Die Woodex AG nutzt das Flottenmanagementsystem der Firma Komatsu. Foto: Marc Werder, WSL

Verband & Politik | Zeitschriften – Lesezeit 4 min.

Maschinendaten zur Optimierung der Holzernte nutzen

Die WSL entwickelt eine frei verfügbare Webapplikation, welche herstellerunabhängig das Analysieren und Weiterverarbeiten von Maschinendaten erlaubt. Künftig soll diese eine Ergänzung zu bestehenden Systemen darstellen und ein Benchmarking erlauben.

Janine Schweier, Marc Werder, Elisa Plozza, Barbara Schneider, Stefan Holm* |
Um einen Datenaustausch zwischen Maschine und User bzw. zwischen Maschinen zu ermöglichen, wurde bereits in den 1980er-Jahren der internationale Datenstandard StanForD entwickelt. Die aktuelle Version StanForD2010 wurde 2011 eingeführt und basiert auf XML. Die für die Leistungskennwerte der Holzernte wichtigsten Daten sind als hpr(harvested production)-, fpr(forwarded production)- und mom(operational monitoring)-Dateien gespeichert. Das heisst, moderne Forstmaschinen sind in der Regel mit fortschrittlicher Technologie ausgestattet, um verschiedene Daten während des Betriebs zu erfassen und zu speichern. Zu den gängigsten Daten, die z.B. in Harvestern und Forwardern erfasst werden, gehören:

–Betriebsstunden und zurückgelegte Strecke der Maschine

–Leistung, einschliesslich Drehmoment und Geschwindigkeit

–Arbeitszyklen, einschliesslich Start- und Endzeitpunkten sowie der Dauer bestimmter Teilarbeitsschritte

–Daten zu gefällten Bäumen, bearbeiteten Stämmen und geladenem Holz

–Maschinenpositionen mit Aufzeichnung von Standortkoordinaten in Echtzeit

–Kraftstoffverbrauch während des Betriebs

–Informationen zum Betriebszustand der Maschine sowie Protokollierung von Fehlermeldungen und Diagnosedaten

–Informationen über durchgeführte Wartungsarbeiten

Die gespeicherten Daten können von Forstbetrieben und -unternehmungen zur Echtzeitüberwachung und zur Steuerung der Maschinen genutzt werden. Vor allem aber ermöglichen sie, Schlüsselproduktionswerte zu erhalten, die in betriebswirtschaftlichen Berechnungen und der Logistik weiterverwendet werden. Die Wartungsplanung wird unterstützt und Betriebsabläufe optimiert. Dadurch tragen die Daten aus den Forstmaschinen dazu bei, Effizienz, Produktivität und Nachhaltigkeit im Forstwesen zu verbessern.

Obwohl viele Forstmaschinen solche Daten erfassen, kommen die Besitzer oft nicht an die Daten heran. Es sind insbesondere die grossen internationalen Hersteller, die Flottenmanagementsysteme anbieten, über die man den Datenzugang bekommt. Die Kommunikation innerhalb einer Flotte ist nur möglich, wenn es sich um Maschinen desselben Herstellers handelt.

Das Ziel des WSL-Projektes ist es, ein herstellerunabhängiges Open-Use-System zu entwickeln, welches die Integration von Maschinendaten unterschiedlicher Hersteller für die betriebliche Planung unterstützt.

Meilenstein: Webapplikation online

Das System befindet sich noch in Entwicklung, aber der erste grosse Meilenstein ist geschafft. Besitzer von Forstmaschinendaten können nach einem Holzschlag ihre Dateien im einheitlichen Datenstandard StanForD2010 unter upload.hepromo.org hochladen und erhalten dann eine zusammenfassende Auswertung ihrer Daten. Die Daten können entweder aus dem Flottenmanagementsystem oder mittels USB-Stick aus dem Bordcomputer einer Maschine exportiert und in die WSL-Applikation hochgeladen werden. In Zusammenarbeit mit ausgewählten Forstunternehmungen wurde ausserdem eine Eingabemaske entwickelt, in der mit möglichst wenigen Eingangsgrössen zusätzliche Parameter abgefragt werden, die nicht in den Maschinendaten enthalten sind. Hierzu gehören:

–Art der waldbaulichen Massnahme

–Eingriffsstärke

–Mechanisierungsgrad

–Gesamtstunden Handholzer

–Einsatz von Traktionshilfswinden und Anzahl Gassen mit THW

–Einsatz weiterer Maschinen

–Kubikmeter ausserhalb der Maschinendaten

In der ersten Version der Applikation wird aus den hochgeladenen Daten und manuell eingegebenen Zusatzinformationen ein Auswertungsbericht erstellt, der beispielsweise für eine ordentliche Ablage genutzt werden kann.

Nächster Meilenstein: Benchmarking

Gleichzeitig speisen die Eingaben im Hintergrund eine Datenbank. Sobald diese eine nennenswerte Grösse erreicht, kann sie künftig für ein anonymes Benchmarking genutzt werden und bildet die Datenbasis für eine solide Vorkalkulation. Die Nutzer des Systems können ihren Holzschlag zunächst mit den Ergebnissen ihrer früheren Holzschläge vergleichen. Nach Freischaltung des Benchmarkings können sie ihre Ergebnisse zudem mit dem Durchschnittswert aller in der Datenbank verfügbaren Holzschläge vergleichen, die unter ähnlichen Bedingungen durchgeführt wurden. Für Dritte sind eigene Daten nicht sichtbar, jedoch wird in anonymisierter Form ein Durchschnittswert von allen in der Datenbank gespeicherten Datensätzen generiert.

Ausblick

Bei Verwendung dieses Systems wird es in Zukunft möglich sein, die Produktivität und die Leistung von Holzschlägen deutlich präziser im Voraus abzuschätzen, als es momentan der Fall ist. Aktuelle Vorkalkulationen können beispielsweise mit dem Tool HeProMo durchgeführt werden. Seine Verknüpfung mit der Datenbank würde es ermöglichen, auf aktuelle Referenzwerte zurückzugreifen. Ausserdem könnte erstmals der Individualität von Holzschlägen Rechnung getragen werden.

Um eine grössere Benutzeranzahl zu erreichen, ist es zielführend, dieses System nicht nur als Stand-alone-Anwendung anzubieten, sondern es mit bestehenden Systemen zu vereinigen. Anvisiert ist die Zusammenarbeit mit ForstControl. Dort könnten Nutzer bei ihrer Dateneingabe gefragt werden, ob sie zusätzlich Maschinendatensätze für die WSL-Applikation hochladen möchten.

Danksagung

In erster Linie danken die Autoren den Forstbetrieben und Forstunternehmungen, mit denen sie zusammenarbeiten und die viele Testdaten zur Verfügung gestellt und wertvolle Rückmeldungen gegeben haben. Die Praxispartner werden aufgrund des Datenschutzes hier nicht namentlich aufgeführt. Weiter wird dem BAFU gedankt für eine Teilfinanzierung des «Proof of Concept» im Rahmen des HeProMo-Projekts sowie Lioba Rath, Flavian Stocker, Julian Muhmenthaler und Niclo Brodbeck für Ideen, Engagement und «Ausprobieren» und Robert Schickmüller, ibW Höhere Fachschule Südostschweiz, für die vielen Visionen und Diskussionen in den letzten zwei Jahren, die auch zu diesem Ergebnis beigetragen haben.

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