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O+P Fluidtechnik 3/2021

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O+P Fluidtechnik 3/2021

DIGITALISIERUNG SMART

DIGITALISIERUNG SMART FARMING 5G IN DER LANDWIRTSCHAFT MOBILE MASCHINEN Die Digitalisierung der Landwirtschaft respektive Smart Farming beschreibt den Einsatz von Technologien wie der Datenverarbeitung, Automatisierung sowie künstlicher Intelligenz, um den Ackerbau und die Viehzucht effizienter, ertragreicher und umweltverträglicher zu gestalten. Von besondere Relevanz ist dabei eine schnelle Datenübertragung durch moderne, leistungsstarke Mobilfunknetze wie 4G/5G. Aber welchen Mehrwert bietet überhaupt der Mobilfunkstandard der 5. Generation für die Landwirtschaft und was ist der aktuelle Stand der Dinge? Im Zuge der Digitalisierung der Landwirtschaft fallen durch entsprechende Sensoren und Automatisierungen große Mengen Messdaten an. Diese in Echtzeit auch über größere Distanzen zu übertragen, ist der grundlegende Vorteil von 5G. Dies ist beispielsweise bei aus der Ferne gelenkten Landmaschinen maßgeblich, die ihre Positions- und Sensordaten sowie Kamerabilder via 5G in Echtzeit an den Fahrer, der nicht mehr im Führerhaus Platz nehmen muss, übertragen können. So ist auch eine Fernsteuerung ohne direkten Sichtkontakt und die zwingend erforderliche Anwesenheit in unmittelbarer Nähe möglich. Durch 5G können nicht nur Daten schneller übertragen, sondern auch Arbeitsschritte und Kapazitäten wie Vorgänge rund um die künstliche Intelligenz per Cloud ausgelagert werden. Das bedeutet, dass nicht mehr jede einzelne landwirtschaftliche Maschine „intelligent“ arbeiten muss, sondern ihre gesammelten Informationen durch Kameras und Sensoren per Mobilfunk an eine zentrale Verarbeitungsstelle weiterleitet, welche dann in Echtzeit die Daten analysiert und entsprechende Arbeitsanweisungen zurückschickt. Hierdurch sind nur einmal die Rechenkapazität und entsprechende Algorithmen erforderlich, auf die alle Maschinen zurückgreifen können. Aber auch in anderen Bereichen kann die 5. Mobilfunkgeneration ihre Vorteile ausspielen. Immer dort, wo viele Daten schnell 54 O+P Fluidtechnik 2021/03 www.oup-fluidtechnik.de

