Forschungsprojekt Smarte Daten Smarte Dienste: Wohin mit den Daten in der Agrarwirtschaft?

Immer bessere Hardware und dazu passende Apps helfen Landwirten, Lohnunternehmern und Maschinenringen bei der Erfüllung von Dokumentationspflichten, steigern die Arbeitseffizienz, erleichtern und verbessern die Zusammenarbeit, tragen zur Ressourcenschonung bei und erhöhen die Wirtschaftlichkeit. Am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern präsentierte ein Team aus Wissenschaftlern und Entwicklern aus der Industrie ihr Forschungsprojekt Smarte Daten Smarte Dienste (SDSD) und damit ein Gesamtkonzept für Datenmanagement in der Landwirtschaft. Bei diesem Zwischenreview am 12. Dezember 2018 führte das Entwicklungsteam mit Hard- und Software verschiedener Hersteller erstmals das SDSD-Konzept in der praktischen Anwendung vor.

Dr. Ansgar Bernardi (DFKI, links) und Dr. Jan Horstmann (KRONE) hinter den Simulationsterminals.

Bei fast allen Prozessen fallen heute große Datenmengen an, die teilweise höchst vertraulich sind und einen eigenen Wert darstellen. Doch wie soll der Endkunde mit dieser Datenernte umgehen? Wo und wie soll man die Daten speichern, damit sie bei Bedarf schnell verfügbar, mit Geschäftspartnern austauschbar und dennoch vor fremden Zugriffen geschützt sind? Wie kann man Maschinendaten unterschiedlicher Hersteller nutzen und Kompatibilitätsprobleme lösen? Welche Daten müssen dauerhaft gespeichert und welche können nach bestimmten Fristen gelöscht werden?

Auf diese und viele weitere Fragen gibt das Forschungsprojekt Smarte Daten, Smarte Dienste (SDSD) Antwort, das bis Mitte 2020 läuft. Das Projekt hat ein finanzielles Gesamtvolumen von rund 4 Mio. Euro und wird mit Mitteln in Höhe von rund 2 Mio. Euro vom Bundeministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung im Rahmen des Programms zur Innovationsförderung. In diesem Projekt haben sich Landtechnik, Agrarelektronik und Agrarsoftware-Hersteller (AGCO, Competence Center ISOBUS, DKE-Data, Grimme, Krone, Müller-Elektronik, Same Deutz-Fahr) sowie das DFKI und die Hochschule Osnabrück zusammengetan. Dieses Team präsentiert mit SDSD eine umfassende Lösung, die genau auf die Bedürfnisse von Landwirten, Lohnunternehmern und Maschinenringen zugeschnitten ist. Voraussichtlich ab Mitte 2020 können diese Nutzer dann das neue System einsetzen und ihre Daten nicht nur verwalten, sondern vielfältig nutzen.

Das System lässt sich gut mit einem für jeden Endkunden individualisierten Hochregallager vergleichen, in dem Daten maschinell ein- und ausgelagert sowie kommissioniert werden können. Dabei geht es im Kern um Wissensmanagement für die Landwirtschaft. Wissen ist das Produkt aus Information und langjähriger Erfahrung. Die Verfügbarkeit von Wissen spielt in moderner Landwirtschaft eine immer wichtigere Rolle. SDSD ist das perfekte Werkzeug dafür. So kann mit dem SDSD System z.B. der Landwirt zukünftig aus seinen Ertragskarten der vorrangegangen Jahre Ertragspotentialkarten für seine Felder durch einen Dienst ermitteln lassen. Somit wird neues Wissen aus bestehenden Informationen generiert und über die Jahre hinweg durchgehend vergrößert.

Das System funktioniert zunächst als Speicherdienst, der dem Nutzer nicht nur die volle Kontrolle über seine Daten, z. B.  dauerhafte Speicherung oder termin- und inhaltsgesteuerte Löschung, überlässt, sondern sie zusätzlich in andere Datenformate konvertieren und vor allem inhaltlich aufbereiten kann (Smarte Daten). Dieser Prozess nennt sich semantische Annotation. Die Originaldateien bleiben immer erhalten. Die Datenspeicherung erfolgt zugriffsgeschützt nach Nutzervorgaben auf gesicherten und gespiegelten Servern. Diese spezielle Art der Cloud-Speicherung ist deutlich sicherer als jede individuelle Office-Lösung.

