Klimaresilienz – Digitalisierung – Automatisierung: Austausch zu
branchenübergreifenden Innovationen auf der Vogelsburg

„Was können Maschinenbau und Automotive von Landwirtschaft und
Weinbau lernen?“ Unter diesem Motto haben die Technische Hochschule
Würzburg-Schweinfurt (THWS) und die Region Mainfranken GmbH im
Rahmen des Projekts transform.RMF ein Cross-Industry-Event auf der
Vogelsburg in Volkach ausgerichtet. Die THWS, die Hochschule
Weihenstephan-Triesdorf sowie das FutureLab-Programm des Walther-Rathenau-
Gymnasiums Schweinfurt stellten dabei Technologieimpulse und
praktische Anwendungen vor. Zielgruppe waren kleine und mittelständische
Unternehmen aus der Automobilindustrie, dem Anlagen- und Maschinenbau
in der Mainfrankenregion.

Nach der Begrüßung von Prof. Dr. Volker Bräutigam eröffnete Prof. Dr. Jan
Schmitt, Vizepräsident für Forschung und Gründung an der THWS, die
Veranstaltung. Er betonte die Wichtigkeit dieses Events für gegenseitige
Inspiration und um voneinander lernen zu können. Warum Vernetzung der
Schlüssel ist, zeigte er in seinem Vortrag „Cross Industry – Ein
Katalysator für
bahnbrechende Innovationen“. „Cross-Industry Innovation“ beschreibt den
Prozess gezielten Wissens- und Technologietransfers zwischen Unternehmen
verschiedener Branchen, um neue Produkte, Dienstleistungen oder
Geschäftsmodelle zu entwickeln und Marktchancen zu erschließen. Dabei
komme es jedoch nur in wenigen Unternehmen regelmäßig zum Einsatz:
Obwohl in einer Befragung 79% der Teilnehmenden die Meinung vertraten,
Cross-Industry Innovation gewinne in Zukunft stark an Bedeutung, würden
dies nur 14% der Befragten in ihrem Unternehmen häufig einsetzen. Gründe
und Vorteile einer solchen Vernetzung sind Innovation und Wachstum,
Ressourceneffizienz und Marktdurchdringung. Der Einsatz von
Drohnentechnologie zur Ernteüberwachung im Weinbau zum Beispiel ließe
sich auf die Bereiche Fahrzeugherstellung oder Logistik übertragen. In der
Landwirtschaft ließen sich GPS und Datenanalyse zur Optimierung von
Erträgen auf autonome Fahrzeugführung adaptieren. Auch in Puncto
Nachhaltigkeit könne Cross-Industry Innovation hinsichtlich Kompostierung
und Bewässerung zur nachhaltigen Ressourcennutzung beitragen. Das Fazit:
Innovationen eigenen sich dazu, branchenübergreifend genutzt zu werden.