DIGITALISIERUNG Kamera- oder ferngesteuerte Landmaschinen reduzieren den Arbeitsaufwand und damit die Kosten für Landwirte, indem sie in Zukunft mithilfe von 5G teilautonom oder gar komplett selbstständig die Bearbeitung von Feldern übernehmen. Aber nicht nur auf dem Boden können landwirtschaftliche Maschinen mit der Hilfe von 5G gewinnbringend eingesetzt werden. Drohnen kommen für die Überwachung von Feldern in Betracht. So lässt sich der aktuelle Zustand der Pflanzen analysieren, um z. B. den Einsatz von Wasser und Dünger zu optimieren und damit letztendlich auch zu reduzieren. Auch bei für Mensch und Maschine schwer zugänglichen Anbauflächen (z. B. steilen Weinbergen) spielen Drohnen ihre Vorteile aus. Gleiches ist natürlich auch mit (fest installierten) Sensoren auf dem Boden möglich. Wenn man z. B. den konkreten Bedarf von Düngemitteln auf einzelnen Teilflächen kennt, können Maschinen gezielter und damit deutlich geringerer Mengen an Fungizide ausbringen, indem Kameras die Pflanzen erkennen und gezielt behandeln. Das ist nicht nur effizient, sondern auch nachhaltig und gut für die Umwelt. Und auch bei der Bewässerung lassen sich Ressourcen einsparen, indem z. B. die Bodenfeuchte von Sensoren ermittelt und dann die Bewässerung intelligent und automatisch gesteuert wird. Aber nicht nur beim Ackerbau spielen die Digitalisierung und 5G ihre Vorteile aus. Auch viele weitere verschiedene digitale Systeme, die der Landwirt einsetzt, können davon profitieren. Beispiele dafür sind kameragelenkte Hackgeräte, Melkroboter, Fütterungsautomaten, Lüftungssteuerungen verschiedenste Apps auf dem Smartphone etc. All diese Anwendungen stehen unter dem Dach des „Smart Farming“ oder „Digital Farming“. In der Schweiz setzen Unternehmen in einem Versuch 5G ein, um Kühe zu überwachen. Durch die Überwachung per Kameras und Sensoren sowie die Datenübertragung per 5G wird überwacht, was die Tiere fressen, wann und wie viel sie schlafen, ebenso wie viel sie sich bewegen. Weitere Daten wie die Milchproduktion, die Gesundheit und mehr werden ebenfalls erhoben sowie analysiert. So ist es Landwirten möglich, die Pflege und Fütterung der Tiere zu optimieren, um den Milchertrag zu maximieren. Dieses Beispiel lässt sich auch auf viele andere Bereiche der Tierhaltung übertragen. übertragen werden sollen, ist 5G die richtige Technologie. Möglich ist dies entweder über das öffentliche Mobilfunknetz, welches allerdings erst im Ausbau ist. Für sehr große landwirtschaftliche Betriebe könnte auch die Errichtung eines eigenen Campus-Netzes interessant sein. Hier wird ein eigenes 5G-Netz aufgespannt, das den Betrieb abdeckt und so unabhängig von den öffentlichen Netzen die Datenübertragung sicherstellt. Allerdings ist diese Methode mit relativ hohen Kosten verbunden, die sich viele Betriebe nicht werden leisten können. So bleibt ihnen nur darauf zu warten, bis die Netzbetreiber den neuen Mobilfunkstandard flächendeckend ausrollen. ANWENDUNGSGEBIETE FÜR 5G IN DER DIGITALEN LANDWIRTSCHAFT DIGITALISIERUNGS-STATUS IN DER LANDWIRTSCHAFTLICHEN PRAXIS Verschiedene Hersteller haben bereits ein umfangreiches Angebot an digitalen und vernetzten Produkten für die Landwirtschaft – z. B. Neumaschinen, die von Werk aus bereits mit 4G-Modems ausgerüstet sind. Damit lassen sich Dokumentations- und Optimierungsprozesse online durchführen. Das schafft Transparenz und Sicherheit. Darüber hinaus verfügen viele Maschine bereits über automatische GPS Lenksysteme. Diese erhalten per Mobilfunk Korrektursignale und können somit auf wenige Zentimeter genau auf dem Acker fahren. Erst kürzlich wurde ein ferngesteuerter Traktor, der 5G nutzt, vorgestellt. Die Maschine, welche derzeit nur als Prototyp besteht, kann über den neuen Mobilfunkstandard aus der Ferne gelenkt werden. So ist selbst bei mehreren hundert Kilometer Entfernung eine sichere Steuerung und der Betrieb eines Traktors in Echtzeit möglich. Die Fernsteuerung ist aber letztendlich nur ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung des vollständig autonomen Fahrens. Dieser finale Schritt soll, nach Aussagen von Fachleuten, für viele Endbenutzer innerhalb des nächsten Jahrzehnts Realität werden. In vielen Bereichen der Landwirtschaft hat die Digitalisierung schon Einzug gehalten, aber eben längst nicht in allen und in jeder Konsequenz. So sollen in der Schweiz bereits mehr als 1000 Melkroboter im Einsatz sein und ungefähr jeder zweite neue Traktor wird dort mit einem automatischen Lenksystem ausgerüstet. Diese Beispiele zeigen, dass die Technologien definitiv in der Praxis angelangt sind. Damit ist das Potential aber noch lange nicht ausgeschöpft und verschiedenste weitere Lösungen, wie zur Optimierung der Düngung oder zur Verbesserung des Pflanzenschutzes, befinden sich in der Entwicklung. EIN BLICK IN DIE ZUKUNFT Gerade im Zusammenspiel mit 5G gibt es noch viele Versuchsfelder, wie die Landwirtschaft von dem neuen Standard profitieren kann. Viele Projekte und Versuche haben bereits stattgefunden bzw. laufen gerade. Hier ist in Zukunft sicherlich noch viel von den Herstellern zu erwarten. Auf die Frage, wie die Landwirtschaft in www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/03 55

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