Zum ersten Mal präsentierte sich die Firma Kotte auf dem Erlebnisbauernhof auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin. Verbrauchern, Fachbesuchern und Politikern wurde gezeigt, wie mit moderner Technik Gülle besonders umweltgerecht ausgebracht werden kann. Dazu beigetragen haben auch Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt OPeRAte.

Im Fokus stand insbesondere der am präsentierten Güllewagen verbaute Nahinfrarot-Sensor (NIR-Sensor). Dieser ermöglicht es den Gesamtstickstoff-, Ammoniumstickstoff-, Phosphor- und Kaliumgehalt sowie die Trockensubstanz in der Gülle mit 4000 Messpunkten pro Sekunde direkt zu ermitteln. Natürliche Schwankungen im Nährstoffgehalt und Ablagerungen während des Transports werden auf diese Weise berücksichtigt und mithilfe von automatischen Anpassungen von Fahrgeschwindigkeit und/oder Durchflussrate in Echtzeit kompensiert. Weiterhin wurde über moderne Ausbringtechniken zur zielgerichteten und emissionsarmen Gülle-Ausbringung, wie z. B. einem sog. Schleppschuhverteiler, informiert.

Kotte informierte auf der Grünen Woche zur nährstoffbasierten Flüssigmistausbringung

Da das gleichmäßige Ausbringen eine Grundvoraussetzung für den umweltschonenden Einsatz von Gülle als organischen Dünger ist, wurde zusätzlich gezeigt, wie mit einer hydraulisch angetriebenen Drehkolbenpumpe die Gülle konstant und gleichmäßig ausgebracht werden kann. Außerdem wurde mit der am Güllewagen verbauten Reifendruckregelanlage zur Anpassung des Reifendrucks bei Feld- und Straßenfahrten auch der Aspekt der Bodenschonung thematisiert.   

Im Mai wurden auf dem Projekttreffen beim Projektpartner Kotte der erste partnerübergreifende Prototyp vorgestellt. Bei diesem Prototypen handelt es sich um eine Interaktion von Prozessplanung/ -management und einem hochmodernen Güllefass. Zunächst haben sich alle Partner in Vorträgen über die Ergebnisse der Teilprojekte informiert und ausgetauscht. Die Vorträge behandelten das intelligente Güllefass mit der auf der Maschine notwendigen Prozesssteuerung, die kooperative Prozesssteuerung von FMIS bis zur Maschine, ein Modul zur teilflächenspezifischen Gülleausbringung und ein Data Warehouse auf ISOXML Basis.

Abbildung: Das Projektteam vor dem OPeRAte-Güllefass

Zur Veranschaulichung der Demonstration folgte nach den Vorträgen eine erste Indoor Darstellung der Demonstration. So konnten der Ablauf der Prozesssteuerung und die damit verbunden unterschiedlichen Ausführungsvarianten auf einem Tablet allen Teilnehmern gezeigt und verdeutlicht werden. Hierbei arbeitete das Tablet stellvertretend für das später angebundene Güllefass. Die folgende Live Demo auf dem Firmengelände zeigte, dass die zuvor im kleinen gezeigte Funktionalität auch mit einer realen Landmaschine möglich ist. So konnte sich die Hardware vom Partner Anedo mittels mobiler Anbindung mit dem OPeRAte Server in Osnabrück verbinden und den nun spezifischen geplanten Auftrag empfangen. Während der teilflächenspezifischen Ausbringung von Wasser auf dem Firmengelände, sendete das Güllefass Statusnachrichten zum Prozessmanagement. Nach Beendigung des Auftrags wurden ebenfalls die Logdaten vom Güllefass zum Prozessmanagement übertragen und die auftragsspezifische Kopplung der Landmaschine zum OPeRAte Server getrennt.

Die folgenden Bilder zeigen das Team von OPeRAte bei der Live Demo:

 

Abbildung: Letzte Vorbeitungen vor der Demonstration

Abbildung: Prozessdurchführung auf der Landmaschine

Abbildung: Prozessverfolgung durch Statusnachrichten von der Landmaschine

Die Projektpartner haben sich in Eydelstedt bei Projektpartner Anedo getroffen um den aktuellen Stand der Teilprojekte zu diskutieren und die nächsten Schritte festzulegen. Dabei hat jeder Partner seinen individuellen Fortschritt mit den zugehörigen Ergebnissen vorgestellt. Andeo und die Hochschule Osnabrück stellten zudem eine erste prototypische Implementierung der Maschinenanbindung an das Prozessmanagement vor.

