Stufen der Mechanisierung
Die Mechanisierung der Landwirtschaft ist ein Entwicklungsprozess, in dessen Verlauf sich zwischen dem Ende des 19. und der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts in den Industriestaaten die Produktions- und Wirtschaftsmethoden radikal veränderten. Elektrizität und Elektronik haben unsere Landwirtschaft in den letzten Jahren immer „intelligenter“ gemacht und damit einen enormen technischen Fortschritt ausgelöst. Automatische Lenksysteme, Section Control, Stickstoffsensoren und viele andere digital angebundene Komponenten in Landmaschinen haben zum einen zu einer enormen Verbesserung des Arbeitskomforts geführt.
"Landwirtschaft 3.0" findet auch heute noch statt, doch im Zuge der weiteren Digitalisierung befinden wir uns derzeit in einem fliessenden Übergang zur "Landwirtschaft 4.0“: Die Agrartechnik wird immer stärker untereinander und zugleich auch mit den nicht-technischen Bereichen über die Branche hinaus digital vernetzt.
Was ist das "smarte" am Farming?
Smarte Produkte bestehen aus drei Komponenten:
Physische Komponenten: mechanische und elektrische Bestandteile - Beispiel: Traktorantrieb, Motor, Melk-Vakuum-Pumpe
Intelligente Komponente: Beinhalten die Sensoren, Prozessoren und Datenspeicher auch die Software wird zu dieser Gruppe hinzugezählt. Beispiele: Motorsteuerung, Regensensoren, Milchflussmesser
Vernetzungskomponente: Diese Gruppe umfasst Schnittstellen und Formen der Datenübertragung - Beispiel: WLAN, LoRa-Netz, Satellitendatenübertragung, Isobus-System. Hierzu zählen Einzelverbindungen (Produkt - Benutzer) bis zu multifunktionalen Verbindungen in Netzwerke (verschiedene Produkte - unterschiedlichen Produkttypen z.B. Maschinenflotte). Es soll dabei zwei Funktionen erfüllen: Datenaustausch und Verlagerung von Funktionen aus dem physischen Produkt ins Internet oder Cloud-system.
Precision-, Smart-, oder Digital Farming - keines dieser Schlagworte beschreibt einen Zustand oder eine technische Lösung. Vielmehr stehen diese Begriffe für aktuelle Entwicklungen in der Landwirtschaft und das Zusammenspiel mit vor- und nachgelagerten Bereich:
Beispiel Traktorenentwicklung vom Übergang Precision Farming zum Smart Farming
Die Landwirtschaft 4.0 entwickelt sich weiter gemäss den speziellen Anforderungen der Landwirtschaft. Der Weg geht vom einfachen Produkt – dem Traktor – über das intelligente Produkt – der Traktor und der PC – zum intelligenten vernetzten Produkt – das Smartphone vernetzt mit dem Traktor und Datenübertragung an den PC. Als 4. Etappe kommt das Produktsystem, wo die Landmaschinen mit Systemen ausgerüstet sind und automatisch Daten an den Traktor und den PC übertragen. Dieser Etappe folgt das System der Systeme mit Vernetzung von Agrarmanagementsystemen, Bewässerungssystemen, Saatgutoptimierungssystemen, Wetterdatensystemen und Landmaschinensystemen, alles ausgestattet mit Sensoren, die Daten über den Zustand der Pflanzen und der Böden einsammeln, auswerten, untereinander vernetzen.
Die wichtigsten Ziele, die verfolgt werden
Die übergeordnete Ausrichtung die mit Smart Farming verfolgt wird und wie diese Darstellung aufzeigt liegen im Wesentlichen in steigender Prozesseffizienz durch Entscheidungshilfen und Früherkennung, Reduktion administrativer Aufwendungen und nachhaltige Bewirtschaftung.
Der Zweck der Integration von digitalen Verfahren für den einzelnen Betrieb sind Optimierung von Abläufen, Steuerung der Prozesse, Automatisierung von eintönigen Aufgaben und Überwachung von Tier, Pflanze und technischen Einrichtungen.
Herausforderungen
Die Landwirtschaft unterliegt einer starken Dynamik durch die Digitalisierung. Datenerfassung über Sensortechnik, die Verarbeitung dieser Daten mit Hilfe von Algorithmen und verschiedene Formen der Künstlichen Intelligenz sowie eine immer leistungsfähigere Datenübertragung sind die treibenden Faktoren. Dazu gibt es wichtige und berechtigte Akzeptanzhemmnisse seitens der Landwirte und Bewirtschafter mit einer zurückhaltenden Investitionsbereitschaft. Einige wichtige Herausforderung in diesem Bereich sind hier aufgeführt.
