des Fruchthandel Magazins Forschung: Kommunikation mit dem Obstbaum durch 4.0

Kommunikation mit dem Obstbaum durch 4.0

Forschung ► Die Digitalisierung wird große Auswirkungen auf den Obstsektor haben. Um jedoch von Fruit 4.0 profitieren zu können, müssen Technologien, Datenmanagement und Geschäftsmodelle für den Einsatz im Fruchtbereich weiterentwickelt und validiert werden. Was da aktuell läuft und geplant ist, erläutert Peter Frans de Jong (Wageningen University & Research) im Folgenden.

Marlis Heinz

Anfangs war da der Begriff Industrie 4.0, der für die vierte wirtschaftliche Revolution steht. Er definiert das Verschmelzen der Digitalisierung mit den herkömmlichen industriellen Prozessen. Die Maschinen kommunizieren miteinander – das Internet of Things wird geknüpft. Und kennt keine Grenzen: Auch in der Obstproduktion versprechen stärker und exakter datengesteuerte Prozesse bessere Fruchtqualität, mehr Nachhaltigkeit, höhere Effizienz … Peter Frans de Jong studierte Pflanzenzüchtung und Pflanzenschutz an der Universität Wageningen und ist als Projektleiter am Projekt Fruit 4.0 beteiligt. Sein Credo: „Die Fokussierung auf ein hohes technologisches Niveau und Lösungen, die auch für kleine Produzenten erschwinglich sind, bedeuten Kooperationsmöglichkeiten und einen gemeinsamen Datenmanagementansatz. Darüber hinaus gewinnen die Entwicklungen von Technologien im Bereich Internet, Sensoren, Drohnen und Robotik an Dynamik.“ Die Grundidee des seit 2017 in Wageningen laufenden vierjährigen Projektes ist es, die – beginnend mit der Apfelsorte Elstar – gesammelten Daten auf den Einzelbaum herunterzubrechen. Der Fokus liegt dabei auf der Life-Überwachung der Anlagen.

Erstellung von Wachstumsmodellen möglich

Mit einem auf dem Traktor montieren Gerät können bspw. rund 80 % der Blüten erfasst werden. Dann gilt es zu berechnen, wie intensiv ausgedünnt werden müsste. Ein entsprechender neuer Sprüher dünnt dann einzelbaum-maßgeschneidert aus. Es ist auch möglich, dass sich der Sensor eventuellen Schädlingsbefall „anschaut“ und nur die befallenen Areale der Anlage mit Pflanzenschutzmitteln besprüht werden. Ähnlich funktioniert das mit der Fruchterkennung, so de Jong, „… derzeit entdecken wir allerdings nur etwa 60 % der Äpfel.“ Daraus ergeben sich jedoch schon jetzt Werkzeuge zur Qualitätsbeurteilung und Ertragsschätzung. Die Qualitätsurteile, so u.a. zur Fruchtfärbung, sind einzelnen Arealen zuordenbar, was die Organisation der Pflege und Ernte optimiert. Wenn bspw. Fäulnisherde festgestellt werden, könnten die durch Beschnitt ausgemerzt werden. Bei der Ente werden auf der Basis der Fruchterkennung die Kisten in entsprechender Anzahl und passgenau positioniert sowie die Erntegeräte besser angepasst. Ein Foto der obersten Fruchtschicht einer gefüllten Kiste kann auch Berechnungen zum Inhalt der ganzen

Peter Frans de Jong, Wageningen University & Research

Kiste ermöglichen. Laut de Jong können auf der Basis von Drohnenbildern auch Wachstumsmodelle errechnet werden, die im Gegensatz zum Scanner auf dem Traktor schneller und weitwinkliger entstehen. Diese Wachstumsdaten der Drohnenbilder werden bspw. zu Bodeninformationen in Verbindung gesetzt. In der Fragerunde nach dem Vortrag interessierte die Zuhörer unter anderem die Anwendbarkeit der untersuchten Technologien auf andere Kulturen. De Jongs Antwort: „Dass wir mit den Äpfeln begonnen haben, lag daran, dass ich aus der Apfelforschung komme und dies eine wirtschaftlich wichtige Frucht ist. Aber tatsächlich könnte die Birne, durch ihre Form, ihr Gewicht und ihre Farbe mehr Probleme machen. Möglicherweise ist die Orange das nächste Anwendungsgebiet.“ 

activeIT Software & Consulting GmbH

activeIT – Starke Software für Ihre Produktion!

