Vernetzte Landmaschine, Bild: John Deere

Mit vernetzten Landmaschinen wird die Landwirtschaft noch effizienter. Dabei helfen auch Assistenzsysteme und das Autonome Fahren. Bild: John Deere

Was sind die Trendthemen im Bereich Mobile Maschinen, speziell in Bezug auf Landmaschine?
Im Bereich der Landmaschinen interessiert man sich zurzeit für zwei wesentliche Themen. Zum einen ist da die Schadstoffreduzierung mit dem Stichwort Green Agriculture, also grüne Landwirtschaft, und zum anderen geht es um Effizienzsteigerung bei Arbeitsprozessen. Die Schadstoffemission zu reduzieren kann man über verschiedenste Möglichkeiten erreichen, zum Beispiel indem man den Kraftstoffverbrauch senkt oder die Verbrennungsvorgänge in den Verbrennungsmotoren verbessert. Ein anderer Ansatz wäre die Installation besserer Schadstofffilter oder ein Schwenk komplett in Richtung E-Mobilität. Ein Zwischenschritt in diese Richtung sind zum Beispiel Hybrid-Antriebe, also Verbrennungsmotor plus Elektrifizierung. Wenn es aber tatsächlich um die 100 prozentig grüne Landwirtschaft geht, muss es die Elektrifizierung des Antriebsstranges sein.

Bei dem zweiten Thema, also der Effizienzsteigerung, spielen verschiedene Aspekte eine Rolle wie zum Beispiel eine verbesserte Energienutzung aber auch eine verbesserte Maschinenkonstruktion. Hier denken Konstrukteure zum Beispiel darüber nach, ältere Maschinen an heute verfügbare Technologien wie beispielsweise neue Steuergeräte anzupassen, um mit der höherwertigen elektronischen Steuerung eine Verbesserung der Arbeitsprozesse oder auch eine Optimierung der Betriebsführung zu erreichen. Hier stellt sich zudem die zentrale Frage für den Fahrzeugbediener: Wie steuere ich das Fahrzeug, um zum Beispiel die Effizienz des Fahrzeuges selber oder auch die Effizienz des Arbeitsprozesses zu verbessern? Dabei spielt auch das Thema Vernetzung, also wie kommuniziert meine Arbeitsmaschine, eine wichtige Rolle. Dadurch kann ich auch einiges an Effizienzsteigerung erzeugen, besonders mit einer Mensch-Maschine-Interaktion und Operator Assistenzsystemen. Dabei wird der Bediener der Landmaschine mit verschiedenen technischen Möglichkeiten unterstützt, um seine Effizienz der Maschinennutzung zu verbessern.

Stefan A. Lang, Bild: STW
Stefan A. Lang, Abteilungsleiter Systeme und Lösungen bei Sensortechnik Wiedemann. Bild: STW

Welche technischen Gegebenheiten wären das?
Um diese Gegebenheiten zu erklären, muss die Maschine etwas tiefer betrachtet werden. Hier kann grob eine Klassifizierung in vier Kategorien gemacht werden, die aus der Betrachtung der Maschine aus ihrem Inneren nach außen hin klar werden: maschinenintern, maschinenextern, Maschinen im Verbund und Operator-Assistenzsysteme. Maschineninterne Assistenzsysteme sind solche, die auf der Landmaschine selbständig agieren wie zum Beispiel Schnitttiefenregulierung oder Ausbringmengenregulierungssysteme, automatische Lenksysteme, Schnittkantendetektion zur Maximierung der Ernteleistung oder aktive Auslegerstabilisierung. Sie sind von ihrer technischen Natur her aber nur schwer unterscheidbar von tatsächlichen Operator Assistenzsystemen, bei denen die Unterstützung des Bedieners im Mittelpunkt steht.

Maschinenexterne Assistenzsysteme sind zum Beispiel die Einbindung in die Cloud und die über externe Rechnereinheiten bereit gestellten Planungs oder Berechnungshilfen für die Maschine. Die Maschine bekommt dann zum Beispiel Navigationshinweise, um ihre Fahrt zu verbessern. Die Maschine im Verbund funktioniert nur mit einer entsprechenden Machine-to-Machine(M2M) Kommunikation und hier ist ein wichtiges Merkmal die Unterscheidung zwischen dem bereits dargestellten Cloud Computing und dem Edge Computing. Im Falle des Edge Computing bewegen wir uns weg von der eigentlichen Bearbeitung in einem zentralisierten Knoten auf einer Maschine oder in der Cloud, hin zu in Netzen verteilten Aufgaben und Berechnungen. Assistenzsysteme im Maschinenverbund können auch eine Tandemfahrt zwischen einem Mähdrescher und einem Traktor für die Erntegutbeladung sein.

Ein wichtiges Thema bei der Unterstützung der Fahrzeugbediener ist zum Beispiel die Schnittkantendetektion, bei der sich die Maschine selbständig an der Erntespur orintiert und ausrichtet. Zudem kann der Bediener maschinell unterstützt werden, indem Sensoren bestimmte Pflanzen erkennen und das entsprechende Mittel, wenn die Pflanze tatsächlich unter dem Sprühkopf sitzt, spritzt. Hier hilft auch der Spurhalteassistenz dem Traktorfahrer, wenn er mal kurzzeitig abgelenkt werden sollte, nicht über die Pflanzen zu fahren. Ein anderes Beispiel wären Tandemfahrten zweier Traktoren mit nur einem Fahrer, bei der der vorne wegfahrende Traktor von einem Menschen bedient wird und sich ein daneben fahrendes oder schräg dahinter fahrendes Fahrzeug dann automatisch auf die Bewegung des vorausfahrenden Traktors ausrichtet.

Das Thema Vernetzung spielt bei der Effizienzsteigerung eine wichtige Rolle. Dadurch kann ich einiges an Effizienz erzeugen, besonders mit einer Mensch-Maschine-Interaktion und Operator-Assistenzsystemen.

Stefan A. Lang, STW