Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (ptble)

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Titel: Verbundprojekt: Entwicklung und Erprobung eines Farmmanagementsystems zur Automatisierung betrieblicher Abläufe unter Nutzung Gebäude referenzierter Raumzeitdaten am Beispiel der Milcherzeugung (SpaceDataMilking) - Teilprojekt 5
Titel (englisch): Collaborative project: Development and testing of a farm management system for automation of operational processes using building referenced space-time data on the example of the milk production - subproject 5
Beschreibung (dt.): Mit der Entwicklung neuer Verfahren zur Ortung von Tieren, Aggregaten und Akteuren in Stallanlagen erschließt sich eine neue Dimension der tierindividuellen Datenverarbeitung und Informationsgewinnung durch die Berücksichtigung von Gebäude referenzierten Raumzeitdaten. Ziel des Projektes ist, im Rahmen der industriellen Forschung ein Farmmanagementsystem zur Entscheidungsunterstützung und Automatisierung betrieblicher Abläufe unter Nutzung individualisierter, Gebäude referenzierter Raumzeitdaten am Beispiel der Milcherzeugung zu entwickeln. Dabei wird die Vielzahl der bei der Erzeugung anfallenden Prozessdaten mit den Stammdaten der Milchkühe im Verbund mit den tierindividuellen Raumzeitkoordinaten vereint. Aus diesen Daten können verhaltensspezifische Merkmale und tierphysiologische Zustände abgeleitet werden. Zu Projektbeginn ist die Erstellung eines Anforderungskataloges sowie die Definition des integrativen Schichtmodells für das angestrebte Farmmanagementsystem notwendig. Darauf basierend erfolgt die Analyse und Ausarbeitung der Anforderungen an eine Datenbank zur Datenbereitstellung im Schichtmodell. Diese Datenbank stellt Parameter bereit, die als fundamentale Grundlage zur Entwicklung eines Entscheidungshilfealgorithmus des Tierverhaltens dienen und anwenderfreundlich visualisiert werden. Zur Ermittlung dieser Parameter muss ein Sende- und Empfangssystem realisiert werden, das im Verbund mit Ortungschips die Tieridentifikation in Abhängigkeit der Raumzeitdaten sicherstellt. Unterstützend wird die Ansteuerung und Auswertung weiterer Sensorik notwendig. Nach Integration des Gesamtsystems in einer Versuchsanlage erfolgt der Feldtest. Abschließend werden Untersuchungen und Methodenentwicklungen hinsichtlich der tierindividuellen Raum-Zeit-Koordinaten durchgeführt und resultierende Verhaltensmuster analysiert. Daraus ergeben sich neue Tiermerkmale, die im Farmmanagementsystem entsprechend berücksichtigt werden sollen.
Beschreibung (engl.): With the development of new procedures to the location of animals, tools and actors in stall systems new dimensions of the individual data processing and information extraction for animals through the consideration of building referenced space-time data open up. The project aims to develop a farm management system for decision support and automation of business processes using individualized, building referenced space-time data using the example of milk production in the context of industrial research. The large number of resulting process data during the production is combined together with the master data of the dairy cows and with the individual animal space-time coordinates. From these data, behavioral characteristics and animal physiological conditions can be derived. When the project starts the creation of a list of requirements and the definition of integrative layer model for the targeted farm management system is necessary. Based on that the analysis and the drawing up of the requirements for a database for data provision in the layer model is carried out. This database provides parameters that serve as a fundamental basis for the development of a decision support algorithm of animal behavior and are visualized user-friendly. To determine these parameters a transmitting and receiving system must be implemented, which ensures in combination with locating transponders the animal identification function of the space-time data. Supportive, the control and evaluation of additional sensors is necessary. After integration of the entire system in a pilot plant the field test is performed. Finally, studies and method developments are carried out with regard to the individual animal space-time coordinates and resulting behavior patterns are analyzed. From this new animal characteristics arise that should be taken into account in the farm management system.
Ergebnis (dt.): Der innovative Ansatz des Projektes liegt in der Nutzung der passiven, robusten und langlebigen SAW-Transponder, mit Ortungs- und Schaltfunktion, im Verbund mit energiesparenden, verschleißfreien elektronisch schwenkbaren Antennen im 2,4 GHz ISM-Band zur drahtlosen Tierortung und Identifizierung. Diese Transponder wurden entwickelt und im Labor sowie in der Stallanlage des Lehr- und Versuchsgut (LVG) Köllitsch erfolgreich validiert. Zur Verarbeitung, Verwaltung und Visualisierung der Raum-Zeit-Daten wurde ein Datenbankmodell und Software erstellt. Eine Schnittstelle zum Entscheidungs-unterstützungstool des Farmmanagementsystems (FMS) HERDE wurde implementiert. Die elektronisch schwenkbare Antenne wurde entwickelt, im Labor getestet und validiert sowie als Demonstrator im LVG Köllitsch integriert. Die gewonnenen Raum-Zeit-Daten haben noch nicht die hinreichende Genauigkeit und Reproduzierbarkeit erreicht, um daraus tierphysiologische Merkmale abzuleiten und diese ins FMS zu integrieren.
Ergebnis (engl.): The project’s innovative approach is the use of passive, robust and durable SAW transponders with localization and switching functionality in combination with energy-efficient wear-free electronically scanned phased array antennas. The system for wireless animal localization and identification operates in the 2.4 GHz ISM band. NeckTag transponders have been developed and successfully validated under laboratory as well as practical conditions. A data base model and software has been designed to process, manage and visualize the recorded space-time data. An interface to the decision support tool of the farm management system (FMS) HERDE has been established. The developed phased array antenna has been validated under laboratory conditions and has been installed as demonstrator at the research barn in Köllitsch. The recorded space-time data has not yet reached a sufficient accuracy and repeatability level to derive animal physiological conditions that can be integrated into the FMS.
Laufzeit: Beginn: 05.12.2016 / Ende: 04.08.2020
Ausf. Einrichtung: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn - Landwirtschaftliche Fakultät - Institut für Landtechnik - Professur für Verfahrenstechnik der Tierischen Erzeugung, Bonn
Themenfelder: Tierhaltung, animal husbandry
Förderprogramme: Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft
Schlagworte: Milch, milk, Precision livestock farming, Haltungsverfahren/Haltungstechnik, husbandry techniques, Rinder, cattle, Digitalisierung, Digitale Welt, digital world
Förderkennzeichen: 2815713415
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