Im Anschluss sprachen Hanno Koßmann und Tobias Greissing von der
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf. Hanno Koßmann, derzeit Promovend
zum Thema alternative Proteine in Form von Milch- und
Fleischersatzprodukten, legte aktuelle Herausforderungen in der
Landwirtschaft dar. In neuen landwirtschaftlichen Systemen werden
vermehrt „intercropping“ und „biologicals“ eingesetzt. So werden
beispielsweise ausgewählte Zwischenfrüchte und Larven von Nützlingen zur
Vermeidung von hohem Düngereinsatz und Insektiziden verwendet. Dies
fördere die Anbauvielfalt. „Nachhaltige Landnutzung heißt, mehr auf
weniger Fläche zu produzieren, dabei die Umwelt zu schonen und Verluste
zu verringern. Teilweise entstehen hier jedoch Zielkonflikte, die nicht
einfach
zu bewältigen sind. Technologien wie Agri-Photovoltaik, Precision Farming
und alternative Proteinquellen können dabei helfen, diese Ziele zu
erreichen,“ erklärt Hanno Koßmann. Precision Farming dient zur
ortsdifferenzierten, zielgerichteten Bewirtschaftung landwirtschaftlicher
Nutzflächen. Agri-Photovoltaik (Agri-PV) bedeutet die gleichzeitige
Nutzung
landwirtschaftlicher Flächen, um sowohl Nahrungsmittel zu produzieren als
auch Strom durch PV zu erzeugen. Die Agri-PV steigert somit die
Flächeneffizienz und macht es möglich, PV bei gleichzeitigem Erhalt
landwirtschaftlich nutzbarer Flächen auszubauen. Tobias Greissing, der als
Produktdesigner in enger Zusammenarbeit mit Ingenieuren steht, stellte
sich
der Frage nach der Rolle des Menschen bei der Entwicklung erfolgreicher
Produkte. Essenziell bei Menschen, die Innovationen und agile Methoden als
Mehrwert in Unternehmen einführen, sei deren Förderung. Aus seiner
Berufspraxis schilderte Tobias Greissing ein Internationalisierungsprojekt
mit
Studierenden in Kenia, die an Afrikas größtem See, dem Viktoriasee, in
Kooperation mit der Welthungerhilfe erlernte Führungsrollen übernahmen
und das Projekt leiteten.

Stationen für den Wissenstransfer
Der zweite Teil der Veranstaltung bestand aus drei Stationen, an denen
innovative Technologien live demonstriert wurden: Gründer des FutureLab-
Programms und Studiendirektor am Walther-Rathenau-Gymnasium Oliver
Kunkel gab in seinem Vortrag „Klimaresilienz in der Landnutzung: Wie sich
Landwirtschaft, Wein- und Obstbau anpassen können“ Einblicke anhand
eines Modells: Das oben beschriebene Verfahren Agri-PV stellte er durch
ein
Miniatur-Nachbau den Teilnehmenden vor. Auch sprach Oliver Kunkel über
die Herausforderungen in der Klimaresilienz im Weinbau, zum Beispiel
ungünstige Wetterverhältnisse wie Starkregen, Hagel, Hitze oder Wind, aber
auch Vogel- und Insektenbefall. Auch gebe es Hürden bei der Haltung von
Weidetieren, die in Form von Inseln mit Photovoltaikanlagen gelöst werden
können, um größer Resilienz zu erzielen zu können.

Prof. Dr. Rainer Herrler, Fakultät Elektrotechnik und Lukas Gehrig,
Student
Bachelor Robotik, stellten Einsatzmöglichkeiten für Robotik im Weinbau
vor.
Das Besondere: Die Anwendungsfelder Robotik und Digitalisierung in der
Landwirtschaft führten sie direkt vor Ort anhand zwei ferngesteuerter
Roboter vor. Diese können für Laubarbeiten an den Reben und zum Schutz
der Pflanzen sowie zur Bodenbearbeitung und zum Mähen eingesetzt
werden. Wichtig hierbei sei aufgrund der Enge zwischen den Rebstöcken das
autonome Fahren der Roboter, die sich aktuell noch durch eine
Fernsteuerung – je nach Modell via Controller oder Smartphone – abseits
des Weinbergs steuern lassen. Noch ist die Fernsteuerung nötig; in Zukunft
sollen die Roboter aber so weit entwickelt sein, dass sie ihre Pfade
selbst
finden können und der Datenspeicher zentralisiert ist. Die Technik dieses
Einsatzes von Robotern im Weinbau, so Prof. Herrler, lasse sich auch
übertragen, beispielsweise beim Obst- und Olivenanbau in Italien.

