислений на ТО и ремонт, %Модель А7,07,09,99,911,411,411,49,39,39,3Модель В7,0Модель С7,0Базовый трактор7,07,09,99,911,411,411,49,39,39,3 При расчете затрат на топливо и смазочные материалы принята цена дизельного топлива – 52 руб./кг.Для расчета затрат на топливо и смазочные материалы по формуле (4) были вычислены значения эффективной мощности установленных на беспилотных мобильных средствах и базовых тракторах двигателей и их удельный расход топлива (таблица 5). Таблица 5 – Эффективная мощность установленных двигателей и удельный расход топливаКонцептуальная модельТяговый класс0,20,60,91,4234568Эффективная мощность установленных двигателей, кВтМодель А18,528446295130150190280460Модель В28Модель С18,5Базовый трактор18,528446295130150190280460Удельный расход топлива, г/кВт·чМодель А259245241220226227229229213215Модель В245Модель С259Базовый трактор259245241220226227229229213215 При расчетах значения коэффициентов использования двигателя по времени, использования двигателя по мощности, учитывающего изменение расхода топлива в зависимости от степени использования двигателя по мощности и учитывающего расход топлива при работе на холостом ходу приняли равными 0,9.При осуществлении расчетов часовую тарифную ставку оператора диспетчерского центра, дистанционно контролирующего работу беспилотных мобильных средств, приняли равной 400 руб., а часовую тарифную ставку механизатора, осуществляющего работу непосредственно на тракторе, – 285 руб.Принимаем, что оператор диспетчерского центра способен одновременно контролировать работу 10 беспилотных мобильных средств. При реализации концептуальной модели С предполагается, что оператор также контролирует работу непосредственно 10 агрегатов, каждый из которых может быть составлен из нескольких энергомодулей. Для оценки экономической эффективности применения беспилотных мобильных средств произведена сравнительная оценка себестоимости мото-часа работы беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей по отношению к себестоимости мото-часа работы базовых тракторов соответствующих тяговых классов (таблица6, рисунок 2).Таблица 6 – Себестоимость одного мото-часа работы мобильных средств, руб.Тяговый классМодель АМодель ВМодель СБазовый трактор0,2826,84785,61485,59853,970,6785,61785,61911,03949,240,9979,751571,22911,031152,131,41012,581571,221336,471256,2721628,902356,822187,351852,3132138,383142,433038,232356,9642857,314713,653463,673059,2553251,125499,264314,563474,7564443,897070,475590,884656,3887998,0710212,918568,978210,56   Рис. 2 – Сравнительная оценка себестоимости мото-часа работы при использовании беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей по отношению к базовым тракторамАнализ результатов произведенных расчетов показывает, что только беспилотные мобильные средства концептуальной модели А позволяют снизить себестоимость мото-часа работы по сравнению с базовым трактором во всех тяговых классах. Значительного снижения себестоимости мото-часа (свыше 10%) данная концептуальная модель позволяет достичь в тяговых классах 0,6–2. Применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели В позволяет снизить себестоимость мото-часа относительно базового трактора в тяговых классах 0,2–0,6. Применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели С позволяет снизить себестоимость мото-часа в тяговых классах 0,2–0,9. Данные расчеты показывают, что при изначально принятых значениях стоимости беспилотных мобильных средств концептуальных моделей В и С невозможно добиться снижения себестоимости выполнения работ по сравнению с базовыми тракторами соответствующих тяговых классов.Для определения стоимости беспилотных мобильных средств каждой концептуальной модели, при которой данные средства позволят обеспечить снижение себестоимости выполнения технологических операций по сравнению с базовыми тракторами произвели расчет максимальной экономически целесообразной стоимости беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей по себестоимости мото-часа. Данный расчет осуществлялся исходя из условия обеспечения одинаковой себестоимости мото-часа работы при использовании беспилотных мобильных средств и базовых тракторов.Для осуществления расчета себестоимость мото-часа работы беспилотного мобильного средства Sч приравняем к себестоимости мото-часа работы базового трактора Sчбт: Sч = Sчбт.Расписав составляющие себестоимости мото-часа работы и выразив из уравнения составляющие затрат на амортизацию, ремонт и ТО, включающие в себя стоимость беспилотных мобильных средств, выразим стоимость беспилотного мобильного средства:Ц=Sчбт-Sтсм-Sз-Sв∙Тгб·100амс+артомс .                                    (7)По данной формуле произведены расчеты максимальной экономически целесообразной стоимости беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей различных тяговых классов, при которых их использование еще рентабельно по сравнению с базовыми тракторами аналогичных тяговых классов (таблица 7).Таблица 7 – Максимальная экономически целесообразная стоимость беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей, руб.