Module zur digitalen Vernetzung für den Wald und Holz 4.0 Bereich

Basismodule zur Einführung einer Wald und Holz 4.0 Kommunikations-Infrastruktur werden in einen Anwendungsfall gebracht um Möglichkeiten und Grenzen des Systems für Lehre und Praxis zu identifizieren und eine Entwicklungsbasis zu schaffen.

Steckbrief

Beteiligte Departemente Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften
Technik und Informatik
Institut(e) Institute for Human Centered Engineering (HuCE)
Multifunktionale Waldwirtschaft
Institute for Data Applications and Security (IDAS)
Forschungseinheit(en) Forstliche Produktion
HuCE / Labor für Computerwahrnehmung und virtuelle Realität
IDAS / Identity and Access Management (IAM)
Förderorganisation BFH
Laufzeit (geplant) 01.05.2021 - 31.12.2021
Projektleitung Dr. Michael Starke
Projektmitarbeitende Prof. Marcus Hudritsch
Prof. Dr. Annett Laube
Sven Bracklo
Benjamin Noah Fankhauser
Partner Berner Fachhochschule BFH
Schlüsselwörter Wald und Holz 4.0; Industrie 4.0; S3I; S3I Dashboard; Digitaler Zwilling; Wegemonitoring; deep learning; Machine Vision; Pfützenerkennung

Ausgangslage

Digitale Helfer der Forstbranche veränderten sich im Rahmen der voranschreitenden Digitalisierungswelle zunehmend zu einer Mehrbelastung im forstlichen Arbeitsalltag. Durch deren Implementierung auf unterschiedlichen Plattformen werden eine zunehmende Zahl einzelner Arbeitsschritte für deren Nutzung notwendig, welche den Sinn in ihrer unterstützenden Funktion in Frage stellen können. Industrie 4.0 Infrastruktur bietet durch die Bereitstellung von Kommunikations-Standards und neuer Denkweisen Lösungen zur Vernetzung dieser Informationen an. Durch deren Anwendung wird ein direkter Mehrwert in der Arbeitserleichterung geschaffen, da Informationen schneller gesammelt und automatisch gebündelt bzw. aufbereitet werden können. Ferner ist dies ein nötiger Schritt, um beispielsweise digitale Zwillinge zu beleben und dadurch komplexere Informationsnetzwerke nutzbar machen zu können.

Vorgehen

In einem Anwendungsfall für den Forststrassenunterhalt werden drei Module erarbeitet, welche standardisiert über das S3I- Kommunikationskonzept für den Wald und Holz 4.0 Bereich miteinander skalierbar und dezentral miteinander verbunden werden. Die Module bestehen aus einer Android-Applikation zur Bereitstellung von Forstwege- Informationen über KI- analysierte Smartphone Daten und zwei Modulen zur Informationsaufbereitung wie auch zur Kartendarstellung der gesammelten Daten als Entwicklerschnittstelle. Durch die vereinfachte Struktur ist es möglich, den modularen Ansatz der Vernetzung zu verifizieren und leben zu können, damit dieser ein Bewusstsein und eine höhere Akzeptanz bei der Vernetzung von Informationen erfährt. Die erarbeiteten Module sind dabei so konzipiert, dass sie als Basis für weitere Industrie 4.0 Anbindungen zur Verfügung stehen oder zur Anbindung an Fachsoftware zur Forstbetriebssteuerung genutzt werden können.

Ergebnisse

Die Kommunikationsstruktur wurde zum ersten Milestone erfolgreich mit allen Akteuren aufgesetzt und im Labor getestet. Durch die guten Trainingserfolge des Deep Learning Algorithmus zur Erfassung von Wegeparametern eines spezifischen Anwendungsfalles sind somit alle Voraussetzungen gegeben das System mit externen Partnern zu beleben und dabei Praxis-Erfahrungen in der Nutzbarmachung von Industrie 4.0 Infrastruktur zu machen. Der zugrundeliegende digitale Zwilling wird sich dabei gegenüber den Anforderungen der Praxis bewähren müssen und notwendige Anpassungen offenbaren.