Das Prozessmanagement dient als zentrale Koordinationsstelle für kooperative Agrarprozesse und wird vom zentralen Prozessakteur (z.B. von einem Lohnunternehmer / einem Logistiker) gesteuert. Als Modellierungssprache für kooperative Prozesse wird BPMN (Business Process Model and Notation) genutzt: Die für Geschäftsprozesse entwickeltet Notation bietet mit ihren Elementen zur Prozessablaufbeschreibung und den Fähigkeiten zur Bildung und hierarchischen Kapselung von Subprozessen die notwendigen Funktionen zur Gestaltung von kooperativen, unternehmensübergreifenden Agrarprozessen.

Die Abbildung veranschaulicht die Steuerung von Agrarprozessen durch eine Aufteilung in Ebenen zur prozessübergreifenden, prozessgebundenen und maschinellen Steuerung. Die Anbindung der Maschinenebene wird durch eine Koppelung des MQTT-Protokolls an BPMN-Signale erreicht. Dadurch können Aufträge und Informationen (z.B. in Form von ISOXML-Aufträgen oder Statusdaten) zwischen beiden Ebenen transparent ausgetauscht werden.

Ebenen zur Prozesssteuerung im OPeRAte-Projekt
Abbildung: Ebenen zur Prozesssteuerung im OPeRAte-Projekt

Neben der Vorstellung und Diskussion des Projektfortschrittes in den einzelnen Teilprojekten dient das Treffen in der Hochschule Osnabrück für die Abstimmung der Umsetzung des ersten, integrierten Prototyps des OPeRAte-Projekts mit dem Zusammenspiel aller beteiligten Projektpartner. Ziel ist es, den Prototypen im Sommer beim Projektpartner Kotte vorzustellen. 

Das Bild zeigt eine einfache Konfigurationsseite zur Eingabe von Prozessparametern im Prozessmanagement. Der Prozessinhaber bereitet durch die Auswahl von Zugmaschine und Implement sowie dem gewünschten Schlag die Erzeugung einer teilflächenspezifischen Applikationskarte für die Ausbringung von Flüssigmist vor. Der zugrunde liegende Prozess ist in der BPMN (Business Process Model and Notation) modelliert, die Ausführung wird durch ein offenes Werkzeug zur BPMN-Ausführung unterstützt (Camunda Community Edition). 

Beispielhafte Konfiguration einer Flüssigmistausbringung
Abbildung: Beispielhafte Konfiguration einer Flüssigmistausbringung

 

Am 21.03.2017 haben sich die Projektpartner im Rahmen eines regelmäßigen Treffens bei Projektpartner FARMsystem in Osnabrück getroffen, um den aktuellen Stand der Projektentwicklungen zu besprechen und bisherige Ergebnisse vorzustellen.

Für die Modellierung von kooperativen Agrarprozessen wurde eine Flüssigmistausbringung mit Traktor und Flüsssigmistwagen beispielhaft umgesetzt. Dazu wurde die vielfach für die Definition von Geschäftsprozessen verwendete Modellierungssprache BPMN (Business Process Model and Notation) zur Prozessdefinition verwendet. Ihre Elemente zur Ablaufbeschreibung, die Fähigkeit zur feingranularen und hierarchischen Gestaltung von Prozesselementen sowie die Möglichkeit zur Schaffung von Black-Box-Subprozessen erlauben eine bedarfsorientierte und modulare Gestaltung von kooperativen Agrarprozessen, bei denen jeder Akteuer seine Aufgabenbereiche eigenständig formulieren und gestalten kann, auch ohne eigene Prozessinterna mit anderen Akteuren teilen zu müssen.

BPMN-Modellierungen können mit Hilfe sogenannter Business-Process-Management-Tools (BPM-Tools) ausgeführt, gesteuert, überwacht und dokumentiert werden. Entsprechend sind die Prozessmodellierungen kein dokumentativer Mehraufwand, sondern der erste Schritt zur Umsetzung kooperativer Agrarprozesse. Zudem können die Modellierungen durch den Prozessexperten (z.B. einem Lohnunternehmer, Landwirt oder Logistiker) und nicht durch einen technischen, aber fachfremden Technologieexperten erstellt werden. Die Abbildung zeigt einen Teil des in BPMN-modellierten Prozesses zur Flüssigmistausbringung.

Subprozess einer Flüssigmistausbringung in BPMN
Abbildung: Subprozess einer Flüssigmistausbringung in BPMN