Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

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Mobile Arbeitsroboter Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM Applikationszentrum 'Smart System Integration‚ Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. Technische Universität Berlin FG Konstruktion von Maschinensystemen Sommersemester 2009

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Mobile Arbeitsroboter

Mobile ArbeitsroboterProjekt

Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMApplikationszentrum 'Smart System Integration‚

Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.

Technische Universität BerlinFG Konstruktion von Maschinensystemen

Sommersemester 2009

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Mobile Arbeitsroboter

Jahr Gesamtzahl der Betriebe in tsd.

Davon Nebenerwerbsbetriebe [%]

Gesamtfläche in Mill. ha

1949 1794 13,3

1960 1502 13

1970 1147 35,3 12,7

1980 837 39,3 12,2

1990 667 42,3 11,8

1993 567 43,6 11,7

Systemumfel

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Deutschland West Deutschland Ost

Schleswig-Holstein 43,5 Mecklenburg-Vorpommern 274,9

Niedersachsen 34,3 Sachsen-Anhalt 243,9

Saarland 29,9 Brandenburg 214,8

Nordrhein-Westfalen 24,1 Thüringen 170,7

Hessen 20,9 Sachsen 125,4

Bayern 19,3

Rheinland-Pfalz 17,1

Baden-Würtenberg 16,6

Durchschnittsgröße je landw. Betrieb

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Mobile Arbeitsroboter

0

10

20

30

40

50

60

1970 1975 1980 1985 1990 1995

Jahr

Verk

aufs

erlö

se in

Mrd

. DM

Milch

Rinder, Kälber, Schweine

Sonderkulturen

GetreideHackfrüchte

sonst. Tierprodukt.

pflanzl.Erzeugung

36,9%

tierischeErzeugung

63,1%

Verkaufserlöse der Landwirtschaft in den alten Bundesländern seit 1970

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Landwirtschaft als Kunde: 54 Mrd. DM

0 2 4 6 8 10 12

Sonstiges

Wirtschaftsbauten

Saatgut

Dünge-Pflanzenschutzmittel

Futtermittel

Treib-, Brennstoffe,Strom

Reparaturen,Instandhaltung

Traktoren,Landmaschinen

Ausgaben in Mrd. DM

Produktionsbedingte Ausgaben der Land- und Forstwirtschaft sowie der Fischerei 1996

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Gesamtumsatz in Mio EURO in Mio EURO Veränderung

Landmaschinen 1.876,0 1.911,1 -1,8%

Traktoren 1.714,7 1.592,9 +7,6%

Gesamt 3.590,7 3.504,0 +2,5%

Inland in Mio EURO in Mio EURO Veränderung

Landmaschinen 677,9 781,9 -13,3%

Traktoren 517,6 510,4 +1,4%

Gesamt 1.195,5 1.292,3 -7,5%

Ausland in Mio EURO in Mio EURO Veränderung

Landmaschinen 1.198,1 1.129,2 +6,1%

Traktoren 1.197,1 1.082,5 +10,6%

Gesamt 2.395,2 2.211,7 +8,3%

Umsatz der Landmaschinen und Traktorenindustrie 2001

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Mobile Arbeitsroboter

0,00 Mrd €

1,00 Mrd €

2,00 Mrd €

3,00 Mrd €

4,00 Mrd €

5,00 Mrd €

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Jahr

Mrd

. €

Inland Ausland

Umsatz aus deutscher ProduktionQuelle: VDMA Geschäftsbericht 2001 - 2004

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Landtechnik-Produktion

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Traktoren50%

Sonstige11%

Fütterungs-/ Melktechnik

2%

Erntetechnik16%

Mähdrescher13%

Pflanzenschutz/ Düngung

3%

Sätechnik2%

Bodenbearbeitung3%

ProduktionsstrukturQuelle: VDMA Geschäftsbericht 2001 - 2004

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Mobile Arbeitsroboter

0,000 Mrd € 1,000 Mrd € 2,000 Mrd € 3,000 Mrd € 4,000 Mrd €

Frankreich

Deutschland

Italien

Großbritannien

Österreich

Spanien

Belgien

Dänemark

Finnland

Schweiz

MarktvolumenQuelle: VDMA Geschäftsbericht 2001 - 2004

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Richtung der Exporte

Frankreich 19%

Niederlande6%

Großbritannien 4%

Italien5%

Spanien5%

Übrige EU14%

Sonstiges West-Europa

5%

Osteuropa 18%

USA 11%

Sonstige13%

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Traktoren-Produktion in Europa

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Auftragseingang

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Umsatzentwicklung Landtechnik 2009

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Landmaschinen

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Ziele der Mechanisierung der Landwirtschaft

• Produktionsverbesserung– Steigerung der Erträge der pflanzlichen und tierischen Produktion– Reduzierung der Verluste– Sicherstellung der Produktqualität

• Verbesserung der Arbeitsproduktivität– Reduzierung der Arbeitszeit– Rationalisierung der Arbeitsverfahren