Roboter in der Landwirtschaft: Perspektiven an der THWS
Durch den Einsatz solcher Roboter sei der Markt weniger abhängig von
Saisonarbeitskräften. Ein weiterer Vorteil liegt in mehr Möglichkeiten für
nachhaltige Bewirtschaftung, etwa in Bezug auf den Einsatz von
Pflanzenschutzmitteln oder Bodenverdichtung. Zudem ist dadurch das
sichere Arbeiten in Steillagen gewährleistet. Erreicht wurden bisherige
Arbeiten auf Basis von Abschlussarbeiten von Maschinenbaustudierende an
der THWS. Daneben liegt der Schwerpunkt zweier Professoren des CERI
(Center für Robotik) auf Agrarrobotik und unterhält internationale
Kooperationen in diesem Forschungsfeld.

Prof. Dr. Andreas Schiffler, Fakultät Maschinenbau und Jakob Paul, Student
der Elektro- und Informationstechnik, legten „Präzisionslandwirtschaft
durch
Sensorik und IoT (Internet of Things)“ dar. Durch den Klimawandel sei die
Ertragssicherung im Weinbau ins Wanken gekommen. Um den Einsatz von
Pestiziden und anderen konventionellen Düngemitteln zu reduzieren,
stellten sie innovative Sensorik zur Klimamessung vor, um den Zustand
eines
Weinberges analysieren zu können. Jakob Paul erklärte den Stand der
Technik im Hinblick auf Vorhersagemodelle und Life Data: Es existieren in
den kleinen unterfränkischen Ortschaften Escherndorf und Sommerrach in
der Nähe der Vogelsburg vereinzelte Messstationen. Diese seien schwer
verlässliche Quellen, um den Weinberg direkt an der Vogelsburg prüfen zu
können. Individuell ausgewählte und in der Breite eingesetzte Sensoren mit
Langzeitbatterien im jeweiligen Weinberg, verbunden mit einem zentralen
Netzwerkserver, böten eine exaktere Messung für die jeweilige
landwirtschaftliche Lage.

Zum Schluss hob Prof. Dr. Volker Bräutigam hervor: „Für die Umsetzung von
Innovationen ist in erster Linie Veränderungsbereitschaft notwendig. Ich
danke der Region Mainfranken GmbH, der THWS und dem gesamten
Organisationsteam für diese gelungene Veranstaltung.“

Informationen zu CERI:
https://robotik.thws.de/forschung/ceri forschungsfelder/
Zum Institut für Digital Engineering (IDEE): Institut für Digital
Engineering:
Technische Hochschule Würzburg-Schweinfurt (thws.de)
Zur Webseite der Region Mainfranken GmbH

Fachbereich Informationstechnik der FH Dortmund eröffnet „BitLab“

Wo früher Spaghetti und Pommes vertilgt wurden, cruisen nun Roboter, tasten Laser die Umgebung ab und tauchen Studierende     in virtuelle Welten ein . Die Fachhochschule Dortmund nutzt das „BitLab“ als neue Experimentierfläche für Virtual und Augmented Reality, intelligente Mobilität und Robotik.

Dafür wurde ein ehemaliger Mensa-Bereich am Campus Sonnenstraße für den Fachbereich Informationstechnik neu hergerichtet. 170 Quadratmeter Fläche, komplett modular bespielbar, ausgelegt mit einem schwarzen Belag, der sonst in Werkshallen verbaut wird. „Wir waren auf der Suche nach etwas Robustem, das optisch und in der Oberflächenstruktur dem klassischen Asphalt auf der Straße ähnelt“, erklärt Steffen Baumann. Er und sein Kollege Tobias Uhlich sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Fachbereich Informationstechnik und haben das „BitLab“ mit konzipiert.  Auf dem Asphalt-ähnlichen Untergrund fahren nun verschiedenste Roboter, werden Sensoren für autonomes Fahren getestet.

Auch ein Omnidirektionales Laufband und ein durch Virtual-Reality unterstützter Trainer für Reha-Maßnahmen haben im neuen BitLab ihren Platz gefunden. „Bislang waren unsere Versuchsaufbauten über mehrere Etagen am Fachbereich verstreut“, berichtet Tobias Uhlich. „Im BitLab haben wir alles gebündelt und können dadurch interdisziplinär   arbeiten.“ Hier können Menschen über modernste Mensch-Computer-Schnittstellen mit Robotern und Fahrzeugen kollaborativ agieren. Zudem bietet der Raum größtmögliche Flexibilität. Alles ist beweglich, Arbeitsstationen können schnell überall im Raum aufgebaut werden.