Тяговый классМодель АМодель ВМодель С0,21696986236304728283260,62799177279923810933180,9307949497663215888261,44554431123094486945925541128117868967277336259148104099052470248513235653334753103597449415874945898796118631386900006489628230631381247872912501 Произведенные расчеты стоимости беспилотных мобильных средств концептуальной модели А показывают максимальную экономически целесообразную стоимость для мобильных средств каждого тягового класса, в то время как при определении предельной максимальной стоимость беспилотных мобильных средств концептуальных моделей В и С необходимо ориентироваться на наименьшее из полученных значений стоимости, поскольку данные концепции предусматривают групповое использование однотипных беспилотных мобильных средств во всех тяговых классах.Согласно полученным данным максимальная экономически целесообразная стоимость беспилотных мобильных средств концептуальной модели В должна составлять не более 587494 руб., а для беспилотных мобильных средств концептуальной модели С – 524702 руб. Таким образом, для того чтобы применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели В стало экономически целесообразной во всех тяговых классах, необходимо чтобы их стоимость значительно снизилась относительно серийно выпускающихся в настоящее время тракторов тягового класса 0,6.Поскольку концептуальная модель А подразумевает использование в качестве базовых средств серийно выпускающихся тракторов, то необходимо оценить максимальные экономически целесообразные затраты на переоборудование серийных тракторов, позволяющее реализовать беспилотное управление. Данные затраты будут определяться как разность максимальной экономически целесообразной стоимости беспилотных мобильных средств концептуальной модели А (Ц) и стоимости базовых тракторов аналогичных тяговых классов (Цб ):ЗбсА = Ц – Цб                                                (8)где ЗбсА –затраты на переоборудование серийного трактора, позволяющее реализовать беспилотное управление, руб.Для оценки максимальных экономически целесообразных затрат на переоборудование базового трактора в относительных величинах рассчитаем максимальное увеличение стоимости беспилотного мобильного средства концептуальной модели А относительно базового трактора:δбсА = (ЗбсА/Цб) ∙ 100.                                                    (9)Определение максимальной экономически целесообразной стоимости беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей по себестоимости одного мото-часа работы осуществлялось при условии обеспечения одинаковой себестоимости мото-часа работы при использовании беспилотных мобильных средств и базовых тракторов (таблица 8).Таблица 8 – Максимальные экономически целесообразные затраты на переоборудование серийных тракторов, позволяющее реализовать беспилотное управление и переход к беспилотным мобильным средствам концептуальной модели АТяговый классМаксимальные затраты на переоборудование базового трактора, руб.Максимальная доля затрат на переоборудование относительно стоимости базового трактора, %0,210969861830,617991771800,918794941571,42954431185225411288532459148654221323535525449413562363138258236313811 Таким образом, применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели А будет экономически целесообразным при условии увеличения их стоимости вследствие переоборудования на беспилотное управление на суммы не более чем приведенные расчетные значения в таблице 8.Выводы. Анализ общепринятых методов расчета себестоимости эксплуатации мобильных средств показывает, что себестоимость эксплуатации беспилотных мобильных средств зависит от их стоимости, годовой загрузки, мощности, производительности формируемых с ними сельскохозяйственных агрегатов и количества беспилотных мобильных средств, контролируемых один оператором диспетчерского центра. На основании произведенного анализа разработана методические подходы к расчету приведенной себестоимости выполнения сельскохозяйственных работ при оценке эффективности различных концептуальных моделей беспилотных мобильных средств. Произведенная оценка себестоимости эксплуатации беспилотных мобильных средств показала, что применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели А позволяет снизить себестоимость мото-часа работы по сравнению с базовыми тракторами на 3…19 %. Применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели В позволяет снизить себестоимость мото-часа относительно базового трактора только в тяговых классах 0,2–0,6, а беспилотных мобильных средств концептуальной модели С – только в тяговых классах 0,2–0,9.Разработаны методические подходы к расчету максимальной экономически целесообразной стоимости беспилотных мобильных средств различных концептуальных моделей по себестоимости мото-часа. Установлено, что применение беспилотных мобильных средств концептуальной модели В будет экономически целесообразным при стоимости не более 587494 руб., а беспилотных мобильных средств концептуальной модели С – 524702 руб.В ходе оценки максимальных экономически целесообразных затрат на переоборудование базового трактора при создании беспилотных мобильных средств концептуальной модели А установлено, что с увеличением тягового класса увеличивается предел максимальных экономически целесообразных затрат на переоборудование, при этом доля затрат на переоборудование базового трактора в стоимости беспилотных мобильных средств концептуальной модели А снижается со 183 % в тяговом классе 0,2 до 11 % в тяговом классе 8. Таким образом, наиболее целесообразно переоборудовать в беспилотные мобильные средства концептуальной модели А серийные тракторы наиболее высоких тяговых классов.