Durch die jahrelange Erfahrung im OG-Bereich und der Kooperation mit zahlreichen Unternehmen im Frischesektor, kennt activeIT die heutigen Anforderungen der Kunden und weiß, worauf es bei der richtigen Softwarelösung ankommt.

Seit 2004 verfolgt „activeIT Software & Consulting GmbH“ aus Österreich die Mission, Tätigkeiten internationaler Kunden mit innovativen Softwarelösungen und individueller Beratung zu vereinfachen. Von Beginn an spezialisiert auf Lebensmittel produzierende Unternehmen, erreichen wir mit unserem Produktportfolio Erzeuger, Packhäuser, Importeure bis hin zu Reifereien, sowie alle Arten von Unternehmen im Bereich frischer Lebensmittel. Die enge Zusammenarbeit mit unseren Kunden sorgt dafür, dass wir stets auf neueste Anforderungen reagieren und ideale Lösungen für den jeweiligen Bereich zur Verfügung stellen können. Das ist nur ein Grund, weshalb wir der ideale Partner für Ihr Unternehmen sind.

PECS – Ihre Produktion 4.0 mit 30%iger Effizienzsteigerung

Ein gutes Beispiel für die Digitalisierungsoffensive in der Produktion ist PECS. Das Produktions-effizienz und -kontrollsystem vernetzt Anlagen und Maschinen unterschiedlicher Hersteller an den Produktionslinien, wodurch es eine zentrale Verwaltung und Steuerung dieser ermöglicht. PECS ist somit Ihr intelligentes Produktionstool mit dem Ihre Produktionslinien in wenigen Klicks gerüstet, Ihre Personalplanung im Handumdrehen durchgeführt und Ihre Performancedaten von den jeweiligen Produktionen einfach zur Verfügung gestellt werden, um zukünftige Aufträge und Tätigkeiten minutengenau vorherzusagen. Obwohl Industrie 4.0 heutzutage vielerorts Thema ist, gibt es nur wenige Softwareanbieter, die sich der Lebensmittelproduktion 4.0 verschrieben haben. activeIT zählt hier ganz klar dazu und kann auf Grund jahrelanger Erfahrung beim Umstieg auf PECS als Lebensmittelindustrie 4.0 Software, Effizienzsteigerungen bei Produktionen von durchschnittlich 30% verzeichnen.

Ihre Tätigkeiten sind mobil

Oft werden Tätigkeiten von Lebensmittel produzierenden Betrieben in Gewächshäusern, auf Feldern oder an anderen Orten, an denen eine stationäre Tätigkeitserfassung über Terminals umständlich ist, durchgeführt. Zudem sind die dazugehörigen Terminals meist fest verkabelt und somit teuer in der Anschaffung. activeIT wirkt diesem Umstand mit mobilen Lösungen für Android und iOS entgegen. Mit preiswerten Endgeräten können so Tätigkeiten wie beispielsweise das Setzen, Ernten oder Binden und damit die Produktivzeiten der Mitarbeiter erfasst werden. Zudem kann eine vollständige Ernteerfassung über die geerntete Kultur (Reihe, Menge, Mitarbeiter, etc.) inklusive Qualitätssicherung und optional mit der Anbindung von Waagen durchgeführt werden.

