Optimierung der Kartoffelproduktion durch Big Data

Früher haben Bauern und Helfer auf dem Feld die Knollen von Hand aufgesammelt. Heute kommt der Vollernter zum Einsatz. Die Kartoffeln rumpeln hart über die Rüttelbänder der Erntemaschine. Sie schlagen an Steine. Sie prallen aneinander. Die sensiblen Knollen tragen blaue Flecke davon. Mitunter führt das zu Ernteausfällen. Dies ist nur ein Punkt, an dem die Wirtschaftsinformatikerinnen und Wirtschaftsinformatiker der Universität des Saarlandes mit dem Projekt „Smart Farming“ ansetzen. Sie helfen mit, die Kartoffelproduktion von der Ernte bis zu den fertigen Chips zu optimieren.

Viele landwirtschaftliche Unternehmen arbeiten bereits mit Hochtechnologie und digitalisierten Prozessen. Das Saarbrücker Projekt treibt die Entwicklung weiter voran. „Wir erforschen, wie wir aus Daten im Sinne von Industrie 4.0 wertschaffende Schlüsse ziehen. Die Landwirtschaft arbeitet noch sehr traditionell. Sie ist zwar stark technisiert und digitalisiert, zieht aber noch keinen Nutzen aus den Daten, die hier anfallen“, erklärt Professor Dr.-Ing. Wolfgang Maaß. Sein Forschungsteam macht die Kartoffel und ihren Weg vom Feld bis in die Fabrik gläsern für alle Beteiligten, vom Bauern bis zur Fabrikantin: „Wir erforschen, welche Daten anfallen, aus denen wir Schlüsse ziehen und Prognosen erstellen können. So können wir hochrechnen, wie hoch der Ausschuss wäre, wenn der Fahrer der Landmaschine auf diese Weise weiterfährt. Diese Information geben wir ihm in Echtzeit weiter“, erläutert Maaß den Ansatz. Der Forschungshorizont reicht jedoch weit über den Kartoffelacker hinaus. „Für unsere Prognosen ziehen wir weitere Daten heran, etwa Finanzdaten. Wenn ich weiß, wie sich der Weltmarkt bewegt, kann ich in Echtzeit Vorhersagen über den künftigen Ertrag treffen“, sagt Maaß.

Sein Wirtschaftsinformatik-Team erforscht die gesamte Prozesskette. Alle erhobenen Daten fließen in eine sogenannte „digitale Verwaltungsschale“ ein. Dieses Logbuch enthält alle verfügbaren Daten über eine Kartoffelcharge. „Wir setzen vor Ort auf dem Feld unsere sogenannte nPotato ein“, sagt Teammitglied Dr. Sabine Janzen. Der Kartoffelroder erntet diese künstliche Knolle mit und die „nPotato“ nimmt denselben Weg durch die Erntemaschinerie wie ihr echtes Pendant. Mittels Sensoren erfasst sie Stöße und Rotationen. Wird es zu viel, warnt sie.

Die Ernte- und Lagerdaten werden darüber hinaus mit Preis- und Finanzprognosen verknüpft. Zukünftig sollen auch historische Daten, erntelogistische Prozesse aus dem Vorjahr, Wettervorhersagen wie auch Expertenwissen des Landwirts einfließen.