Smart Forestry vernetzt die Holzernte digital über die gesamte Prozesskette
Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft unterstützt das Forschungsprojekt Smart Forestry über seinen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V., mit Mitteln aus dem Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe. Ziel ist es, die bislang nur teilweise digitalisierten Prozesse der Holzernte umfassend zu vernetzen und effizienter zu gestalten.
Das Projektkonsortium unter Federführung des Instituts für Mensch-Maschine-Interaktion (MMI) der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen entwickelt dafür einen übergreifenden Ansatz auf Basis des „Internet der Dinge“ (IoT). Sämtliche relevanten Akteure und Vermögenswerte – vom Wald über Forstmaschinen und handgeführte Geräte bis hin zu den Werken der Abnehmer – werden digital abgebildet.
Digitale Zwillinge als Grundlage
Kern des Vorhabens ist die Erstellung sogenannter digitaler Zwillinge. Diese virtuellen Abbilder realer Systeme fungieren im Netzwerk als Knotenpunkte für den Informationsaustausch. Neben produktneutralen, generischen digitalen Zwillingen für Maschinen, Geräte und Software entwickeln die beteiligten Spezialisten praxistaugliche Methoden für deren Vernetzung und Kommunikation.
Darüber hinaus werden für jeden Prozessschritt die jeweils erforderlichen Kommunikationsnetzwerke konfiguriert. Auf dieser Basis entstehen vier konkrete Referenzszenarien, die eine Bewertung und Optimierung des Holzernteprozesses bis hin zur vorausschauenden Planung ermöglichen.
Clusterübergreifender Ansatz für das Wertschöpfungsnetzwerk
„Derzeit sind zwar Produkte verfügbar, die digitale Optimierungen in Teilen der Holzernte-Prozesskette erlauben. Mit Smart Forestry entwickeln wir allerdings einen clusterübergreifenden Ansatz für das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk. Damit wird erstmals eine flexible, situationsangepasste und auf Standards beruhende Vernetzung aller Vorgänge in dem komplexen Netzwerk der Holzernte möglich.“
Mit diesem Ansatz wird die Holzernte nach Einschätzung der Projektverantwortlichen auf ein neues Niveau gehoben. Statt zentralistischer Steuerung rücken flexibel konfigurierbare, dezentrale Strukturen in den Fokus.
„Die Holzernte wird also mit Digitalisierung, Vernetzung und Prozessautomatisierung auf eine ganz neue Stufe gehoben. Zentralistische Steuerungsansätze werden abgelöst von flexibel konfigurierbaren, dezentralen Strukturen.“
Überführung in Praxis und Wirtschaft
Um die Projektergebnisse in Wissenschaft und Wirtschaft zu transferieren, planen die Beteiligten eine schrittweise Umsetzung. Dazu zählen die Beratung potenzieller Anwender, Präsentations- und Demonstrationsveranstaltungen sowie die Integration von Smart Forestry in bestehende IT-Dienste und Forsttechnologien.
Hintergrund: Nachholbedarf bei der Digitalisierung
Bislang ist die Holzernte in vielen Forstbetrieben kaum in IT-Prozesse eingebunden. Während die forsttechnische Einsatzplanung teilweise softwaregestützt erfolgt, setzen Logistikkonzepte häufig erst am bereitgestellten Polter an. Der eigentliche Holzernteprozess ist oft nicht in die übergreifende Prozesslandschaft integriert.
Herstellerspezifische Lösungen zur Bereitstellung von Echtzeitdaten existieren zwar, eine prozessübergreifende Nutzung ist jedoch bislang nicht gegeben. Hinzu kommt, dass große Datenmengen die Umsetzung bislang erschwerten.
Mit dem clusterübergreifenden Ansatz auf Basis der Prinzipien der Industrie 4.0 trägt Smart Forestry diesen Herausforderungen Rechnung. Ziel ist eine vorausschauende, flexible und dezentrale Steuerung der Prozesskette im Cluster Wald und Holz. Die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe ist seit 1993 als Projektträger des BMEL aktiv und unterstützt neben diesem Projekt auch Forschung zu nachhaltiger Forstwirtschaft und innovativer Holzverwendung.