Automatisierungstechnik Kommunikationssysteme und Web-Lösungen in der Landtechnik

Anforderungen an Datenmanagement-Lösungen und Kommunikationssysteme

Landwirte und Lohnunternehmer sowie die Fahrer landwirtschaftlicher Arbeitsmaschinen sind geprägt durch moderne Technik. Der Einfluss moderner Kommunikationssysteme nimmt stetig zu, getrieben durch die Nutzung von Smartphones, Tablets und modernen Multimedia- und Entertainment-Systemen. Der tägliche Umgang mit diesen Systemen führt zu Gewöh-nungsaspekten und lässt damit die Anforderungen an Datenmanagement-Lösungen und Kommunikationssysteme in der Landtechnik weiter steigen.

Apps, webbasierte Produkte sowie Dienste und Services rund um die Maschine machen das eigentliche Produkt attraktiv und müssen für die Integration der Maschine in die Umwelt des Kunden sorgen. Am deutlichsten sind diese Entwicklungen aktuell im Bereich der weiterver-arbeitenden Industrien, wie z.B. Zuckerproduktion, aber auch im Biogas-Bereich zu erkennen. Maschinen, die nicht in die Infrastruktur und Umwelt des verarbeitenden Betriebs passen, werden nicht akzeptiert. Ohne entsprechende Datenmanagement-Lösungen und Kom-munikationssysteme ist die Ernte und Anlieferung bei den hochtechnologiesierten und auto-matisierten Betrieben nicht mehr möglich.

Die Landwirte, Lohnunternehmer und insbesondere die Fahrer der Maschinen fordern auto-matisierte Datenmanagement-Lösungen und einfach bedienbare Kommunikations-Systeme. Kompatibilität, offene Schnittstellen, ISOBUS-Unterstützung sowie Herstellerunabhängigkeit werden gleichermaßen gefordert. Im Funktionsumfang sollen neben der Maschinendatener-fassung, Navigation, Kommunikation und Telematik auch ergänzende Dienste, wie z.B. Ar-beitszeiterfassung, Wetter und Social Media Dienste enthalten sein. Kompatibilität zu Buch-haltungs- und Abrechnungssystemen ist eine weitere wichtige Kundenanforderung. Zugriffs-möglichkeiten sollen nicht nur auf das Büro beschränkt sein. Alle relevanten Betriebs- und Statusinformationen sollen zu jeder Maschine, zu jeder Zeit an jedem Ort der Welt über mo-bile Endgeräte abgerufen und beeinflusst werden können.

Die Vernetzung von generierten Informationen bekommt dabei eine hohe Bedeutung. Land-wirte und Lohnunternehmer wollen die landwirtschaftlichen Prozesse von der Aussaat bis zur Ernte optimieren. Dafür ist eine Durchgängigkeit der Datenflüsse und der Zwangsanforderung erforderlich. Die Bedienung und das optische Erscheinungsbild der Anwendungen müssen sich einheitlich und durchgängig darstellen. Unterschiedliche Dienste und Anwendungen sollen auf einer einmal erstellten Datenbasis mit Stamm- und Bewegungsdaten arbeiten. Begriffe wie Big Data, Industrie 4.0 und Internet of Things werden in der Landtechnik aktuell nicht im Sprachgebrauch angewendet. Sowohl die Anwender, Software-Anbieter und Ma-schinenhersteller bezeichnen moderne Kommunikationssysteme und Datenmanagement-Lösungen als "Cloud" oder "Daten-Drehscheibe".

Neben den fachlichen Anforderungen stellen Landwirte und Lohnunternehmer die klare For-derung nach informationeller Selbstbestimmung [1]. Jeder Anwender möchte selbst ent-scheiden, wem er welche Daten zur Ansicht freigibt. Datenschutz und Datensicherheit müs-sen insbesondere im Bereich webbasierter Datenmanagement-Systeme sichergestellt wer-den. Das gilt gleichermaßen für Administratoren und staatliche Einrichtungen.

