Landwirte verlassen sich bei der Ernte auf Mähdrescher, insbesondere auf großflächigen industriellen Getreideanbaubetrieben wie Weizen, Mais, Sojabohnen und Reis. In der Vergangenheit war dies eine eher manuelle und mechanische Aufgabe. Mit dem technologischen Fortschritt und dem jüngsten Boom bei der Anwendung künstlicher Intelligenz (KI) hat sich jedoch die Entwicklung hin zu intelligenter Landwirtschaft und intelligenter Ernte verstärkt.
Bei richtiger Anwendung können neue Technologien die Erntegeschwindigkeit verbessern, den Ertrag maximieren, den Abfall minimieren und den manuellen Aufwand und den Personalaufwand reduzieren. In diesem Artikel werden einige der wichtigsten innovativen Entwicklungen und Trends vorgestellt, die derzeit bei Erntemaschinen und Mähdreschern zum Einsatz kommen.
Inhaltsverzeichnis
Das Wachstum der intelligenten Landwirtschaft
Spannende Technologie-Anwendungen im Mähdrescher
Überblick über die aktuellen Trends und Entwicklungen
Abschließende Gedanken
Das Wachstum der intelligenten Landwirtschaft
Unter Smart Farming oder Smart Agriculture versteht man den Einsatz neuester Technologien, um die Landwirtschaft einfacher, intelligenter, effizienter und kostengünstiger zu gestalten.
Im Jahr 2022 wurde der globale Markt für Smart Farming auf 18.5 Milliarden US-Dollar geschätzt. Es wird erwartet, dass dieser Markt im Zeitraum von 12 bis 2023 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von rund 2032 % wächst.
Spannende Technologie-Anwendungen im Mähdrescher
Mähdrescher erledigen die verschiedenen Aufgaben der Ernte, indem sie mehrere Arbeiten in einem einzigen Arbeitsgang der Maschine integrieren. Der Name „Mähdrescher“ leitet sich von der Kombination dieser Aufgaben ab. Die Ernte umfasst das Mähen (Schneiden des Getreidegrases), das Dreschen (Trennen des Strohs vom Korn), das Reinigen (Entfernen von Schlamm und Steinen) und dann das Worfeln (Trennen der groben Spreu von den darin enthaltenen Körnern).
Kosten und Effizienz stehen bei Landwirten immer ganz oben auf der Agenda. Landwirte wollen die Arbeitskosten minimieren und gleichzeitig die produktiven Arbeitsstunden erhöhen. Die Effizienz der Ernte wird immer wichtiger, um den Ertrag zu maximieren und den Abfall zu minimieren.
Bei den einfachen mechanischen Erntevorgängen besteht eine große Gefahr von Kornverlusten und minderwertigen Erträgen. Mit der zunehmenden Technologie in allen Bereichen der Ernte sieht die Lage für die Landwirte jedoch besser aus.
Es gibt eine Reihe spannender und innovativer Technologietrends, die das Leben der Landwirte enorm verbessern können, und viele davon werden jetzt auch bei der Ernte angewandt. Dazu gehören das Internet der Dinge (IoT), Sensoren, Echtzeit-Bildverarbeitung, Robotik, autonome Landwirtschaft und jetzt auch KI.
Zu den Einsatzmöglichkeiten der Technologie gehören unter anderem:
- Feld- und Ertragskartierung, Planen der Ernte
- Einsatz von GNSS und GPS für optimale Feldfahrten
- Robotergestütztes und autonomes Fahren reduziert den Bedarf an menschlicher Bedienung und ermöglicht längere Arbeitszeiten
- IoT-Konnektivität zur Bereitstellung von Echtzeitdaten zur Ernte an mehrere Systeme
- Sensoren und Kameras sowie KI-Bildverarbeitung zur Überwachung und Reduzierung von Ausschuss und Maximierung des Ertrags
- Intelligente Schneidwerksbewegung und Winkeleinstellung für einen präzisen Schnitt auch auf abschüssigem und unebenem Boden
- Vorausschauende Wartung zur Optimierung der Maschinennutzung und Reduzierung von Ausfallzeiten und
Überblick über die aktuellen Trends und Entwicklungen
Feldkartierung, GNSS und GPS sowie autonome Ernte
Mit der neuesten Landwirtschaftssoftware können Sie das abzuerntende Feld kartieren. Die Kartierung kann auf verschiedene Arten erfolgen. Eine Möglichkeit, eine Feldkarte zu erstellen, ist manuell, indem Sie Kartierungssoftware mit einem Satellitenbild verwenden, um hineinzuzoomen und Grenzen zu markieren. Die meisten großen Hersteller bieten Software zur Feldkartierung an.
Sobald eine Feldkarte fertig ist, können die Grenzen genau markiert und die Anbaufläche berechnet werden. Die Karte kann dann zur Ertragskartierung verwendet werden, um die Produktivität der Ernte zu beurteilen und den Ertrag vorherzusagen. Arbeitspläne können hinzugefügt und historische Felddaten einfach überprüft werden. Sobald das Feld kartiert wurde, können fortschrittliche Trackingsysteme eine optimierte Ernte planen und unterstützen.
