Landwirtschaft und Landtechnik sind mit stetig wachsenden Anforderungen an Dokumentation, Rückverfolgbarkeit, Prozess-Effizienz und ressourcenschonende Arbeit konfrontiert. Digitalisierung und Prozessoptimierung in allen Arbeitsschritten verspricht hier wertvolle Unterstützung.
Im Rahmen des Forschungsprojekts SDSD - Smarte Daten, Smarte Dienste arbeitet ein gemischtes Konsortium aus Forschungseinrichtungen, Landtechnik-Herstellern und Software-Anbietern an dem Aufbau einer umfangreichen Systemlandschaft zur Digitalisierung landwirtschaftlicher Prozesse. Aufbauend auf einer Maschinen- und Hersteller-übergreifenden Datendrehscheibe werden hybride Speicherkonzepte realisiert, die betriebliche Daten des Landwirts in maschinell verständlicher Form für vielfältige Dienstleistungen bereithalten, dabei aber die individuelle Kontrolle und Datenhoheit bewahren. Weitergehend werden Datenformate und Vokabularien verwendet, die durch Beiträge der Beteiligten laufend erweitert und zu umfassenden De-Facto-Standards ausgebaut werden. Durch automatisierte Verknüpfung der Daten und Dienste wird die Konfiguration und Ausführung effizienter und ressourcenschonender Prozessketten unterstützt.
Anforderungen landwirtschaftlicher Akteure
Landwirte und Lohnunternehmer wollen mit Hilfe von Smart Farming landwirtschaftliche Anbauverfahren und Arbeitsprozesse optimieren. Ziel ist dabei die Erhöhung von Ernte- und Ertragsmengen bei gleichzeitiger Verringerung des Ressourceneinsatzes. Zudem möchten Landwirte und Lohnunternehmer Entscheidungsunterstützung für komplexe Aufgabenstellungen in landwirtschaftlichen Arbeitsprozessen und automatische Dokumentation aller durchgeführten Arbeiten.
Auch die Zusammenarbeit zwischen Landwirten und Lohnunternehmern ist eine wichtige Anforderung. Dabei möchte der Landwirt mit maximaler Flexibilität Aufträge und Dienstleistungen an Lohnunternehmer vergeben. Gleichzeitig möchte der Lohnunternehmer völlige Wahlfreiheit bei der eingesetzten Technik, keine Bindung an einen spezifischen Hersteller. Sowohl Landwirte als auch Lohnunternehmer wollen dabei anwendungsspezifisch den jeweils am besten geeigneten Dienst bzw. die beste Software-Anwendung oder App einsetzen. Jeder Dienst bzw. jede Software soll dabei kompatibel zur Arbeitsweise der Landwirte und Lohnunternehmer sein. Dynamische Wechsel sollen ohne große Vorarbeiten ermöglicht werden. Jeder Dienste-Anbieter muss mit minimalem Aufwand in das Gesamtsystem aufgenommen werden können.
Datenschutz, Datensicherheit und vor allem Datenhoheit / Selbstbestimmung sind die größten Anforderungen der Landwirte und Lohnunternehmer. Dabei wollen Landwirte und Lohnunternehmer selbst entscheiden, wo welche Daten wie lange gespeichert werden und wer auf die Daten Zugriff bekommt.
Volle Kontrolle über betriebliche Daten!
Ihre Betriebsdaten gehören Ihnen. Welche Maßnahmen Sie auf Ihren Schlägen durchgeführt haben, welche Er¬träge erwartet werden oder gemessen wurden, wieviel Dünger Sie an welcher Stelle ausgebracht haben (und welche Kosten dadurch entstanden sind) – derartiges Wissen ist wertvoll, wichtig und vertraulich.
SDSD bietet volle Kontrolle über betriebliche Daten: Individuelle Speicheraufträge bestimmen, was wie lange gespeichert wird. Dateninhalte werden für jeden einzelnen Dienst gezielt freigegeben – alles andere bleibt sicher gesperrt!
SDSD Speicherdienst: Kontrollierte Speicherzeit
Daten fallen in der Landwirtschaft über längere Zeiträume an: Sammlung, Speichern, Kontrolle und Löschen sollen automatisiert geschehen. Der SDSD Speicherdienst übernimmt diese Aufgabe: Der Landwirt (der sich als Nutzer einer SDSD-Plattform registriert hat) erteilt dem System einen Speicherauftrag. Dabei wird festgelegt, dass die Daten einer Quelle/Maschine von bestimmten Feldern und aus einem festgelegten Zeitraum für eine vorgegebene Dauer unter der ID des Landwirts im System aufbewahrt werden – in der Regel als Datei im Originalformat. Nach Ablauf der Speicherfrist wird automatisch gelöscht.SDSD Hybrider Speicher: Dateninhalt durch semantische Annotation
SDSD realisiert eine inhaltliche Aufbereitung der gespeicherten Daten („Smarte Daten“). Der Annotationsdienst liest die gespeicherte Datei und überführt ihren Inhalt in formalisierte Attribute und Werte, die in einer Datenbank abgelegt werden. Ergebnis der Annotation ist also eine Menge von strukturierten Datenbank-Einträgen (Fakten).
Die Funktionen des Speicherns und der inhaltlichen Aufbereitung (oder auch semantischen Annotation) zusammen erfüllen die wichtige SDSD-Funktion eines hybriden Speichers, der Daten in Originalformat und semantisch aufbereiteter Form zur Verfügung stellen kann.
SDSD Dienstauftrag und Datenfreigabe
Wenn der Landwirt innerhalb SDSD einem Dienstleister einen Auftrag erteilt, erhält er von diesem (z.B. über eine Webseite oder als Teil der elektronischen Auftragsbestätigung) eine eindeutige Dienst-ID.
In der Datenfreigabe spezifiziert der Landwirt, dass mit dieser Dienst-ID auf Daten mit ausgewählten Attributen und spezifizierten Wertebereichen zugegriffen werden darf – so darf etwa ein Dienst auf Werte für Fahrstrecke, Kraftstoffverbrauch und Ernteertrag auf allen Feldern, die mit Weizen bestellt sind, im Zeitraum Juni-August zugreifen, um dann für den Landwirt eine zusammenfassende Abrechnung von Erntearbeiten zu erstellen. Wichtig ist, dass diese Zugriffsrechte bereits bei Auftragserteilung formuliert werden können, obwohl zu diesem Zeitpunkt die benötigten Daten noch gar nicht existieren!
Dienstausführung und Datenabfrage
Wenn der beauftragte Dienst dann seine Tätigkeit aufnimmt, kommt die SDSD-Abfrageschnittstelle zum Einsatz: Der Dienst verschickt an SDSD (über ein http-REST-Interface) eine Datenabfrage unter der vereinbarten Dienst-ID. Sofern die entsprechende Freigabe vorliegt, werden die geforderten Daten übermittelt, so dass der Dienst ausgeführt werden kann. Nach Abschluss der Arbeiten werden dann die Ergebnisse unter der vereinbarten Dienst-ID und für den auftraggebenden Landwirt zugreifbar in SDSD gespeichert und so übermittelt. Damit ist die Grundlage automatisierter „Smarter Dienste“ gelegt.