Article in yearbook 2025

Digitalization and Automation Work science

Abstract:

The field of modern agricultural work science has established a system-oriented approach. The focus remains on the individual as a worker, taking into account not only the time required but also ergonomic and psychological stress factors. Human-machine systems are increasingly being considered in the context of growing automation strategies and information-driven decision support processes.

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Arbeitszeitbedarf und Kennzahlen

Die Messung von Arbeitszeiten für verschiedenste landwirtschaftliche Arbeitsverfahren hat ein weitestgehend hohes Niveau mit vielen reliablen Kennzahlen erreicht. Die Grundlage hierfür sind einerseits die automatisierte Erfassung von Prozesszeiten und Begleitparametern mit geringer Streuung und andererseits videobasierte Messverfahren mit automatisierten Auswertungsalgorithmen für Arbeitszeiten. Durch den vermehrten Einsatz von automatisierten Verfahren in der Innenwirtschaft (Melkroboter, Entmistungsroboter, Futteranschieberoboter, Fütterungsroboter, automatische Gesundheitsmonitoringsysteme (vgl. Bild 1), Herdenmanagementsysteme) lassen sich auch hier Arbeitszeiten ausreichend wiederholbar erfassen und statistisch auswerten. Dennoch ist auch die Arbeitsbeobachtung mit anschließender Zeitanalyse weiterhin von grosser Bedeutung. [1, 2, 3].

Bild 1: Die automatisierte Erfassung von Einflussgrößen ist von großer Bedeutung für die allgemeingültige Übertragbarkeit von Arbeitszeitmessungen [3].

Figure 1: The automated recording of influencing variables is of great importance for the universal transferability of working time measurements [3].

Arbeitsorganisation und Unternehmensführung

Die exakte Erfassung von qualitativen und quantitativen Einflussgrößen während der Messung von arbeitswirtschaftlichen Kennzahlen bleibt weiterhin eine große Herausforderung im Rahmen der betrieblichen Arbeitsorganisation. Insbesondere bei großen Massenumschlägen (z.B. Grünlandbewirtschaftung) ist die exakte Messung von ausgebrachtem Wirtschaftsdünger bis hin zum Erntegut nicht gelöst. Aber auch beim Anbau von Intensivkulturen mit hohem Handarbeitsanteil ist die Arbeitsorganisation herausfordernd. Wie viele Arbeitskräfte müssen vorgehalten werden um eine Kultur zu ernten bzw. um einen Liefervertrag trotz Regenwetter zu erfüllen? Teilweise werden bei arbeitsintensiven Kulturen im Gemüsebau mehr als 200 Arbeitspersonen "vorgehalten". Dadurch gewinnt die Unternehmensführung an Bedeutung um die eingesetzten Arbeitspersonen zielgerichtet einzusetzen, gut auszulasten und ansprechend zu entlohnen. In der Innenwirtschaft verschiebt sich mit zunehmenden Bestandesgrößen bei der Tierhaltung der Anteil der direkt produktionsbezogenen Tätigkeiten weiter in Richtung Betriebsführungs- und Sonderarbeiten. Diese haben bei einem Bestand von 400 Milchkühen mittlerweile mit 40 % der Gesamtarbeitszeit den größten Anteil an den täglichen Arbeiten [3,4,5,6,7,8,9] (siehe Bild 2).

Bild 2: Systematik von Arbeitsmodellen [6].

Figure 2: Systematics of working models [6].

Ergonomie, Stress und Arbeitssicherheit

Ergonomische Forschung in der Landwirtschaft findet einerseits in der Erforschung von arbeitserleichternden Verfahren, zweitens in der Unterstützung durch Exoskelette und drittens im vermehrten Einsatz von Robotersystemen statt. Die Akzeptanz auf gartenbaulichen und landwirtschaftlichen Praxisbetrieben ist allerdings noch nicht überall gegeben [10].

Durch den vermehrten Einsatz von automatisierten Verfahren verschieben sich die Belastungskomponenten vermehrt in Richtung psychische Belastungen. Burnout-Situationen nehmen zu und führen zu verminderter Arbeitszufriedenheit bei gleichzeitig geringerer Arbeitssicherheit. Wissenschaftlich entwickelte Präventionsstrategien mit praktischem Charakter werden nur auf wenigen Betrieben eingesetzt.

Zusammenfassung

Der zunehmende Systemansatz bei den Arbeitswissenschaften ist weiterhin gut erkennbar. Prozesszeiten- und Arbeitszeitenerfassung erfolgen zunehmend automatisiert bzw. mit Video-unterstützung. Entscheidungsunterstützungssysteme führen bei produktionsbezogenen Tätigkeiten zur Entlastung, können aber gleichzeitig den Stress erhöhen. Der Einzug von ergonomischen Unterstützungssystemen für die Innenwirtschaft ist noch nicht überall gegeben [1,10].