Eine weitere Möglichkeit, ein Feld zu kartieren, ist die Verwendung globaler Navigationssatellitensysteme (GNSS) in Verbindung mit GPS und integrierten drahtlosen und Internetfunktionen, um eine sehr genaue Positionsbestimmung zu ermöglichen. Es können Daten verwendet werden, die bei früheren landwirtschaftlichen Aktivitäten erfasst wurden und bei früheren Feldarbeiten, Pflanzungen oder Ernten aufgezeichnet wurden. Aufgezeichnete Daten können schnell und genau an lokale und entfernte Geräte übermittelt werden.
In Kombination mit den neuesten Sensoren und Kameras sowie anderen intelligenten Datenerfassungsfunktionen können Bediener und Farmmanager detaillierte Analysen zu Leistung, Effizienz und Sicherheit erstellen.
Diese präzisen Positionierungssysteme ermöglichen außerdem den autonomen, robotergestützten oder ferngesteuerten Betrieb von Maschinen, eine verbesserte Genauigkeit und mehr Sicherheit, die Vermeidung von Kollisionen sowie die Fernverfolgung.
John Deere beispielsweise bietet ein computergestütztes Operations Center mit Werkzeugen zur Feldkartierung an, und die AutoTrac™-Software lässt sich in das Operations Center integrieren, um Erntewege zu planen und zu steuern, die Lücken und Überlappungen reduzieren und so die Ernte optimieren. Die Systeme können auch vollständig autonom und ohne Fahrer betrieben werden.
Kubota bietet mit seinem FMIS (Farm Management Information System) ähnliche Funktionen an, die eine mehrschichtige Feldkarte bereitstellen können, die sich in Sensor- und Analysefunktionen sowie in Lösungen für das automatisierte Fahren integrieren lässt.
Kombination von Sensoren und Kameras zur Maximierung des Ernteertrags
Hersteller von Erntemaschinen kämpfen schon seit vielen Jahren mit der Herausforderung, die Geschwindigkeit der Erntemaschine gegen den Kornverlust beim Dreschen abzuwägen. Es hat sich gezeigt, dass eine Erhöhung der Erntemaschinegeschwindigkeit in der Erwartung einer besseren Effizienz zu Verstopfungen und einem höheren Kornverlust führt, entweder durch Herunterfallen oder durch Auswurf von Staub, Spreu und Stroh.
Yanmar verwendet seit über 10 Jahren Sensoren in Verbindung mit Feldkarten, um Lösungen zu finden, mit denen Kornverluste in Echtzeit ermittelt und schnell analysiert werden können, ob diese durch Dreschen oder Schütteln verursacht werden. So können Zuführeinrichtungen, Siebe und Auslassventile nach Bedarf angepasst werden.
Die Entwicklung künstlicher Intelligenzsysteme hat die Echtzeitverarbeitung von Kamerabildern schnell und präzise gemacht. Dies ermöglicht die Integration mit anderen Sensorsystemen, um Punkte mit unterschiedlichem Ertrag auf dem Feld sowie Bereiche mit größerer oder geringerer Erntedichte zu identifizieren. Die Anwendung dieser kombinierten Technologien ermöglicht dann eine entsprechende Anpassung der Erntegeschwindigkeit, um einen gleichmäßigen Erntedurchsatz aufrechtzuerhalten. Diese schnelle Echtzeitanpassung dient dazu, den Ertrag zu maximieren und den Abfall zu minimieren sowie die Motoreffizienz zu maximieren.
So kann beispielsweise die IntelliSense-Technologie von New Holland mithilfe von Sensoren am Siebkasten und Kameras zur Kornüberwachung die Materialmenge auf den Rotoren und Sieben berechnen und den Kornverlust messen. Das System kann dann geeignete Maßnahmen und Einstellungen für Dreschwerk, Gebläse und Siebe auswählen.
Modelle von New Holland wie der TC5.30 und Yanmar-Modelle, die mit SMARTASSIST ausgestattet sind, integrieren mehrere intelligente Systeme zur Optimierung des Durchsatzes, Verbesserung des Ertrags, Messung des Getreidefeuchtigkeitsgehalts und Verbesserung der gesamten Getreidequalität.
Bodensensoren und Kameras zur Anpassung an Pflanzenhöhe und Gelände
Bei weniger intelligenten Erntemaschinen wird die Schnitthöhe des Ernteguts normalerweise vor Beginn der Ernte eingestellt, wie die meisten anderen Einstellungen auch. Die Einstellungen des Schneidwerks werden manuell am Erntegerät vorgenommen, während es stillsteht, und auf die Art des zu erntenden Ernteguts eingestellt.