Marktentwicklungen im Bereich Kommunikationssysteme und Datenmanagement

Seit der ersten Vorstellung von webbasierten Datenmanagement-Lösungen auf der Agritechnica 2013 laufen die Entwicklungsarbeiten bei allen Lösungsanbietern auf Hochtouren. Neben herstellerspezifischen und herstellergetriebenen Lösungen, wie z.B. myJohndeere.com [2] und 365farmnet.com [3], engagieren sich insbesondere die klassischen Hersteller von Agrarsoftware, um webbasierte Lösungen zu erstellen.

Die Kundenverbände fordern Neutralität, Datenschutz, Herstellerunabhängigkeit und Durch-gängigkeit der Lösungen. Landwirte, Lohnunternehmer und Maschinenringe zeigen am Markt aktuell Zurückhaltung und stehen in einer abwartenden Haltung, da viele Kommunika-tionssysteme und Datenmanagement-Lösungen aktuell noch in der frühen Entwicklungspha-se stecken. Neben dem unvollständigen funktionalen Abdeckungsgrad der Lösungen kritisie-ren die Kunden heute insbesondere, dass keine durchgängige Lösung für alle relevanten Maschinen der unterschiedlichen Landtechnik-Hersteller verfügbar ist.

Diese Tatsache hat es verschiedenen externen Software-Herstellern ermöglicht, Einzellö-sungen am Markt zu platzieren. In Deutschland sind neben Arvato System FarmPilot [4] und Agricircle [5] unter anderem Trecker.com [6] und Betriko.de [7] mit webbasierten Kommuni-kationssystemen und Datenmanagement-Lösungen am Markt in Erscheinung getreten. Ne-ben deutschen Anbietern sind vermehrt Aktivitäten im internationalen Markt festzustellen. Insbesondere in England, in den USA und weiteren Teilen der Welt entstehen webbasierte moderne Lösungen und Dienste für die Landwirtschaft. Oftmals fehlt es bei den externen Software-Herstellern an dem notwendigen Abdeckungsgrad und Schnittstellen zu weiteren Diensten sind nicht verfügbar. Jeder dieser Marktteilnehmer hat sich auf ein Fachgebiet und einen eingeschränkten Kundenkreis spezialisiert.

Kundenverbände und Landtechnik-Hersteller werden vom Markt dazu aufgerufen, eine durchgängige, neutrale und herstellerübergreifende Lösung zu etablieren, die frei von jegli-chem politischen Interesse oder Firmeninteresse ist. Diese Aufgabenstellung muss die Bran-che lösen, um weitere Prozessoptimierung und Produktivitätssteigerungen zu erzielen.

Im Bereich der Kommunikationssysteme ist im Segment der Hardware ein klarer Trend er-kennbar. Eine stetig wachsende Anzahl an Apps und Anwendungen für mobile Endgeräte, wie z.B. Smartphones und Tablets, ist ein klares Zeichen dafür, dass bei Landwirten und Lohnunternehmern eine hohe Akzeptanz dieser Multimedia-Technologie vorhanden ist.

Kunden fordern Zugriff auf Datenmanagement-Lösung von jedem Ort der Welt, zu jeder Zeit. Mobile Endgeräte ergänzen als Kommunikationssystem das herkömmliche Maschinentermi-nal. In der Regel sind mobile Endgeräte bereits mit GPS-Empfänger und Online-Anbindung versehen, sodass sich die Nutzung für landwirtschaftliche Anwendungen anbietet. Da mobile Endgeräte eine kürzere Lebensdauer haben, kann und muss man diese Geräte deutlich ein-facher und schneller in der Kabine des Traktors ersetzen.

Nachdem die Landtechnik im ersten Schritt reine Apps zur Anzeige und Berechnung von Informationen, wie Wetter, Streutabellen, etc. angeboten hat, wurde im weiteren Schritt auch Datenmanagement mit Maschinendatenerfassung umgesetzt.