Literatur

[1]     Quendler, E., Kajdy, O., (2024). Tagungsband des 24. Arbeitswissenschaftlichen Kolloquiums des Fachausschusses Arbeitswissenschaften im Landbau, Wien, Universität für Bodenkultur. 106 Seiten Link: https://boku.ac.at/fileadmin/data/H03000/H93000/H93100/AKAL_Kolloquium_2024/TAGUNGSBAND_AKAL_2024_Wien.pdf.

[2]     Schick, M (2023): Green Deal und Farm to Fork. In In DLG e.V. und VDI-MEG Unterlagen zur Tagung LAND.TECHNIK für Profis 2023 - Halmfutterernte, https://www.dlg.org/de/landwirtschaft/veranstaltungen/landtechnik-fuer-profis/archiv/2023, abgerufen 1. 9. 2023.

[3]     Schick, M. (2025): Vorlesungsunterlagen Grundlagen Arbeitswissenschaften 4. Sem. Universität Hohenheim. Link: Vorlesungsunterlagen Sensortechnik.

[4]     Rupprecht, P., Kueffner-McCauley, H., Trimmel, M., Hornacek, M. & Schlund, S. (2022). Advanced Adaptive Spatial Augmented Reality utilizing Dynamic in-situ Projection in Industrial Site Assembly. Procedia CIRP, 107, 937-942. https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.05.088.

[5]     Beneke F, Gabriel A, Gabriel D, Gandorfer M, Howind K-H, Kalmar R, Meierhöfer J, Noack P, Reckleben Y, Römer I, Rubenschuh U, Schmittmann O, Staemmler N, Umstätter C, Weis M, Wrenger B (2024) Wege zu einer Qualitätsbewertung digitaler und technischer Lösungen in der Landwirtschaft. Braunschweig: Johann Heinrich von Thünen-Institut, 43 p, Thünen Working Paper 246, DOI:10.3220/WP1725352600000.

[6]     Funk, M. (2024): Modellierung von Arbeitsprozessen des Pflanzenbaus im KTBL, Tagungsband des 24. Arbeitswissenschaftlichen Kolloquiums des Fachausschusses Arbeitswissenschaften im Landbau, Wien, Universität für Bodenkultur. S. 8-12.

[7]     Gebeshuber, I.C. (2024): Bionik im Einsatz. In: Innovative Lösungen für die Landtechnik, Tagungsband des 24. Arbeitswissenschaftlichen Kolloquiums des Fachausschusses Arbeitswissenschaften im Landbau, Wien, Universität für Bodenkultur. S. 12-16.

[8]     Mielewczik, M., Rödiger, M., Zorn, A., Roesch, A. und Heitkämper, K.: Arbeitszeitbedarf für Betriebsführungsarbeiten bei reduziertem Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln. In: Innovative Lösungen für die Landtechnik, Tagungsband des 24. Arbeitswissenschaftlichen Kolloquiums des Fachausschusses Arbeitswissenschaften im Landbau, Wien, Universität für Bodenkultur. S. 53-56.

[9]     Handler, F., Rechberger, Ch., Nadlinger, M. (2023): Verfahrensvergleich Futterbergung. In DLG e.V. und VDI-MEG Unterlagen zur Tagung LAND.TECHNIK für Profis 2023 - Halmfutterernte, https://www.dlg.org/de/landwirtschaft/veranstaltungen/landtechnik-fuer-profis/archiv/2023, abgerufen 1. 9. 2023.

[10]   Jakob, M. (2024): Herausforderungen bei der Exoskelett-Implementierung: Fallstudien von Nichtakzeptanz in der Landwirtschaft. In: Innovative Lösungen für die Landtechnik, Tagungsband des 24. Arbeitswissenschaftlichen Kolloquiums des Fachausschusses Arbeitswissenschaften im Landbau, Wien, Universität für Bodenkultur. S. 34-38.

[11]   Frisch, J., Funk, M., Haidn, B., Mačuhová, J., Quendler, E., Reith, St., Schick, M., Sonnen, J., Steckel, T., Umstätter, Ch., Winkler, B. (2022): Arbeitswirtschaft in der Landwirtschaft - Einführung, Arbeitszeitanalyse, Zeitbedarfskalkulation. Darmstadt, Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. 

Autorendaten

Prof. Dr. habil. Dipl. Ing. agr. Matthias Schick ist Geschäftsführer der Schick Swiss Consulting SSC.

Recommended form of citation:
Schick, Matthias: Work science. In: Frerichs, Ludger (Hrsg.): Jahrbuch Agrartechnik 2025. Braunschweig: TU Braunschweig / Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge, 2026. – pp. 1-5

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