Der Schneidwerkskopf, der das Erntegut schneidet, ist normalerweise in einem horizontalen Winkel fixiert. Ein fixierter horizontaler Schneidwerkskopf ist jedoch nicht ideal für Felder, die nicht völlig eben sind und Vertiefungen, Grate oder Hänge aufweisen. Eine Lücke unter dem Schneidwerkskopf würde einen ungleichmäßigen Schnitt bedeuten, was zu ungleichmäßigen Stoppeln und möglicherweise zu Kornverlust führen würde. Viele ältere Erntemaschinen haben Schneidwerke, die manuell abgewinkelt werden können, um sich an einen Hang anzupassen.
Der Trend geht heute zu modernen Maschinen, die Bodensensoren verwenden, um Unebenheiten im Boden zu erkennen und dann die Höhe des Schneidwerks automatisch anzupassen. Einige Hersteller bieten verstellbare Schneidwerksflügel an, um sich dem Gelände anzupassen. Diese Flügel erstrecken sich von der Hauptbaugruppe nach beiden Seiten und können unabhängig voneinander nach oben oder unten verstellt werden, um sich an unterschiedliche Neigungen anzupassen.
John Deere bietet eine Reihe hochmoderner Erntemaschinen mit flexiblen Schneidwerken, die als unabhängige Schneidwerke fungieren. Diese verstellbaren Schneidwerksflügel fächern sich von der Mitte aus auf und können unabhängig voneinander nach oben oder unten verstellt werden, um sich einem Hang oder einem gekrümmten Feld anzupassen. Hinter den Schneidwerken passen sich auch die Schneidwerksriemen dem Schneidwerk an, um die Getreidezufuhr mit minimalem Verlust aufrechtzuerhalten. Der Hersteller gibt an, dass sich die Flügel um bis zu 10° biegen lassen, was bedeutet, dass die Flügelspitzen eine vertikale Bewegung von bis zu 8.5 m (2.6 Fuß) ermöglichen.
Ähnliche Kombinationen von Sensoren und Kameras können Unebenheiten im Gelände erkennen und die Erntegeschwindigkeit entsprechend anpassen, um die Erntegeschwindigkeit an Steigungen zu erhöhen und an Gefällen zu verringern. Dies trägt zu einem gleichmäßigen Dreschen bei und verhindert einen unzureichenden und ineffizienten Kornfluss oder einen übermäßigen Fluss, Verschwendung und daraus resultierende Verstopfungen.
John Deere erreicht dies durch eine Kombination aus nach vorn montierten Kameras und Feldkartierung. Durch die Integration dieser Technologien kann der Mähdrescher vorausschauend agieren und nicht nur auf Veränderungen im Gelände reagieren.
Vorausschauende Wartung
Obwohl die vielen Anwendungen der Sensortechnologie den Landwirten dabei helfen, Erträge und Ernteeffizienz zu maximieren, ist eine weitere wichtige Entwicklung in der Datenerfassung der Einsatz von Fernüberwachung zur Bereitstellung von prädiktiven Wartungswarnungen, wodurch Maschinenausfallzeiten und Wartungskosten reduziert werden.
Die Anwendung von GPS-Tracking zusammen mit IoT, das mit KI-Technologie analysiert wird, ermöglicht eine computergestützte Wartungsmanagementsystem (CMMS) zur Erfassung der zurückgelegten Meilen (Kilometer) und Betriebsstunden. Diese Systeme können Warnmeldungen zu Wartungszeiten ausgeben und Daten analysieren, um Informationen zu Betriebsrate und Geräteeffizienz bereitzustellen.
Abschließende Gedanken
Die Landwirtschaft kann eine anspruchsvolle und ineffiziente Arbeit sein. Daher ist jeder Einsatz von Technologie, die die Aufgabe erleichtert und – was am wichtigsten ist – effizienter und kostengünstiger macht, willkommen.
Die Einführung neuer Sensortechnologien, darunter die Verwendung von Kameras mit schneller Bildverarbeitung, kombiniert mit künstlicher Intelligenz, bietet den Landwirten enorme Vorteile, und die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie werden in Zukunft nur noch zunehmen.
Mähdrescher werden immer intelligenter und der Fahrer hat nun viel mehr Informationen zur Hand. Einige dieser Informationen können von den eingebetteten Systemen unabhängig verarbeitet werden, andere informieren den Fahrer schnell und in Echtzeit.
Landwirte können nun das gesamte Feld und den Ertrag bis zur Ernte intelligenter überwachen, Überschneidungen der Erntewege reduzieren und Leistung und Geschwindigkeit auf ertragsschwachen Anbauflächen optimieren. Der Landwirt kann mehr und mit besserer Qualität ernten und verliert weniger, was insgesamt höhere Erträge bedeutet. Das bedeutet mehr Effizienz für den Landwirt, weniger Kosten und mehr Ertrag für die Investition.
Es sind spannende Zeiten für die Landwirtschaft. Weitere Informationen zu den verfügbaren Mähdreschern finden Sie im Online-Showroom unter Chovm.com.
