Wie wird die Digitalisierung die Schweizer Landwirtschaft beeinflussen? Herausforderungen, Chancen, Risiken Konsequenzen Prof. Dr. habil. Matthias Schick Bereichsleitung Tierhaltung und Milchwirtschaft Strickhof, Lindau Fachtagung HAFL, Zollikofen, 05.10.2017
Ziel des Vortrags 1. Grundlagen technischer Fortschritt (t.f.) Digitalisierung und Smart Farming 2. Trends und Auswirkungen 3. Chancen, Herausforderungen, Risiken, Konsequenzen, Schlussfolgerungen Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 2
Industrie 4.0 Landwirtschaft 4.0 - Digitale Landwirtschaft- Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 3
Arbeit 4.0 Substitution oder Subvention? Evolution oder Revolution? Quelle: SCHICK, 2016 Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 4
Smart Farming -Systemansatz- Smart Farming ist ein Systemansatz mit dem Ziel der landwirtschaftlichen Wettbewerbssteigerung entlang der gesamten Wertschöpfungskette und unter Berücksichtigung der Elemente der vierten industriellen Revolution. Es werden dabei die Datenerfassung, die Informationsanalyse, die Entscheidungsunterstützung und die Ausführung unter Einbezug zeitgemässer Sensor-Sensor-Aktor- Kombinationen benutzerfreundlich und fehlertolerant miteinander verknüpft. Durch die intelligente Verbindung benutzereigener Daten mit vorhandenen öffentlichen oder durch Drittanbieter bereitgestellter Datenbanken (BigData) werden neue Perspektiven für eine effiziente Betriebsführung eröffnet. Quelle: SCHICK, 2016 Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 5
Gesamtzeitbedarf Betrieb Arbeitszeitbedarf je Betrieb und Jahr [AKh] 3 AK 2 AK 1,5 AK 1 AK 1 AK = 26(8)00 AKh Quelle: Schick, (2007) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 5
t.f. Digitalisierung Smart Farming - Arbeit 4.0 Wirtschaftliche Treiber Fachkräftemangel Demographischer Wandel Volatile Märkte und Kostendruck t.f. Smart Farming Digitalisierung Arbeit 4.0 Steigende Bedeutung von Wertschöpfungsnetzwerken Ressourcenschonende Produktion Individualisierung und Losgrösse 1 Kürzere Produktionszyklen Steigende Produktvarianz Quelle: verändert nach Wahlster, W. (2014), Schick, (2016) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 7
Folgerungen für die Arbeit von Morgen Quelle: HSG (2015) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 8
Ziele Digitalisierung Automatisierung Art der automatisierten Funktion Datenerfassung (Sensoren) (Algorithmen) Informationsanalyse Entscheidungsunterstützung (Maschine - Maschine - Mensch Interaktion) Ausführung (Applikation) Automatisiert Smart Farming Manuell Zitat: Naisbitt, J. 1982: Wir ertrinken in Informationen und dürsten nach Wissen Quellen: verändert nach: Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 Parasuraman et al., 2000; 9 Schick, 2007; Soerensen, 2010
Ziele Digitalisierung/Automatisierung Arbeitserleichterung Zeiteinsparung Einsparung Baukosten 4.06 Exaktere Arbeitserledigung (Melken/ Füttern/Misten/ 10.14 13.36 9.30 9.6 9 Fläche ~37 m2 Kälbertränke/ ) 4.04 3.00 Fläc he ~84 m2 2.50 3.35 Flexibilität Leistungssteigerung Wirtschaftliche(re) Produktion Quelle: verändert nach Grothmann & Nydegger, (2009) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 10
Vorgehensweise Funktionelle Unterscheidung: Automatisierung als Ausführungshilfe (exekutive Funktion) Automat. Melk-, Fütterungs-, Entmistungssystem Automatisierung als Managementhilfe (evaluative Funktion) Herden- und Gesundheitsmanagementprogramme Brunsterkennung, Fressen, Wiederkaufen, Trinken, (Ortungssysteme, Virtueller Zaun, Emissionsmessung) Herausforderung zukünftiger Forschungsarbeiten: Verbindung von evaluativen und exekutiven Funktionen ( «ISO-Bus Innenwirtschaft») Systemansatz «Smart farming» Quelle: Schick, (2014) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 11
Produktivität Produktivität Leistung pro Einheit (z. B. kg Produkt / Stunde) Effizienz Die Dinge richtig tun Effektivität Die richtigen Dinge tun Quelle: Drucker, P. (1966) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 12
- Prozessleitung - Prozesssteuerung - Unterernehmensführung Unternehmensführung (MIS) - Systemforschungsansatz - Fehlerbehebung Prozesserfassung - Produkt - Tier, Pflanze - Technik - Gebäude - Arbeit - Kapital Optimierung Arbeit 4.0 - Realisation - Kontrolle Schwachstellenanalyse - Zielsetzung - Planung - Erkennung - Entscheidung Zitat: Kaplan R. 1996: You can manage what you can measure Quelle: SCHICK, 2007 Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 13
Herausforderungen/Konsequenzen Landwirtschaft - Arbeitsproduktivität steigern (Wettbewerbssteigerung, Betriebsführung) - Arbeitsbelastung reduzieren (physische und psychische) - Weiterbildungsangebote wahrnehmen (Arbeitskreise, Packetberatung, Einzelberatung) - Entscheidungshilfsmittel nutzen (Planung, Wirz-Kalender, Daten-Hub ) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 14
Herausforderungen/Konsequenzen (Angewandte) Forschung - Entscheidungshilfen entlang der gesamten Produktionskette/Wertschöpfungskette (Produktion, Verarbeitung, Logistik, Handel, Zwischenhandel, Verbraucher, Entsorger) - Interaktionen zur Verbesserung der Ressourceneffizienz (Maschine Maschine Tier Gebäude Mensch Systeme) (Nährstoff Informations- und Energieflüsse im Rahmen von Systembetrachtungen) - Schwachstellenanalysen entlang der gesamten Wertschöpfungskette - Automatisierte Rückverfolgbarkeit - Kenntniss zum Stresserleben entlang der gesamten Prozesskette und Massnahmen zur Stressreduktion - Akzeptanz von Digitalisierung/Arbeit 4.0 Smart Farming/ Landwirtschaft 4.0 («barriers of uptake») Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 15
Herausforderungen/Konsequenzen Ausbildung - Digitalisierung vermehrt in Ausbildung einbeziehen (Gezielter Einsatz im Unterricht, Vor- und Nachteile aufzeigen, Projektarbeiten) - Pausen vom Digitalen schaffen (Wandtafel) - Big Data als Management Tool einsetzen (Evaluation) - Organisation um die Personen mit dem grössten Potential bauen - Dozenten als Feel-good-Manager einsetzen (Fehler zulassen) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 16
Schlussfolgerungen Der Trend zur Automatisierung und zur Digitalisierung findet entlang der gesamten Wertschöpfungskette statt - Produktion, Verarbeitung, Logistik, Handel, - Zwischenhandel, Verbraucher, Entsorger, Digitalisierung kann unterstützend und ergänzend zum Betriebserfolg beitragen (Flexibilität, Prozessoptimierung, Entscheidungsunterstützung) - Prozessleitung, Unternehmensführung Die Gestaltung der Arbeit ist die Herausforderung der Zukunft (Entlastung) Digitalisierung CH-Landwirtschaft / M. Schick / 05.10.2017 17