Blogreihe: TechnoLogisch nachhaltig
NTT DATA Business Solutions | Germany | Januar 16, 2023 | Lesezeit: 5 Min.

So hilft maschinelles Lernen Landwirten und Nutztieren

Tierwohl ist Pflicht, Nachhaltigkeit ein Thema von langfristig essenzieller Bedeutung und Effizienz ein Dauerbrenner. Durch die Digitalisierung der Landwirtschaft verbinden wir diese drei Elemente nahtlos, modernisieren so die Nutztierhaltung und verbessern die Rahmenbedingungen für Mensch und Tier zugleich.

Durch den Einsatz von Sensoren, Kameras und anderen Technologien zur Überwachung der Aufzucht von Tieren helfen wir Betrieben, ihre Wertschöpfungskette optimal zu steuern.

Eine Landwirtin prüft Daten in einem digitalisierten Stall

Digitalisierung von Landwirtschaft und Nutztierhaltung

Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Erträge steigern, Einsatz von Chemikalien verringern, Umwelt-, Klima- und Tierschutz, gesunde Lebensmittel produzieren sowie Kunden und Zulieferern gegenüber den gesamten Prozess umfassend dokumentieren. Die einzige Möglichkeit, diese vielfältigen Anforderungen zu erfüllen, liegt in der Digitalisierung von Anbauprozessen und Nutztierhaltung.

Dabei kann man der Branche nicht vorwerfen, das Thema auf die lange Bank zu schieben. Die Digitalisierung der Landwirtschaft schreitet schnell voran. GPS-gesteuerte Mähdrescher sind auf dem Vormarsch, Satellitenbilder optimieren den Düngemitteleinsatz, spezielle Apps und Anwendungen managen die Tierhaltung und der Einsatz intelligenter Fütterungssysteme reduziert die Methanemissionen.

Darüber hinaus möchten immer mehr Verbraucher vor dem Kauf von Fleisch wissen, woher die Tiere stammen und wie sie gehalten wurden. Und das zurecht. Eine lückenlose Dokumentation ist daher angesichts der Verbrauchernachfrage für Produzenten ein Muss. Im Hinblick auf Tierwohl und nachhaltige Schweine-, Rinder- und Hühnerzucht wird Effizienz in Stallbetrieb und -logistik auf einem immer härter umkämpften Markt zu einer absoluten Notwendigkeit.

An IoT concept applied to a digital stable

Infrastruktur eines IoT-Konzepts von NTT DATA Business Solutions

Digitalisierter Landwirtschaftsbetrieb: Vom Stall zur Produktionsstätte

Neue Technologien sind ein effektives Instrument zum Erfassen der Daten über Stalltiere und zur Entwicklung präventiver Maßnahmen zur Verbesserung des Tierwohls.

Wir haben ein IoT-Konzept entwickelt, das sich dieser Herausforderungen annimmt und Landwirtschaftsbetriebe digitalisiert. Wir unterstützen Landwirtschafts- und Tierhaltungsbetriebe dabei, ihre Produktion auf ein neues Niveau zu heben, indem wir sie zu erforderlichen Sensoren und der optimalen Konfiguration der Kameras für den Einsatz von maschinellem Lernen beraten.

Die Abbildung unten zeigt, wie die Infrastruktur eines solchen IoT-Konzepts aussieht, und hebt die Schlüsselkomponenten für einen voll digitalisierten Stall hervor.

Daten als Compliance-Grundlage in der digitalisierten Landwirtschaft

In einer Machbarkeitsstudie haben wir ein System aus Kameras, Mikrofonen und anderen Sensoren entwickelt und diese in einem Stall installiert. Mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens wurden Daten erfasst, Muster erkannt und Berichte erstellt. So kann die KI beispielsweise prüfen, ob der Landwirt oder die Landwirtin alle gesetzlichen Bestimmungen erfüllt. Daten sind die einzige Möglichkeit, um nachzuweisen, dass die vorgeschriebene Tageslichtintensität eingehalten wird – um nur ein Beispiel zu nennen, wie datenbasierte Erkenntnisse sicherstellen können, dass erkannte Verstöße gegen das Tierwohl nachverfolgt und Landwirt*innen entsprechend verständigt werden.