Ihre ideale Lösung

Um in der aktuellen Situation weiterhin die idealen Lösungen anbieten zu können, hat activeIT Ersttermine und Analyseworkshops — soweit möglich — auf Onlineformate umgestellt. Auch eine Implementierung mittels Fernzugriff wurde in den letzten Monaten häufig von unseren Kunden in Anspruch genommen. Für eine Optimierung und Digitalisierung Ihrer Produktion — treten Sie jederzeit mit uns in Kontakt!

sales@active-it.at www.active-it.at

„Künstliche Intelligenz ist das nächste große Ding“

Software ► Christian Sega, Geschäftsführer von agiles Informationssysteme GmbH ist überzeugt, dass Künstliche Intelligenz (KI) die Produktion in Zukunft entscheidend beeinflussen wird. Das Fruchthandel Magazin sprach mit ihm über die Bedeutung von KI für die Frischebranche.

Sie haben vor kurzem ein KIForschungsprojekt abgeschlossen. Können Sie uns kurz erklären, worum es da ging?

Christian Sega: Es ging darum, die Vorhersage von Erntemengen noch präziser zu machen. Viele Betriebe stehen vor der Frage, ob sie die zugesagten Mengen zum vereinbarten Datum liefern können. Andernfalls drohen Strafen. Daher schlagen sie im Zweifelsfall eine Werbung aus und gehen das Risiko einer Überproduktion ein. Wir haben gemeinsam mit der Reichenau-Gemüse eG und der FH Kiel eine KI in Form eines künstlichen neuronalen Netzes entwickelt, das basierend auf Daten aus dem Gewächshaus die Erntemenge von roter Paprika vorhersagt.

Welche Input-Daten wurden dabei berücksichtigt?

Die Auswahl erfolgte in Abstimmung mit der Reichenau-Gemüse eG. In den Gewächshäusern kommen Klimacomputer zum Einsatz, die zum Beispiel Luftfeuchtigkeit oder Sonnenstrahlung messen. Auch das Wachstum der Pflanzen wird protokolliert. In das Netz wurden dabei verschiedene Klima- und Managementdaten eingespeist.

Ließe sich das Projekt eigentlich auch auf andere Gemüsesorten übertragen?

Ja, entscheidend ist dabei nicht die Pflanzenart, sondern die richtigen Input-Daten. Die Grundstruktur des Netzes bleibt gleich, aber es wird mit anderen Daten gefüttert.

Welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, um ein solches Projekt umzusetzen?

Das Thema KI lebt von großen Da-

Laut Christian Sega, Geschäftsführer von agiles, lassen sich Erntevorhersagen mit KI besser operationalisieren.

tenmengen. Sonst ist es schwer, bestimmte Effekte herauszuarbeiten. Den meisten Industriebetrieben stehen diese Daten aber zur Verfügung. Wir brauchen dann nur jemanden, der uns durch die Datenquellen führt und die Einflussfaktoren erklärt.

Gibt es noch weitere Anwendungen von KI innerhalb der Lebensmittelbranche? Welche Möglichkeiten sehen Sie?

Sehr aktuell ist die Blockchain. Technologisch betrachtet ist die Blockchain ein elektronischer Safe, in dem Daten verschlüsselt sind. Diese können zum Austausch genutzt werden, zum Beispiel zwischen Kunde und Lieferant, um Zahlungen ohne eine Bank abzuwickeln. Ein anderer Bereich ist Farming 4.0, also der Einsatz von Drohnen. Auch selbstfahrende Ackermaschinen gibt es schon, vor allem in den USA. In solchen industriellen Betrieben spielt auch die Vernetzung der einzelnen Bereiche eine große Rolle.

Foto: agiles

Ebenfalls zu nennen sind unter anderem Lagerhaustechnik, Preisbildung, Ernteroboter oder Containerverfolgung.

Welche Chancen bietet KI für die Produktion von und den Handel mit Obst und Gemüse in der Zukunft?

Ich glaube, dass sich Erntevorhersagen besser operationalisieren lassen werden. Ideal wäre eine App. Einen Showstopper sehe ich darin, die Wissenschaft in der Praxis gemeinsam mit dem Kunden in Form von Prototypen umzusetzen. Viele Betriebe investieren eher in Maschinen als in Software. So bleiben momentan viele Chancen ungenutzt. Aber das ist vielleicht nur eine Frage der Zeit. 