Modellierung und Laufzeit-Unterstützung für hybride Wertschöpfung bei teilautonomen und mobilen Landmaschinen (itsowl-RuMorS)

Problemstellung
Landmaschinen sind – insbesondere wenn es sich um Erntemaschinen handelt – nur wenige Wochen im Jahr im Einsatz und müssen in dieser Zeit sehr effizient und zuverlässig arbeiten sowie durchgängig verfügbar sein. Die Hersteller solcher Landmaschinen werden deshalb mit hohen Erwartungen der Nutzer der Maschinen konfrontiert, die u.a. auch eine steigende Leistungsfähigkeit der Maschinen bei geringeren Stückkosten erwarten. Interne Studien von Landmaschinenherstellern zeigen jedoch empirisch, dass die maschinenbauliche und elektrotechnische Leistungsfähigkeit der Maschinen vom Anwender nicht optimal genutzt wird. Ein Weg, um Anwender zu unterstützen, das vorhandene Leistungspotential der Maschinen besser zu realisieren und damit die wahrgenommene Leistung zu erhöhen, besteht in der Schaffung von hybriden Leistungsbündeln, die Maschinen, Software und Dienstleistungen eng miteinander verknüpfen. Die hybriden Leistungsbündel sollen vor allem der Prozessoptimierung, d.h. der Optimierung von Abläufen im landwirtschaftlichen Umfeld, dienen und zu einer besseren Auslastung der Maschine sowie zu einem besseren Wirkungsgrad bzw. aus Sicht der Anwender zu einer erhöhten realisierten Leistung bei ansonsten weitgehend unveränderten Kenngrößen der Maschine führen.

Projektziele
Ziel des Projekts itsowl-RuMorS ist die Entwicklung einer Software, mit der sich unterschiedliche Landmaschinen selbständig an die jeweiligen Ernte- und Umgebungsbedingungen anpassen können und die einzelnen Prozesse und Akteure intelligent vernetzt werden. Eine Landmaschine muss sich heute in die Prozesse ihrer Nutzer einpassen und mit anderen Maschinen und Systemen kommunizieren können, um den Anforderungen ihrer Nutzer gerecht zu werden. Diese Verhaltensanpassung geschieht mittels hybrider Leistungsbündel, die unter anderem durch ergänzende Software auf der Landmaschine realisiert werden. Wirtschaftliches Ziel ist die Steigerung des Wirkungsgrades der Landmaschine bzw. der aus Anwendersicht realisierten Leistung. Die entstandene Modellierungs- und Laufzeitumgebung soll als Basis für den Aufbau weitergehender Produkte und Dienstleistungen dienen.

Vorgehensweise
Die Arbeiten im Verbundprojekt unterteilen sich in Arbeiten zu konzeptionellen und technischen Grundlagen, zur Realisierung der konkreten Lösung und zu deren Validierung im Rahmen eines Pilotprojekts, in das ein Unterauftragnehmer eingebunden ist. In dem Projekt wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte „Selbstoptimierung“, „Intelligente Vernetzung“ und „Systems Engineering“ zurückgegriffen. Im Grundlagenteil des Projektes werden Methoden und Werkzeuge entwickelt, die zur Modellierung und Umsetzung hybrider Leistungsbündel notwendig sind. Darauf aufbauend kann die Modellierungs- und Laufzeitumgebung geschaffen werden, die die Plattform für die Erstellung und den Betrieb hybrider Leistungsbündel darstellt. Die Ergebnisse werden sowohl simulativ als auch praktisch auf großen Feldern in Mecklenburg-Vorpommern erprobt und anschließend evaluiert. Die Arbeiten sind in Arbeitspakete gegliedert, die jeweils durch einen Partner verantwortlich geleitet werden. Die Bearbeitung erfolgt in Kooperation mehrerer Partner.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Als Ergebnis werden eine erprobte Methodensammlung und ein Instrumentarium zur Erstellung und zum Betrieb hybrider Leistungsbündel für Landmaschinen vorliegen. Die hybriden Leistungsbündel, dienen auch und vor allem der Optimierung von Abläufen im landwirtschaftlichen Umfeld. Diese Prozessoptimierung führt zu einer besseren Auslastung der Maschine und einer erhöhten realisierten Leistung bei ansonsten weitgehend unveränderten Kenngrößen der Maschine. Es wird erwartet, dass die Auslastung der Landmaschinen damit um mindestens 10 v. H. gesteigert werden kann. Darüber hinaus werden Ressourcen effizienter genutzt und die Qualität der Ernteprozesse verbessert. Die eigenständige Anpassung entlastet zudem den Maschinenführer, da er Änderungen im Ernteprozess nicht mehr manuell umsetzen muss. Die Software kann auf weitere Anwendungen übertragen werden, wie beispielsweise für Winterdienste, den Betrieb von Baustellen und die Transportlogistik.

• Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH
• Fachhochschule der Wirtschaft Nordrhein-Westfalen