Einige Landtechnik-Hersteller arbeiten an Lösungen, um sicherheitskritische Arbeitsfunktio-nen über mobile Endgeräte realisieren zu können. Die folgende Abbildung zeigt unterschied-liche Kategorien an landwirtschaftlichen Apps auf mobilen Endgeräten.

Bild 1: Apps go Farming - Kategorisierung von landwirtschaftlichen Anwendungen [8]

Figure 1: Apps go Farming - classification of agricultural apps [8]

Im Bereich der Maschinenbedienung gilt es neben den klaren Vorgaben der ISO25119 [9] insbesondere mit der hohen Entwicklungsgeschwindigkeit der Multimedia-Industrie standzu-halten. Aktuell ist dazu noch kein Trend am Markt sichtbar. Es gibt erste Hersteller, die Lö-sungen anbieten, allerdings sind in der Praxis noch verschiedene Herausforderungen in die-sem Bereich zu lösen. Für die eigenständigen Anwendungen sowie für den Bereich Daten-management sind mobile Endgeräte bereits heute vielfach im Einsatz.

Webbasierte Lösungen und Dienste

Die Fachbereiche der Landwirtschaft sind komplex und tiefgreifend. Genauso unterschiedli-che, wie die Natur und Ernte in den einzelnen Regionen ist, ebenso unterschiedlich sind auch die Bedarfe nach spezifischen Kommunikationssystemen und Fach-Anwendungen.

Um die Kundenanforderungen zu erfüllen und dabei trotzdem wirtschaftlich entwickeln zu können, Produkte und Dienstleistungen in den Märkten verkaufen zu können, sind grund-sätzlich neue Denkansätze zu generieren. In absehbarer Zukunft wird es nichtmehr ausrei-chen eine einzelne Maschine zu verkaufen. Zum Verkauf einer Maschine gehört dann die Integration in das Arbeitsumfeld, mechanische, physikalische aber insbesondere auch logi-sche Schnittstellen. ISOBUS, Datenkompatibilität sowie Dienste und Anwendungen im Be-reich Datenmanagement müssen nicht nur die perfekte Integration in den Betrieb sicherstel-len, sondern auch die Optimierung der täglichen Arbeiten und Prozesse ermöglichen. Die Maschinenhersteller müssen dabei völlig neue und kreative Ideen entwickeln, wie neben der technischen Lösung der Integration auch wirtschaftliche Vorteile erzielt werden können. Die nachfolgende Abbildung zeigt, wie umfangreich und vielfältig Datenmanagement, Cloud-Lösungen und Dienste sein können.

Bild 2: Cloud-Lösungen - Grobarchitektur einer Landwirtschaftlichen Datendrehscheibe [10]

Figure 2: Cloud-solutions - architecture of agricultural data hub [10]

Auf der Abbildung ist zu sehen, dass die Benutzer- und Rechteverwaltung für die Daten an zentraler Stelle organisiert werden muss. Die entsprechenden Stammdaten sind dort vorzu-halten. Applikationen, die angekoppelt werden, können eine eigene lokale Datenhaltung aufweisen (z.B. Landdata Eurosoft Hybrid-Systeme [11]). Auf Basis dieser zentralen Kompo-nenten können berechtigte Benutzer und Anwendungen Daten ablegen oder abfragen. Dabei spielt die Standardisierung der Datenformate, wie sie z.B. durch die Organisationen AEF und CCI vorangetrieben wird, eine wichtige Rolle. Neben der Standardisierung ist es wichtig, dass auch weitere zum Teil proprietäre Schnittstellen verknüpfbar sind, um zum Beispiel Nachrichten, Wetterdaten und weitere Informationen mit der Plattform verbinden zu können. Diese Schnittstellen müssen dann mittels Konvertierung in ein Standardformat gebracht wer-den.