Mit den konvertierten und durch den Annotationsdienst optimierten Smarten Daten können weitere Aufgaben (Smarte Dienste) erledigt werden, die mit unbehandelten Daten nicht zu bewältigen wären. Das kann zum Beispiel ein Dienst zur Düngebilanzierung sein. Dieser zusätzliche vom Endkunden aktivierbare Dienst durchforstet nach Nutzervorgaben alle GPS-Daten vom Befahren der eigenen Schläge, entfernt unsinnige Ausreißer und legt die korrigierten Daten zusätzlich zu den Original-Daten im zentralen Speicher des Nutzers ab. Von da kann er sie jederzeit laden sowie neue Anwendungen damit planen und durchführen.

Ein weiteres Beispiel ist die Korrelation von Daten wie Düngereinsatz und Erträge oder Kulturen- / Sortenauswahl und Niederschlagsmengen. Alle Entscheidungen, die der Landwirt aus seinem ureigenen Wissen ableitet, kann er jetzt speichern, für neue Entscheidungen heranziehen und jederzeit festlegen, welches Wissen er mit wem teilen möchte, sei es als Gesamtpaket für die nächste Generation oder als kleines Datenpaket zur Verbesserung der Zusammenarbeit zwischen Landwirt und Lohnunternehmer oder Maschinenring. Mit jedem Wirtschaftsjahr wächst das Wissen. Die Datenbasis liegt immer zentral vor und wird als Entscheidungshilfe immer besser.

Diese Smarten Daten ermöglichen die Nutzung Smarter Dienste, wie z.B. dem oben beschriebenen Düngebilanzierungsdienst oder einem Validierungstool für Auftragsdaten (Taskdata.zip nach ISO 11783). Das Datenmanagement erleichtert den Beteiligten nicht nur viele Arbeitsgänge, es schafft auch Mehrwert, weil es den bestmöglichen Nutzen aus der Verknüpfung von Daten erzeugt. Dabei lässt es und dem Nutzer völlige Freiheit bei der Wahl von Agrarsoftware wie Farmmanagement-Informationssystemen (FMIS). Die Software kann wechseln, die Daten stehen immer zur Verfügung, denn nach der Nutzung wandern sie wieder in das virtuelle Hochregallager des Nutzers. Das System kann an zukünftige Datenformate angepasst werden und damit buchstäblich mit seinen Aufgaben wachsen.

Um komfortabel mit Maschinen und Agrarsoftware Lösungen verschiedener Hersteller zu kommunizieren, kann der Endkunde sein SDSD-System zukünftig an verschiedene Datenaustauschplattformen anbinden. Die individuell je Endkunde konfigurierbare Datenaustauschplattform agrirouter konnte zum Zwischenreview bereits an einen Account des SDSD-Systems angebunden werden. Die Konsortialpartner demonstrierten dies exemplarisch am Beispiel der Düngemittelausbringung auf dem Feld: Der Landwirt erstellt zunächst eine Applikationskarte  mit den Grenzliniendaten seiner Felder und der jeweiligen Düngemenge. Diese Daten überträgt er via agrirouter an seine Maschinen oder die Maschinen der beauftragten Lohnunternehmen. Während der Düngemittelausbringung auf den Feldern werden die Telemetriedaten der Landmaschinen aufgezeichnet, wie etwa die ortbezogene ausgebrachte Düngermenge, den Dieselverbrauch oder die Arbeitszeiten und über den agrirouter anschließend an das SDSD-Tool geschickt. Dort werden die Daten analysiert, inhaltlich aufbereitet (strukturierte Datenbank mit formalisierten Attributen und Werten) und gespeichert.

Ansprechpartner für weitere Auskünfte:
Dr. Ansgar Bernardi
DFKI-Kaiserslautern
Trippstadter Strasse 122
67663 Kaiserslautern
Tel.: +49 (0) 631-205 75 - 1050
E-Mail:

Konsortialführung:
Jan Horstmann
Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH
Heinrich-Krone-Straße 10
48480 Spelle
Tel.: +49 (0) 5977 935 – 421
E-Mail:

Projekt-Website: http://sdsd-projekt.de/

 

 

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Applikationskarte mit den unterschiedlichen Düngemittelmengen (farbig markiert). Quelle: SDSD Zwischenreview 12.12.2018
Abarbeitung der Applikationskarte auf einem Fendt (AGCO) Terminal. Quelle: SDSD Zwischenreview 12.12.2018
SDSD_Bild (aus dem Anhang): Aufzeichnung der Telemetriedaten am Beispiel einer Krone Quaderballenpresse. Quelle: SDSD Zwischenreview 12.12.2018
Die Ansicht der Daten im SDSD-Tool. Quelle: SDSD Zwischenreview 12.12.2018