„Das BitLab der FH Dortmund ist ein Innovations- und Experimentierraum, der sich auf informationstechnische Technologien und deren Anwendung konzentriert   “, erklärt Prof. Dr. Karsten Lehn. Er ist der Studiengangsleiter des Bachelorstudiengangs Informationstechnik. Das Labor diene als Schnittstelle zwischen den drei Schwerpunkten im Studiengang: digitale Technologien, intelligente Mobilität und Robotik.   „Studierende wie Forschende werden das BitLab als Plattform nutzen, um neue Ideen zu entwickeln, Prototypen zu testen und deren Anwendungen zu erleben“, sagt Prof. Lehn.

Dabei geht es um praxisnahe Anwendungsfälle: etwa, wie die Sensorik autonomer Fahrzeuge kombiniert werden kann, um vulnerable Verkehrsteilnehmer*innen besser zu schützen. Oder wie Sensoren an Straßen-Kreuzungen es ermöglichen, „um die Ecke“ zu schauen und Unfälle zu verhindern. Oder wie Roboter Menschen in Notsituationen unterstützen und als Ersthelfer arbeiten können. Oder wie die Extended Reality als innovative Mensch-Computer-Schnittstelle für verschiedene Anwendungen in Forschung, Industrie, Klinik und anderen Organisationen nutzbar wird und wie dies den menschlichen Alltag beeinflusst.   „Die Ergebnisse aus den Forschungsprojekten der FH werden unmittelbar in die Lehre eingebunden“, betont Tobias Uhlich. „Studierende kommen so im BitLab mit den aktuellsten Anwendungsgebieten in der Informationstechnik in Kontakt und sind vielfach in Forschungsprojekte eingebunden.“

„Im BitLab verknüpften wir die Lehrinhalte und Anwendungsbeispiele auch mit den Inhalten des Studiengangs Biomedizintechnik und bereiten unsere Studierenden auf eine sich rasant wandelnde Arbeitswelt vor“, sagt Prof. Lehn. Derzeit gibt es am Fachbereich Informationstechnik mehr als 700 Studierende, darunter 300 Studentinnen. Der Fachbereich ist der jüngste der Fachhochschule Dortmund.

Aktuelle SOFI-Ergebnisse zur Ausbildungsmarktsituation in Niedersachsen
zeigen, dass das berufliche Ausbildungssystem nach wie vor ein wichtiger
Treiber der beruflichen Qualifizierung in Niedersachsen ist. Allerdings
stellt sich der Zugang zu einer dualen oder schulischen Ausbildung nicht
zuletzt auch aufgrund der schwierigen Ausbildungsmarktlage problematisch
dar. So bleibt die Integration von ausbildungsinteressierten Jugendlichen
in eine berufliche Ausbildung nach wie vor eine große Herausforderung.

Die aktuellen Daten zum dualen Ausbildungsmarkt zeigen, dass in
Niedersachsen nach wie vor – anders als im Bundesdurchschnitt – Probleme
der Versorgung mit Ausbildungsstellen überwiegen. Und dies, obwohl sich
die Angebots-Nachfrage-Relation verbessert hat. Auf 100 Nachfragende
kommen nur 95 Ausbildungsstellen. „Der Bedarf an Ausbildungsstellen wird
weiterhin nicht durch die vorhandenen Angebote gedeckt“, konstatiert Prof.
Dr. Susan Seeber (Universität Göttingen/SOFI), eine der Autor:innen des
heute erschienenen SOFI-Impulspapiers. „Dabei stellen sich für
Ausbildungsplatzsuchende besondere Herausforderungen in den Regionen
Celle, Göttingen, Lüneburg-Uelzen und Nienburg-Verden sowie in den
Bereichen der Informatik, in den Verkaufsberufen sowie in der
Lagerwirtschaft und Transport. Hier bleiben viele Bewerber:innen ohne
Ausbildungsplatz.“

