Fahrerkabine 4.0

Entwicklung einer beanspruchungsadaptiven Nutzerschnittstelle für Landmaschinenbetreiber

Der Beruf von Agrarwirt*innen ist im Wandel

Die Leistungsfähigkeit eines Agrarsystems hängt wesentlich von dem Vorhandensein qualifizierter und motivierter Landwirte ab. Der demographische Wandel sowie gestiegene Anforderungen an die Vereinbarkeit von Privat- und Familienleben haben zur Folge, dass immer mehr Menschen aus diesem Beruf ausscheiden oder diesen erst gar nicht ergreifen. Zur Sicherung des Nachwuchses befasst sich das Projekt mit der Bereitstellung eines attraktiven Arbeitsumfelds auf der Maschine, das landwirtschtlich Beschäftigte dabei unterstützt, ihre Arbeit zufriedenstellend, effektiv und effizient erledigen zu können.

Die Zielstellung der Fahrerkabine 4.0

Im Rahmen des Projekts Fahrerkabine 4.0 wird eine adaptive Mensch-Maschine-Schnittstelle (engl. Human Machine Interface, HMI) für Landmaschinen entwickelt, welche in der Lage ist, das aktuelle Beanspruchungslevel der Nutzenden zu detektieren, um z.B. bei der automatisierten Ernte Möglichkeiten zur Bearbeitung von Zusatzaufgaben zu bieten. Gleichzeitig wird eine Überforderung der Nutzenden vermieden. 

Durch das HMI werden Landwirt*innen in die Lage versetzt, die Zeit auf der Landmaschine effizient zu nutzen und Tätigkeiten, die sonsten erst im Anschluss erledigt werden können, auszuführen. Die Schnittstelle kann als Ausgangspunkt dienen, bestimmte Systeme auf dem Hof zu steuern oder zu kontrollieren. Damit leistet die Fahrerkabine 4.0 einen Beitrag zur ökonomischen Nachhaltigkeit. Die Wahrscheinlichkeit von Überstunden und damit einhergehender eingeschränkter Work-Life-Balance wird so deutlich reduziert.

Ziel des Projektes ist eine adaptive Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Optimierung der subjektiven Beanspruchung der Nutzenden. Diese Optimierung äußert sich in ökonomischen und ökologischen Vorteilen beispielsweise durch die Maximierung der Arbeitsleistung bei gleichzeitiger Minimierung von Fehlern sowie dem Sammeln von Informationen zur präventiven Unterstützung in Notsituationen. Die gesteigerte Arbeitsleistung ergibt sich dabei aus einer verbesserten Durchführung von Arbeitsprozessen sowie einer Steigerung des persönlichen Wohlbefindens der Nutzenden

Beispiel einer AR-Umgebung in der Fahrerkabine der Zukunft

Augmented Reality und Sensorsysteme für die Landmaschinen der Zukunft

Im Rahmen der Fahrerkabine 4.0 sollen Messverfahren untersucht und entwickelt werden, die es ermöglichen den Beanspruchungszustand der Nutzenden zuverlässig zu erkennen ohne diesen in ihrer Arbeit zu beeinträchtigen. Resultierend werden den Nutzenden maschinenfremde Aufgaben zur Bearbeitung angeboten. Um dabei den Anforderungen eines intuitiven und nutzerfreundlichen HMI gerecht zu werden, gilt es den Arbeitsplatz „Fahrerkabine“ mit ansprechenden Interaktionsmöglichkeiten auszustatten. Als besonders aussichtsreich wird die Verwendung von Augmented Reality (AR) angesehen, das die Möglichkeit eröffnet, Elemente in die Umgebung zu projizieren, ohne eine Kabine mit Bedienelementen zu überladen.

Dieses HMI sorgt auf diese Weise für eine gleichmäßige und damit optimale Arbeitsauslastung der Maschinenbediendenden. Mit dem steigenden Zufriedenheitsgrad der Nutzenden korreliert auch die Attraktivität des Arbeitsplatzes, was für eine gesellschaftlich nachhaltige Arbeitsplatzgestaltung im Agrarsystem der Zukunft unabdingbar ist.

Mit Beginn des Projektes werden zunächst Einsatzszenarien und Zielgruppen definiert, um ein umfassendes Potential des adaptiven HMI abschätzen zu können. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden die Zustandserfassung und Interaktionsmöglichkeiten gezielt projektiert, entwickelt und umgesetzt. Ein weiteres Arbeitspaket verknüpft das Auslastungsprofil des Nutzers mit einem möglichen Anforderungsprofil der Nebenaufgaben, wodurch eine individuelle Assistenz ermöglicht wird. Auf dem Weg zur funktionsfähigen Fahrerkabine 4.0 entsteht zunächst ein Demonstrator, welcher projektbegleitend regelmäßig zur Eruierung herangezogen wird. Der Abschluss erfolgt durch die Integration eines Funktionsmusters auf einem Mähdrescher

Koordinator
Prof. Dr.-Ing. Marcus Geimer

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Kaiserstraße 12
76131 Karlsruhe

Tel.: +49 721 608-48601
E-Mail: mobima@fast.kit.edu

Projektpartner
Institutsteil Mobile Arbeitsmaschinen (KIT)
Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation (KIT)
Institut für Agrartechnik (Universität Hohenheim)
CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH
Budde Industrie Design GmbH
INMACH Intelligente Maschinen GmbH
R3DT | Rüdenauer 3D Technology GmbH