arbeitswissenschaft in der landnutzung heute und morgen · planzeiten wurden in einfacher form in...
TRANSCRIPT
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
1. Arbeitswissenschaften im Landbau
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
1. Arbeitswissenschaften im Landbau
6
2. Leistungen von vorgestern und gestern
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
2. Leistungen von vorgestern und gestern
HebelgesetzSchiefe Ebene
8
2.2 Arbeitsbelastung und Arbeitsbeanspruchung
Pulsfrequenzmethode
2. Leistungen von vorgestern und gestern
9
2.3 Kennzahlen
Planzeiten wurden in einfacher Form in Taschenbüchern verfügbar gemacht
2. Leistungen von vorgestern und gestern
10
2.3 Kennzahlen
Planzeiten wurden in einfacher Form in Taschenbüchern verfügbar gemachtDer Arbeitsvoranschlag wird zum wichtigen Hilfsmittel der Betriebsplanung
2. Leistungen von vorgestern und gestern
Arbeitsvoranschlag für einen Gemischtbetrieb
11
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
2. Leistungen von vorgestern und gestern
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 |+--------------+--------+--------+-------------------------------------------+
2. Leistungen von vorgestern und gestern
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
14
3.1 Intelligente Technik3. Landnutzung heute und morgen
DatenSensorikAktorik
CAN
IntelligenzVerteilungKommunikation
ArbeitsaufgabeAuftragsbearbeitungAutomatisierung
UmweltErfassungReaktion
15
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
16
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
18
MethodenDaten
4.1 Bewahren4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
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
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
24
4.5 Arbeitsbelastung4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
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
4.5 Arbeitsbelastung4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
AET und BALEUSOWAS
OWAS (OVAKO-Working-PostureAnalysing-System)
26
4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
4.6 Logistik
Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)
Warten = 5 min !
Warten = 0 min !
27
4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
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. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
4.6 Logistik
Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)TransportTeleservice
Werkbild CLAAS
Wer brauchtwann,was,
wofür ?
Landwirt und/oder ÜMV Landmaschinenhersteller
Landwirt und/oder ÜMV
29
4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
4.6 Logistik
Mehrmaschineneinsatz (stochasticher Ansatz)TransportTeleserviceField Robotic / In-door Robotic
Wie integrieren wir diese Technologien in das Betriebsmanagement ?
30
4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
4.7 Traceability
Innerbetrieblich
Datenerfassung im Betrieb mit den Schnittstellen
31
4. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
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. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
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. Herausforderungen an die Arbeitswissenschaften von morgen
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