• Verbesserung der Arbeitsbedingungen für Menschen

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Mobile Arbeitsroboter

Öklogische Ziele der Mechanisierung

• Verbesserung der Ökologie

• Reduzierung der Umweltbelastungen

• Schonung der Böden

• Verringerung des Energiebedarfs

• Erschließung und Nutzung alternativer Rohstoffe und Energien

• Wiederverwendung von Roh- und Energiestoffen

• Anwendung tiergerechter Haltungsformen

• Verbesserung der Ergonomie

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Mobile Arbeitsroboter

Technik

N atü rlicheU m w e lt

Techn ik

Ö konom ie

G ese llscha ft

Produktion

AnwendungÖ

kolo

gie

Wertesystem

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Mobile Arbeitsroboter

Nutzung

Ernte

N ahr u

ngsm

ittel ve

rarbe

it un g

ÖkologischerProduktlebenszyklus

Steuer- und Regelungsfunktion

LandwirtschaftlicherProduktionsprozeß

RessourcenEnergie

Quelle:Versorgungsfunktion

GüterAbfall

Senke:Trägerfunktion

Produktion

Best e

ll ung

/ Pfl e

ge

Entsorgung

Input

Input

Out put

Output

Maschinenherstellungs- und landwirtschaftlicher Prozess

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Mobile Arbeitsroboter

Technische Kriterien Ergonomische Kriterien Ökonomische Kriterien Arbeitsgüte Krümelstruktur Düngerverteilung Körnerverluste

Schonung der Gesundheit Geräuschpegel Schwingungsbelastung Schadstoffkonzentration

Anschaffungskosten Investitionsbedarf Finanzierung

Leistungsfähigkeit Flächenleistung Durchsatz Feldwirkungsgrad

Sicherheit Produkthaftung geringe Verletzungsgefahr sinnfällige Bedienung Nichtweiterrollen am Hang stabile Kabine

Betriebskosten Abschreibung Instandhaltung Versicherung Betriebsstoffe

Funktionssicherheit sichere Funktion bei allen Einsatzbedingungen wenige Reparaturen geringe Stillstandszeiten

geringe Beanspruchung günstige Hebelanordnung geringe Betätigungskräfte gute Sicht automatische Steuerung

Nutzungsdauer Verschleiß technische Veralterung

Leistungsbedarf Antriebsleistung Anschlußwert Wirkungsgrad

Komfort Klimaanlage Radio Kabinengestaltung

Verfahrenskosten produktbezogene Kosten flächenbezogene Kosten

Energiebedarf Verbrauch an Kraftstoff, elektrischer Energie, Brennstoff

Arbeitsbedarf Arbeitszeitbedarf Zahl der Arbeitskräfte

Kriterien zur Beurteilung von Maschinensystemen und Arbeitsketten

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Einteilung von Landmaschinen

Landmaschinen - Pflanzenproduktion

Bodenbearbeitung

Bestellung

Pflanzenschutz

Düngung

Halmguternte

Körnerernte

Hackfruchternte

Transport

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Verfahren

Bodenbearbeitung

Pflug

Grubber

Walze/Packer

Hackmaschine

Fräse

Egge

Egge zapfwellangetrieben

Sonst. rotatorische Werkzeuge

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Pflug mit Packer

                                                                                                                           

                                                                                             

http://www.kverneland.de/

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Mobile Arbeitsroboter

Packer - Wirkungsweise

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Mobile Arbeitsroboter

Grubber

http://www.kverneland.de/

                                                                                                                                                  

                                                                                                     

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Mobile Arbeitsroboter

Kreiselgrubber

http://www.amazone.de/

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Mobile Arbeitsroboter

Egge

http://www.amazone.de/

Page 28: Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Mobile Arbeitsroboter

Mechanische Unkrautbekämpfung

http://www.grimme-online.com

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Mobile Arbeitsroboter

Verfahren

Bestellung

Drillmaschine

Einzelkornsähgerät

Pflanzmaschine

Legemaschine

Kombinationsmaschine

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Mobile Arbeitsroboter

Drillmaschine

http://www.amazone.de/

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Mobile Arbeitsroboter

Saatzuteilung bei mechanischen Drillmaschinen

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Mobile Arbeitsroboter

Einzelkornsähmaschine

http://www.amazone.de/

Page 33: Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Mobile Arbeitsroboter

Einzelkornsähmaschine

http://www.amazone.de/

Page 34: Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Mobile Arbeitsroboter

Einzelkornsähmaschine für Zuckerrüben

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Mobile Arbeitsroboter

Pflanzmaschine

http://www.beterams.de

Page 36: Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Mobile Arbeitsroboter

Spargelpflanzmaschine

http://www.hmf-hermeler.de/

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Mobile Arbeitsroboter

Legemaschine

http://www.grimme-online.com

Page 38: Mobile Arbeitsroboter Projekt Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Mobile Arbeitsroboter

Kombinationsmaschine

http://www.amazone.de/