Dieser Artikel erschien zuerst in f3 farm. food. future.
f3 - farm. food. future: Prof. Herlitzius, bei der Industrie 4.0 soll die industrielle Produktion mit moderner Informations- und Kommunikationstechnik verzahnt werden. Können wir auch in der Landtechnik von einer Ära 4.0 sprechen?
Prof. Thomas Herlitzius: Wir können von dem Beginn einer Ära 4.0 sprechen, denn die technischen Grundlagen dafür sind vorhanden. 4.0 wird als eine Zukunftsvision beschrieben, in der intelligente und digitale Systeme vernetzt sind, miteinander kommunizieren und kooperieren. In der Landwirtschaft gibt es bereits eine Vielzahl an intelligenten und digitalen Systemen. Es finden sich nun vermehrt Ideen von kleineren, hinsichtlich ihrer Bearbeitungsfunktionen flexibel konfigurierbarer Maschinen. Gestützt auf moderne Informations-, Kommunikations- und Ortungssysteme agieren sie weitgehend selbstständig und teilweise fahrerlos.
f3: Daran arbeiten Sie in dem Konsortium „Feldschwarm“. Worum geht es dabei?
Prof. Thomas Herlitzius: „Feldschwarm“ ist ein Zusammenschluss von verschiedenen Unternehmen und Forschungsinstituten. Bis 2020 wollen wir die Grundlagentechnologien für autonom operierende Anbaugeräte in der Landtechnik entwickeln. Wir haben uns gefragt, wie wir die Auslastung von Maschinen verbessern, die Qualität steigern, teilflächenspezifisch und für die Natur nachhaltiger arbeiten können bei gleicher Effizienz. Unsere Lösung sind modulare Maschinensysteme.
Auslastung erhöhen, Bodendruck verringern
f3: Was kann man sich darunter konkret vorstellen?
Prof. Thomas Herlitzius: Bei der Bodenbearbeitung wollen wir ein System entwickeln, wofür wir prozessspezifische Module haben, die auswechselbar sind. Solche Module, zum Beispiel ein Grubber oder eine Scheibenegge, sollen durch Schnittstellen mit dem Rest des Systems, also Rahmenkonstruktion, Triebkopf und Energieversorger, verbunden sein. Auf diese Weise sind wir in der Lage, die Auslastung der einzelnen Komponenten deutlich zu erhöhen. Bodenbearbeitungsgeräte haben 2.000 bis 3.0000 Betriebsstunden in ihrem Maschinenleben. Ein Traktor hingegen hat in seiner Lebenszeit 10.000 Betriebsstunden.
Wir wollen keine Vollautomatisierung, sondern verfolgen den kollaborativen Ansatz, bei dem der Landwirt mitwirkt." - Prof. Thomas Herlitzius
Mit der Modularität können wir uns nicht nur viel schneller und kostengünstiger den Prozessaufgaben anpassen, sondern auch die Auslastung der nicht prozessspezifischen Komponenten nach oben treiben. Das Maschinensystem ist außerdem kleiner, was weniger Bodendruck bedeutet. Außerdem wäre ein modulares Maschinensystem flexibler. Wenn ich zum Beispiel drei Grubber mit jeweils drei Metern Arbeitsbreite nutze, dann sind die besser manövrierfähig als ein Grubber mit neun Metern Arbeitsbreite.
Fäden laufen beim Landwirt zusammen
f3: Wie sind die Maschinen organisiert? Was genau ist mit Schwarm gemeint?
Prof. Thomas Herlitzius: Ein Schwarm ist ein modulares Maschinensystem aus mehreren Maschinen. Jeder Schwarm hat eine führende Einheit, den Strategen, der die anderen Maschinen überwacht. Die anderen Maschinen werden zwar vom Schwarmführer überwacht, arbeiten aber teilautonom. Das heißt, dass sie ihre Informationen zur Bearbeitung aus dem Farm-Management-System bekommen und genau wissen, welche Aufgabe auf dem Feld sie zu erledigen haben.
Der Landwirt muss kein Smart-Farming-Spezialist werden." - Prof. Thomas Herlitzius
f3: Was genau ist die Rolle des Landwirts dabei? Werden Maschinen den Landwirt früher oder später ersetzen?
Prof. Thomas Herlitzius: Der Landwirt ist der Bediener, der Schwarmführer, der das System überwacht und den Schwarm managt. Je nach Arbeitsaufgaben bestimmt er auch die Größe des Schwarms. Wir wollen keine Vollautomatisierung, sondern verfolgen den kollaborativen Ansatz, bei dem der Landwirt mitwirkt.
Generell soll der Landwirt in seinem Kompetenzfeld bleiben und sich um die Pflanzenproduktion kümmern. Er muss kein Smart-Farming-Spezialist werden. Aber für alle Prozesse auf dem Feld, für die betriebswirtschaftlichen Aufgaben und Subventionsabwicklungen braucht er digitale und intelligente Systeme. Der Landwirt muss zukünftig derjenige sein, der die Anwendungen und Tools verschiedener Dienstleister richtig einsetzt, koordiniert und in seinem Betrieb so miteinander verknüpft, dass der Produktionsprozess profitabel, in hoher Qualität, transparent und nachhaltig stattfindet.
So wie der Landwirt sich heute seinen Maschinenpark zusammenstellt, wird er sich zukünftig seinen Dienstleistungspark zusammenstellen. Ich sehe den Landwirt daher als Organisator von Arbeiten, die verschiedene Anwendungen und Systeme übernehmen.
Problem: technische Insellösungen
f3: Was für Probleme gibt es derzeit? Was muss für eine Landtechnik 4.0 passieren?
Prof. Thomas Herlitzius: Wir setzen den Landwirten seit Jahren Inseln der Technik vor die Nase, die wir nicht verbunden bekommen. Das ist die große Herausforderung, die wir heute haben. Die Tools und Geräte müssen sich miteinander automatisiert verständigen können. Wenn der Landwirt sechs Tools für eine Aufgabe braucht und die Daten mühselig hin und her tragen muss, dann frisst das Zeit und ist ein Problem.
Die Industrie muss dem Landwirt die Dienstleistungen brauchbar und kaufbar liefern, sodass der Landwirt in der Lage ist, die Intelligenz, die jetzt tatsächlich existiert, zu nutzen.
Zum Autor
Thomas Herlitzius ist Maschinenbauingenieur und hat 15 Jahre bei John Deere, in letzter Position als Entwicklungsleiter, gearbeitet. Seit 2007 ist er Professor für Agrarsystemtechnik an der TU Dresden und aktuell amtierender Direktor des Institutes für Naturstofftechnik. Er ist außerdem Sprecher des Konsortiums „Feldschwarm“.
