GrainGauge 

Mit Smart-Farming-Applikationen bietet die CLAAS KGaA mbH Landwirten die Möglichkeit, mithilfe von Sensorik, Satellitentechnik und integrierten Systemen Kosten, einer effizienteren sowie nachhaltigeren biologische Wertschöpfung an. Hierfür kommen unter anderem Spektrometer bereits in der Erntemaschine zum Einsatz. Gemeinsam mit dem S-TEC Zentrum für Biointelligente Wertschöpfung arbeitet CLAAS an der Strategieentwicklung zur Verbesserung dieser Lösungen – mit dem Ziel, Biointelligenz und technologische Reife gezielt zu intensivieren.

Problem- und Zielbeschreibung

Im modernen Smart Farming werden landwirtschaftliche Prozesse zunehmend datenbasiert gesteuert, um Produktivität, Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit zu verbessern. Als Landmaschinenhersteller integriert die Firma CLAAS Selbstfahrende Erntemaschienen GmbH dafür verstärkt Sensorik, digitale Plattformen und automatisierte Entscheidungsunterstützung in Ihre Systeme. Eine wichtige Rolle spielen dabei spektrometrische Verfahren wie die Nahinfrarotspektroskopie (NIR), da diese eine schnelle, zerstörungsfreie Analyse von Biomasse direkt im Ernteprozess ermöglichen. Dadurch können Qualitätsparameter von Getreide, aktuell insbesondere der Proteingehalt, in Echtzeit erfasst und für operative Entscheidungen genutzt werden, bei der Ernte, Lagerung und Vermarktung. Auf Basis des Proteingehaltes wird die Entscheidung getroffen, ob sich das Erntegut als Backgetreide eignet oder nicht. Ist der Proteingehalt zu niedrig kann das Getreide nicht mehr als Backgetreide verkauft werden. Es folgt ein niedriger Abnahmepreis für den Landwirt sowie ein regionaler Engpass in der Grundnahrungsversorgung. Gemeinsam mit dem S-TEC Zentrum für Biointelligente Wertschöpfung arbeitet CLAAS an der Strategieentwicklung zur Verbesserung dieser Lösungen, mit dem Ziel, die Biointelligenz ihrer Analysen zu intensivieren und den Ernteprozess datengetrieben zu optimieren.

Bezug des Vorhabens zur Biointelligenten Wertschöpfung

Mit ihren Smart-Farming-Applikationen vereint die Firma CLAAS Selbstfahrende Erntemaschienen GmbH Biologie, Produktionstechnik und digitale Steuerung zu einem integrierten System. Spektrometrische Sensoren erfassen kontinuierlich Qualitätsparameter während der Ernte oder Verarbeitung. Die darausfolgenden Messdaten werden mit weiteren agronomischen Informationen wie Standortdaten, Ertragskarten oder Umweltparametern verknüpft und in digitalen Plattformen analysiert. So wird Erfahrungswissen mit Daten verknüpft, die dem bloßen Auge verborgen bleiben, und die Entscheidungssicherheit steigt. Um dieses Potenzial zu intensivieren, untersucht der Quick Check gemeinsam mit dem S-TEC Zentrum für Biointelligente Wertschöpfung, wie die einzelnen Systemkomponenten Biologie, Hardware und Software intensiver zu einer biointelligenten Smart-Farming-Systemlösung zusammenwachsen können, um perspektvisch die Prozesskette vom Anbau bis hin zur Verarbeitung adaptiv und datenbasiert analysieren und steuern zu können.

Projektnutzen, Verwertung und geplante Anschlussaktivitäten

Im Rahmen des Quick Checks wurden Workshops durchgeführt, in denen der aktuelle Status sowie Strategien zur Weiterentwicklung der Smart-Farming-Applikationen skizziert wurden. Im Fokus standen dabei die Weiterentwicklungsmöglichkeiten der spektrometrischen Methoden zur Bestimmung der Qualitätsparameter von Getreide, die während der Ernte evaluiert werden. Besonderes Augenmerk wurde hierbei auf das Potenzial geeigneter nachfolgender Prozessschritte gelegt, um mit den gewonnenen Daten den Anteil an Backgetreide im Produkt datengetrieben optimieren zu können.

Durch den Quick Check hat sich gezeigt, dass spezifische Korrelationen der aufgenommenen Daten als Grundlage für die Entwicklung neuer Softsensorik ausreichen könnte, um als Entscheidungsgrundlage für nachgeschaltete Prozesse einen entscheidenen Wettbewerbsvorteil erzeugen zu können. Für eine tiefere Analyse würden sich die Folgeformate des S-TEC Zentrums für Biointelligente Werschöpfung anbieten: ein Exploring Project zur systematischen Analyse und Bewertung der sensorbasierten Ansatzpunkte sowie eine anschließende Feasibility Study zur Demonstration der technischen Machbarkeit eines identifizierten Lösungsansatzes, um die Firma CLAAS Selbstfahrende Erntemaschienen GmbH auf ihrem Weg zu einer biointelligenten, datengetriebenen Smart-Farming-Systemlösung weiter voranzubringen.

Zitat

Die Zusammenarbeit mit der Universität Hohenheim im Rahmen dieses Quick Check Projektes war erfolgreich. Vielversprechende Ansätze wurden entwickelt und wir blicken der Fortführung der wissenschaftlichen Arbeiten gespannt entgegen.

Dr. Ralf Marbach, CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH

Finanziert durch

Das S-TEC Zentrum für Biointelligente Wertschöpfung, genannt The Biointelligence Engine, wird gefördert durch das Baden-Württemberg Ministerium für Wirtschaft, Handwerk und Tourismus sowie das Förderprogramm EFRE (Europäischer Fonds für regionale Entwicklung) der Europäischen Union: