Arbeitswissenschaft in der Landnutzung heute und morgen · Planzeiten wurden in einfacher Form in Taschenbüchern verfügbar ... Mittelwert cmin 203 341 393 ... AETC (Agricultural

1Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik

Arbeitswissenschaft in der LandnutzungArbeitswissenschaft in der Landnutzungheute und morgenheute und morgen

Prof. Dr. Hermann Auernhammer

Wissenschaftszentrum für Ernährung, Landnutzung und UmweltDepartment Ingenieurwissenschaften für Lebensmittel und biogene Rohstoffe

Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik

15. Arbeitswissenschaftliches SeminarVDI-MEG Arbeitskreis für Arbeitswissenschaften im Landbau (AKAL)

5. - 6.3.2007Wien

2

Gliederung

1. Arbeitswissenschaft im Landbau

2. Leistungen von vorgestern und gestern

3. Landnutzung heute und morgen

4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften morgen

5. Schlussfolgerungen

3

1. Arbeitswissenschaften im Landbau

Arbeitswissenschaft im Landbau ist uralt

Nur wenige Überlieferungen (Beispiele), diese jedoch beeindruckend

Pflugsaat in Babylon (etwa 2700 v. Chr.)

Gallischer Mähwagen (etwa 70 n. Ch., nach Plinius)

Arbeitsorganisation in Ägypten(2300 v. Chr., nach Leser)

4

1.1 Beispiele großer arbeitswissenschaftlicher Leistungen

Weitere Beispiele

Streichblechpflug im Mittelalter (aber Mägde vor dem Pflug)

Dampftechnik im19. Jahrhundert


5

1.2 „Dienende Technik“

All dies war zwar Technik, aber es war dienende Technik, also

Arbeitserleichterung

Leistungssteigerung

Erzeugung von mehr Nahrungsmitteln und damit ein unabdingbares Hilfsmittel im Kampf gegen den Hunger


6


Mit RIES wurde der Mensch in der deutschen Landwirtschaft in denMittelpunkt gestellt

Aber: Arbeitswissenschaft in der Landnutzung trennte sich in die

Landwirtschaft

Forstwirtschaft

Arbeitswissenschaft in der Landwirtschaft wurde zur

Landarbeitslehre

7

2.1 Arbeitserleichterung

Einfachste Hilfsmittel zur Vereinfachung und Erleichterung der schweren körperlichen Arbeit


HebelgesetzSchiefe Ebene

8

2.2 Arbeitsbelastung und Arbeitsbeanspruchung

Pulsfrequenzmethode


9

2.3 Kennzahlen

Planzeiten wurden in einfacher Form in Taschenbüchern verfügbar gemacht


10

2.3 Kennzahlen

Planzeiten wurden in einfacher Form in Taschenbüchern verfügbar gemachtDer Arbeitsvoranschlag wird zum wichtigen Hilfsmittel der Betriebsplanung


Arbeitsvoranschlag für einen Gemischtbetrieb

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2.4 Modelle und Simulation

Umfassende Modelle für die Innen- und Außenwirtschaft

25

140

307

472

4

32

85

121

alleBereicheEbene

21 19 28VG

8

Bullen-mast

6

Zuchtsauen-haltung

Färsen-haltung

1 2 3 4

2317

Milchvieh-haltung

Kälber-haltung

23

2 53

77 88

Produktionsrichtung

2 4 6 2 7

Festmist- undGülleausbringung

GA

Mittel alle

37 80 50

56 107

TV

Weihenstephan

18

38

98

154Mittel alle

14 38 12

32 52

TV

Produktionsrichtung

8 3 2 2GA

1 5 6alle

BereicheEbeneMilchviehhaltung Futterbau Getreidebau

2 7

Hackfrüchte

3

9

27

39

VG

Bullenmast

10 511 3

12

7

19

Tänikon


12

2.4 Modelle und Simulation

Umfassende Modelle für die Innen- und Außenwirtschaft

Differenzierte Simulationen unter betriebsspezifischen Bedingungen

Ablauf der Dialog-Sitzung mit Programm K A L D O K am 1.11.04 - Lauf 1

Die Kalkulation wird mit anteiligen Elementzuschlägen durchgeführt,das kalkulierte Gesamtergebnis wird dann um 5 % erhöht

Modell-Nr. 2272: Im Fischgrätenmelkstand melkenAusgangssituation : 50 Tiere, 365 Tage Haltungsdauer, 2 Fütterungen/Taggeändert wird Nr. : 3. Bestandsgröße . . . . . . . . . . . . . .von 50.00 bis 100.00 Kühe , Schrittweite = 10.00+==============+========+========+===========================================+| |Arbeits-|Arbeits-| A r b e i t s z e i t b e d a r f je || Variable |dauer je| bela- | Tag | Haltungsdauer | Tier || Nr. 3 | Tag | stung | und Herde | u. Tier u. Herde| u. Jahr || (Kühe) | (AKmin)|(kJ/min)| (AKmin) (AKh)| (AKh) (AKh) | (AKh) |+==============+========+========+===========================================+| 50.000 | 130.2 | 13.2 | 130.2 2.2 | 15.84 792.2 | 15.84 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+| 60.000 | 158.2 | 13.2 | 158.2 2.6 | 16.03 962.1 | 16.03 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+| 70.000 | 182.7 | 13.2 | 182.7 3.0 | 15.88 1111.4 | 15.88 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+| 80.000 | 207.6 | 13.2 | 207.6 3.5 | 15.79 1262.9 | 15.79 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+| 90.000 | 235.5 | 13.2 | 235.5 3.9 | 15.92 1432.8 | 15.92 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+| 100.000 | 260.1 | 13.2 | 260.1 4.3 | 15.82 1582.2 | 15.82 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+


13

3. Landnutzung heute und morgen

Landbewirtschaftung hat sich verändert

Arbeitstechnik und ArbeitsumgebungMechanisierung und Automatisierung

Spezialisierung

Intelligente Technik

Neue FunktionenErweiterung der „Biogenen Rohstoffe“

Gesellschaftliche Aufgaben

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3.1 Intelligente Technik3. Landnutzung heute und morgen

DatenSensorikAktorik

CAN

IntelligenzVerteilungKommunikation

ArbeitsaufgabeAuftragsbearbeitungAutomatisierung

UmweltErfassungReaktion

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3.2 Multifunktionale Landbewirtschaftung3. Landnutzung heute und morgen

Mensch

Tier

Nahrungsmittel-erzeugung

Energie

Werkstoffe

Wirkstoffe

Erzeugungbiogener Rohstoffe

Schutz

Erhaltung

Gestaltung

Sicherung derKulturlandschaft

Eigentum

Gemeinschaft

Besiedelung

Sicherung derSozialstrukturen

Funktionen der Landbewirtschaftung

ErzeugenSichern

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4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen

Mensch Anforderungen werden- zunehmen- sich verändern

Technik - wird zunehmend komplexer- zeitkritischer im Einsatz- höchst differenziert in der Nutzung

Umwelt - beeinflusst alle Handlungen des Menschen- erfordert detaillierte Informationen

- verlangt ortsspezifische Reaktionen

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Methoden

4.1 Bewahren4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen

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MethodenDaten


Dokument Nr. 100456 ( 1. 1.84)

PL 100456 Ryholmstand schwenken (hin- oder zurück) 0

Anfang... Hinlangen zur Kurbel bzw. SchalterEnde..... Loslassen der KurbelErstellt. 01.07.77 von H.Auernhammer, H.Zäh, J.Reinholz W'anGeändert von Noch 1 Messungen erforderlich

Inhalt...

Unterscheidung von zwei MöglichkeitenA) Ryholmstand schwenken von Hand :Der Stand wird durch Betätigen einer Kurbel von Hand geschwenkt. Im Elementist das evt. erforderliche Zurücktreiben einzelner Kühe während desSchwenkvorganges enthalten.B) Ryholmstand automatisch schwenken :Nach Betätigung eines Schalters durch die Arbeitsperson, wird der Stand mitHilfe eines E-Motors geschwenkt. Die Arbeitsperson überwacht den Vorgang undtreibt einzelne Kühe während des Schwenkvorganges zurück.

Aenderbare Einflussgrößen = 1 und Texte für 0 errechnete Hilfsvariable-------------------------------------------------------------------------------Einflussgrößen Voreinstellung Dimension HVNR DR-------------------------------------------------------------------------------1. Haeufigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 1.0 0 0 0

Datenerfassungsschema für obligatorische und 2 informatorische Variable-------------------------------------------------------------------------------Nr. erfasste Variable Einheit Spalte D. F Betr. Xmin Xmax-------------------------------------------------------------------------------1. Mit Motor Ja=1 43 0 .00 - .002. Per Hand Ja=1 44 0 .00 - .00

Funktion aus 30 Messwerten mit 0 Einflussgr.; Zuschlag= .00%;=========================================================================VK= 33.1 Mittelwert= 106.8 S= 310.490 T= .0 Mue(90%)= 96 - 118=========================================================================

Belastungsfunktion-------------------------------------------------------------------------------Energie-Körper 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 2.5Energie-Arbeit 0.0 0.0 0.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 3.8 6.3

Kenngrößen

Anzahl n 412 385 839 1.636Mittelwert cmin 203 341 393Minimalwert cmin 1 6 0Maximalwert cmin 12.000 18.240 1.200

Gesamt-Zeitstudiendauer h 1.021 1.420 1.327 3.768Gesamt-Zeitstudiendauer d 128 178 166 471

KALINN KALSAU KALAUS Summe

19

MethodenDatenModelle


20

4.2 Ergänzen4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen

Neue ArbeitsverfahrenStochastische Modelle

21

4.3 Neue Medien4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen

InternetRFIDWireless Farm

22

4.4 Automatische Datenerfassung 4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen

InnenwirtschaftAußenwirtschaftSonderkulturen

23

4.5 Arbeitsbelastung4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen

AET und BAL

24


AET und BALEUS

stellungbewegung

1 Sitzen 12 Knien 33 Hocken 54 Stehen 2,55 gebückt Stehen 46 Gehen 12

7Steigen ohne Last(Steigung über 10°)

3,0je m Steighöhe

B. Art der Arbeit kJ / min8 Handarbeit leicht 29 mittel 310 schwer 511 Einarmarbeit leicht 412 mittel 613 schwer 914 Zweiarmarbeit leicht 715 mittel 1016 schwer 1217 Körperarbeit leicht 1518 mittel 2119 schwer 3020 sehr schwehr 45

kJ / minA. Körper-

0 20 40 60 80 100

sitzen knien

hocken stehen

gebückt stehen gehen

steigen leichte Handarbeit mittlere Handarbeit

schw ere Handarbeit leichte Einarmarbeit mittlere Einarmarbeit

schw ere Einarmarbeit leichte Zw eiarmarbeit mittlere Zw eiarmarbeit

schw ere leichte Körperarbeit mittlere Körperarbeit

schw ere Körperarbeit schw erste

Rel. Zeitanteile [%]

Körp

erpo

sitio

nA

rbei

tsar

t

8

10

12

14

16

18

20

0 20 40 60 80 100Zeit [AKmin]

Ener

gieu

msa

tz [k

J/m

in]

Eimermelkanlage

Rohrmelkanlage

DLG-Mann

DLG-Frau

25


AET und BALEUSOWAS

OWAS (OVAKO-Working-PostureAnalysing-System)

26


4.6 Logistik

Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)

Warten = 5 min !

Warten = 0 min !

27


4.6 Logistik

Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)Transport

tägliche Gesamtarbeitszeit (h/d)tägliche Erntemasse (t/d)

Weg vom Standort zum Arbeitsort

Weg zwischen den Schlägen

Störzeitkoeffizient

Schlaglänge

Ertrag

Rüstzeit

Weg vom Arbeitsort zum Standort

Transportgeschwindigkeit

Kurzpausenkoeffizient

Schlagbreite

mT08E m T08T

mT025E m T025T

m T02TmT02E

m T1E

Lademasse (t/TE)

Wartezeit Häcksler(h/Umlauf)

Anzahl HäckslerAnzahl TE

(h/Umlauf)Wartezeit TE

max. Arbeitsgeschw.Schwadmasse

Ertrag Schwadabstand

Wendezeit(min/Wendung)(sonstige Hilfszeiten)Schlaglänge

TransportentfernungTransportgeschw.FeldfahrzeitEntladezeitBeladezeit

Masseleistung Transportmittel,bezogen auf Zeitsumme Tbezogen auf Zeitsumme T

Masseleistung Erntemaschine,

mT Em

i i

i iT T

28


4.6 Logistik

Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)TransportTeleservice

Werkbild CLAAS

Wer brauchtwann,was,

wofür ?

Landwirt und/oder ÜMV Landmaschinenhersteller

Landwirt und/oder ÜMV

29


4.6 Logistik

Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)TransportTeleserviceField Robotic / In-door Robotic

Wie integrieren wir diese Technologien in das Betriebsmanagement ?

30


4.7 Traceability

Innerbetrieblich

Datenerfassung im Betrieb mit den Schnittstellen

31


4.7 Traceability

InnerbetrieblichFood Chain

Durch ProblemeProbleme in der Nahrungsmittelkette fordern Konsument und Gesetzgeber die RRüückverfolgbarkeit ckverfolgbarkeit in der Produktionin der Produktion !

Pflanzen-produktion Lagerung Trans-

portVerar-beitung

Ver-teilung

Ver-braucher

Dokumentationund ChainManagement

From Field to Fork

RückverfolgungTraceabilityFrom Fork to Field

Was wird wie, wo, wie lange, wofür gespeichert ?

Wie kann der Durchgriff gesichert werden?

32


4.7 Traceability

InnerbetrieblichFood ChainAdministration (regional, national, EU)

⇔ Pflanze ⇔Feld-

arbeiten ⇔Betriebs-arbeiten ⇔

GVO

- A

udit

- fre

i / n

icht

frei

- Sch

tzab

stan

d- a

nder

e G

röße

n

I n f o r m a t i o n

I n f

o r m

a t

i o n

I n f

o r m

a t

i o n

I n f o r m a t i o n

Minimaler Datensatz- Schlaggröße- Produktionsmittelaufwand- -

Qua

lity-

Aud

it (Q

+S)

Zukaufsprodukte- Datum und Zeit- Produkt- Typ- Inhalt- Lieferant

BetriebsebeneVerkaufsprodukte- Datum und Zeit- Produkt- Sorte / Art- Entedatum- Erntefeuchtigkeit- Nachbehandlungen

Eco-Audit

Farm-Audit

⇔

Minimaler Datensatz- Produktionsform (konventionelle / organisch)- Wendend / konservierend (Übergangsziel)- Bedeckungsgradziel

Wie stellen wir sicher, dass der Betrieb die administrativen Pflichten erfüllt und andererseits ausreichend vor der Administration geschützt wird ?

33

Maschinen und Geräte

Gebäude und bauliche Anlagen

Tier


4.8 Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Analyse für aktuelle und künftige SystemeMethodische AnsätzeTechnische Ansätze und Lösungsvorschläge

34

5. Schlussfolgerungen

Arbeitswissenschaft hat für Wissenschaft und Praxis „Herausragendes“ erreicht (in einer Community etabliert und gemeinsam zielorientiert erfolgreich gearbeitet)

Arbeitswissenschaft hat die neuen Herausforderungen erkannt- Wandel in der Arbeitstechnik und Arbeitsumgebung- Wandel in der Funktion der Landnutzung

Arbeitswissenschaft in der LandnutzungArbeitswissenschaft in der Landnutzungist eine Zukunftswissenschaft !ist eine Zukunftswissenschaft !

Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik

Arbeitswissenschaft muss sich diesen „aktiv“ stellen und wie in der Vergangenheit „gemeinsam“ Lösungen suchen und erarbeiten

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Erarbeitung während des Aufenthalts in Louisville vom 10.2 bis 15.2.2007

Teilnahme an der DoppelkonferenzICCHP (International Conference on Crop Harvesting & Processing

undAETC (Agricultural Equipment Technology Conference)

mit anschließender

Vortragserstellung

Documents

Arbeitswissenschaft in der Landnutzung heute und morgen · Planzeiten wurden in einfacher Form in Taschenbüchern verfügbar ... Mittelwert cmin 203 341 393 ... AETC (Agricultural