Herausforderungen der Fachkräftesicherung betreffen zudem Berufe des
Schulberufssystems. So rangiert Niedersachsen bei den Neuzugängen zum
Schulberufssystem im Bundesländervergleich mit einem Anteil von 22% im
Jahr 2022 am unteren Ende. Die Spezialisierung des Schulberufssystem auf
Berufe im Bereich Gesundheit, Erziehung und Soziales, die auch in
Niedersachsen in den letzten Jahren stattgefunden hat, kann damit nicht
annähernd den in diesen Berufen benötigten Fachkräftebedarf abdecken.
„Diese Entwicklungen zeigen, dass bei beiden vollqualifizierenden
Ausbildungssektoren das Land gefordert ist, Ausbauimpulse zu setzen, wenn
es den Fachkräftebedarf sichern will“, resümiert die Göttinger Professorin
für Wirtschaftspädagogik und Personalentwicklung.

„Dies ist auch deshalb geboten, um bestehende soziale Schieflagen zu
korrigieren“, betont Dr. Maria Richter vom SOFI. „So gehört Niedersachsen
zu den Ländern, in denen die Chancen Jugendlicher auf eine
vollqualifizierende Ausbildung im dualen oder im Schulberufssystem
geringer sind als in den meisten anderen Bundesländern.“ Dabei bestehen
starke regionale Chancendifferenzen. Jugendliche in den
Arbeitsagenturbezirken Celle, Emden-Leer, Hildesheim und Nordhorn haben
eine um 16 Prozentpunkte geringere Chance, in eine vollqualifizierende
Ausbildung einzumünden, als Jugendliche in Hannover oder Osnabrück. Im
Vergleich zum Bundesdurchschnitt fällt dabei vor allem der hohe Anteil an
Jugendlichen mit Mittlerem Schulabschluss, die zunächst in einer Maßnahme
des Übergangssektors einmünden, auf. Dieser Abschluss ermöglicht
Jugendlichen, aufgrund der Engpässe auf dem dualen Ausbildungsmarkt und
der begrenzten Ausweitung schulischer Angebote, relativ betrachtet weniger
häufig den Zugang zu einer vollqualifizierenden Ausbildung. Für die
Fachkräftesicherung ist aber nicht nur entscheidend, wie viele Menschen in
eine berufliche Ausbildung einmünden, sondern auch, wie viele diese
erfolgreich abschließen. Diesbezüglich sind große Unterschiede zwischen
deutschen und nichtdeutschen Auszubildenden festzustellen, die in
Niedersachsen stärker ausgeprägt sind als im Bundesdurchschnitt.

Die Autor:innen konstatieren daher: „Sowohl aus Leistungs- als auch
sozialen Gerechtigkeitsgründen ist das Land Niedersachsen angehalten,
Maßnahmen so zu gestalten, dass dadurch die beträchtlichen Disparitäten
beim Zugang zu sowie beim Abschluss einer vollqualifizierenden Ausbildung
verringert werden. Hierfür erscheint der Ausbau begleitender
Berufsorientierungsmaßnahmen, die Stärkung individueller Stütz- und
Förderangebote vor und während der Ausbildung als auch die Ausweitung des
dualen und schulischen Ausbildungsangebots notwendig.“

Veröffentlichung:
Richter, Maria; Seeber, Susan; Jam, Yashar (2024): „Fehlende
Ausbildungsangebote gefährden Fachkräftesicherung und soziale Integration.
Ergebnisse zum Ausbildungsmarkt in Niedersachsen“. SOFI-Impulspapier.

Kostenfreier Download des Impulspapiers: https://sofi.uni-
goettingen.de/fileadmin/user_upload/SOFI_Impulspapier_Bildung_2024.pdf