Beim Übergang zur digitalisierten Landwirtschaft übernimmt KI Routineaufgaben im Stall

Im Stall müssen Landwirt*innen sich die Tiere ansehen, ihr Gewicht beurteilen, die Umgebungstemperatur messen, das Stresslevel der Tiere erfassen und sie füttern und tränken. Diese Kontrollgänge könnten durch Kameras, Bilderkennung, Mikrofone sowie CO2-, Feuchtigkeits- und Temperatursensoren ersetzt werden, die die Messwerte präzise aufzeichnen und überprüfen. Die Haltungsbedingungen der Tiere könnten dadurch effizient verbessert werden – was wiederum zur Nachhaltigkeit beiträgt.

Den optimalen Schlachttermin ermitteln

Neben den Haltungsbedingungen kann die Technologie auch Daten über die Nutztiere erfassen. Beispiel: Die KI zeichnet Größe und Gewicht der einzelnen Schweine auf und kann die Landwirt*innen im Voraus über den idealen Schlachttermin informieren. Ziel ist es, bei möglichst effizientem Futtereinsatz das bestmögliche Fleisch zum bestmöglichen Preis zu erhalten. Durch diese Daten können außerdem auch Transporte vom Stall zum Schlachthof optimieren werden. Wenn das Gewicht der Schweine ermittelt wird, können Lkw-Ladungen optimiert werden, ohne gegen gesetzliche Bestimmungen zu verstoßen.

Planung im SAP-System

Mithilfe der digitalen Zwillinge von Ställen und Tieren können auch Simulationen durchgeführt und Prognosen erstellt werden, die den Betrieben bei der Ausarbeitung künftiger Szenarien unterstützen. Werden die Daten künftig in das SAP-System des Kunden übertragen, können wir den Betrieben zusätzlich dabei helfen, ihre Planung zu optimieren.

Da die Daten schon zu einem frühen Zeitpunkt und nicht nur bei der Schlachtung erfasst werden, können Angebot und Nachfrage auf dem Markt beispielsweise mithilfe einer Big Data-Lösung und Datenanalysen bereits im Vorfeld angepasst werden. Durch die Entwicklung eines SAP Backbone für den Kunden – den digitalen Kern – werden optimale Bedingungen für Innovationen im Betrieb geschaffen.

 

Man on a farm between goats.

Drei starke Treiber für mehr Transparenz

Die Agrarindustrie ist zunehmend daran interessiert, Prozesse transparenter zu gestalten. Der Impuls zu derartigen Innovationen hat unterschiedliche Ursachen: Tierwohl, Nachhaltigkeit und Effizienz. Skaleneffekte sind dabei ebenfalls von Bedeutung. Dabei würde die Ausweitung der Digitalisierung in der Landwirtschaft auf größere geografische Gebiete – sowohl national als auch international – das enorme Potenzial für die tierische Lebensmittelproduktion unterstreichen. Darüber hinaus sind die Tierdaten in ihrer Gesamtheit nützlich, z. B. für andere Institutionen am Markt wie Behörden oder für die Tierbesitzer*innen selbst.

Breitband-Internet im Stall

Das Hauptproblem ist nicht, dass es an KI, IoT oder Big Data mangelt, sondern eine viel grundlegendere IT-Anforderung: Landwirt*inne benötigen Breitband-Internetanschlüsse, wenn sie ihre Ställe digitalisieren möchten. Die damit einhergehenden Kosten, die ausgehend von Größe, Lage und vorhandener Kommunikationsinfrastruktur vor Ort variieren können, müssen in jedem Business Case Berücksichtigung finden.

Der Schwerpunkt liegt dabei aktuell darauf, Hindernisse auf dem Weg dorthin zu erkennen und nach Lösungen zu suchen. Welche Architektur und Infrastruktur die Anforderungen an die Skalierbarkeit des Systems am besten erfüllt, wird Zeit in Anspruch nehmen. Aber die Zeit spielt der Digitalisierung der Landwirtschaft in die Hände – und zwar so lange, wie Verbrauchern das Tierwohl am Herzen liegt.

Mit der stetig steigenden Bedeutung von hochwertigen Nahrungsmitteln und Produktionsbedingungen könnte der digitalisiert Stall sowohl das Streben nach Innovationen weiter vorantreiben als auch ungenutzte Potentiale auf den Märkten dynamisieren und standardisieren.

Lassen Sie uns darüber sprechen, wie wir Ihnen bei der Digitalisierung helfen können!

Kontakt: [email protected]

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