Alle Datenformate und Schnittstellen mitsamt einem Framework zu Entwicklung von Anwen-dungen müssen öffentlich gemacht und den Entwicklern bereitgestellt werden. Der Betreiber der Datendrehscheibe muss dabei frei von jeglichen Interessen der Dienste-Anbieter oder gar Maschinenhersteller agieren und den langfristigen Betrieb unter definierten Geschäfts-bedingungen sicherstellen.

Rund um die zentrale Datendrehscheibe kann nun jeder Interessierte seine fachspezifischen Anwendungen und Dienste entwickeln. Dabei gilt es, dass die Anwendungen möglichst nach einheitlichem Bedienschema und gleichem "Look & Feel" implementiert werden. Hierbei können die aus der Web-Technologie bekannten "Stylesheets" helfen.

Die Vielfalt und fachliche Tiefe der Anwendungen kann von den Dienste-Anbietern selbst bestimmt werden. Unterschiedliche Anwendungen können sich dabei gegenseitig unterstüt-zen und durch Kombination von verschiedenen Daten und Diensten lassen sich landwirt-schaftliche Prozessketten und Arbeitsverfahren optimieren.

Zusammenfassung

Webbasierte Datenmanagement-Lösungen und moderne Kommunikationssysteme dienen der ganzheitlichen Prozessoptimierung in der Landwirtschaft und Landtechnik. Zurzeit am Markt befindliche Systeme stehen unter hohem Druck und müssen sich den gestiegenen Kundenanforderungen stellen. Bei webbasierten Lösungen stehen Datenschutz, durchgängi-ger Funktionsumfang sowie die Unterstützung aller relevanten Technik- und Maschinenher-steller im Fokus.

Landwirte, Lohnunternehmer und Maschinenringe wollen ihre landwirtschaftlichen Prozesse weiter optimieren und automatisieren. Dazu muss die Landtechnik-Branche gemeinsam mit den Kundenverbänden den Aufbau einer übergreifenden Kommunikationsinfrastruktur voran-treiben. Eine sinnvolle Aufgabenteilung zwischen allen Beteiligten ist notwendig, um die Ent-wicklung und den Betrieb wirtschaftlich und effizient zu gestalten.

Datenmanagement und moderne Kommunikationssysteme sind in den nächsten Jahren ein wichtiger Kernfaktor zur stetigen Verbesserung der Landtechnik.

Literatur

[1] Landwirtschaftsverlag GmbH: Rechte an Daten in der Landwirtschaft. Digital, legal, ille-gal. In: Profi 11/2014. Münster, 03.11.2014

[2] John Deere GmbH & Co. KG: URL https://myjohndeere.deere.com. - Aktualisierungs-datum: 19.12.2014.

[3] 365FarmNet GmbH: URL https://www.365farmnet.com. – Aktualisierungsdatum: 19.12.2014. - Berlin

[4] Arvato System GmbH: URL http://www.farmpilot.de/. – Aktualisierungsdatum: 19.12.2014. - Gütersloh

[5] AgriCircle AG: URL http://www.agricircle.com. – Aktualisierungsdatum: 19.12.2014. - Rapperswil

[6] BM12 Software as a Solution GmbH: URL http://www.trecker.com. - Aktualisierungsda-tum: 19.12.2014. -Berlin

[7] Betriko GmbH: URL https://www.betriko.de. – Aktualisierungsdatum: 19.12.2014. - Kal-letal

[8] Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH: Apps go Farming - Kategorisierung von land-wirtschaftlichen Anwendungen. Spelle, 13.03.2014

[9] ISO 25119 2010: Tractors and machinery for agriculture and forestry: Safety-related parts of control systems. Genf, 07.06.2010

[10] Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH: Cloud-Lösungen - Grobarchitektur einer Land-wirtschaftlichen Datendrehscheibe. Spelle, 17.05.2014

[11] Landwirtschaftsverlag GmbH: Land-Data Eurosoft setzt auf Hybridsystem. URL http://www.profi.de/news/Land-Data-Eurosoft-setzt-auf-Hybridsystem-1605071.html. – Aktualisieriungsdatum: 19.11.2014. – Münster