Mappingsysteme für Forstmaschinen
Adrian Busch von CenterForst muss normalerweise nicht mehr in den Wald um zu sehen, wo seine Unternehmer arbeiten
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Wo sind wir?

06. Februar 2021

Kartenanwendungen in Forstmaschinen sollen nach Aussage der Hersteller für die Aufarbeitungskette ein gewaltiges Rationalisierungspotenzial bieten, weil viele Informationen einfach schneller zur Verfügung stehen, besser sichtbar sind und sich leichter weitergeben lassen – eine Übersicht der bisher verfügbaren Systeme

Wir schreiben das Jahr 2021. Mit dem Slogan „Industrie 4.0“ hat in der gesamtem Wirtschaft die Erkenntnis Einzug gehalten, dass vor allem in der Vernetzung und im unkomplizierten Datenaustausch die wichtigsten Fortschritte unserer Zeit zu suchen sind. In der Forstwirtschaft sind es vor allem die geographischen Informationen (Wo ist der Bestand? Wo steht/liegt das Holz? Wo befindet sich das Polter?) in denen ein Großteil des Aufwands steckt. Deshalb haben alle großen Forstbetriebe längst in digitale Geoinformationssysteme investiert und umfangreiche Datenbanken aufgebaut. Dank des branchenweiten Datenstandards StanForD können Arbeitsaufträge direkt am Computer des Waldbesitzers erstellt, online zum Unternehmer geschickt und von dort über die Cloud in den Bordcomputer der Maschine oder an das Mobilgerät der Arbeiter übermittelt werden. In Echtzeit wissen alle Beteiligten Bescheid, wie der Aufarbeitungsstand gerade ist, welche Besonderheiten in der Befahrbarkeit vor Ort bestehen, wo ein Problem auftaucht und wo schließlich die fertigen Sortimente zur Abholung bereitliegen. Auch ohne persönliche Einweisung sind die Arbeitsflächen, Besitzgrenzen, Rückegassen und Polterplätze genau bekannt, dank präziser GNSS-Technik und digitaler Karteninformationen.

Vision und Wirklichkeit

Soweit die Wunschvorstellung. Wir alle wissen, dass die Realität oft anders aussieht. Die „Datenbank“ des Forstunternehmers ist oft genug die Rückbank seines Autos, auf der sich stapelweise schlecht kopierte Papierkarten und handschriftliche Zettel mit unvollständigen Arbeitsanweisungen finden. Aber wir wollen heute nicht über die rückständige Forstpartie lamentieren, sondern anschauen, was eigentlich schon möglich wäre, wenn die bereits vorhandene Technik wirklich eingesetzt würde. 

Hartmut Zell hat viel weniger Organisationsaufwand, weil alle Akteure in seiner Aufarbeitungskette ganz einfach sehen können, wo was zu erledigen ist und welche Besonderheiten es dabei vielleicht gibt
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Dafür haben wir uns die Mapping-Systeme der drei größten Forstmaschinenhersteller angesehen. Bei John Deere heißt das Produkt Timbermatic Maps, bei Komatsu Forest MaxiVision und bei Ponsse Optimaps 2. Hinter den drei Namen verbirgt sich in jedem Fall eine Kartenanwendung für die Bordcomputer der Harvester und Forwarder. Zugleich werden die Informationen aber auch mit dem dazugehörigen Flottenmanagement-Programm im Büro des Unternehmers ausgetauscht. Im Bürocomputer lassen sich so beispielsweise auch die Sortiments- und Preislisten für das Ernteprogramm im Harvester erstellen, damit der Fahrer das nicht jedes Mal aufwändig draußen an der Maschine bearbeiten muss. Die Datenübertragung findet über das Mobilfunknetz und über Cloudspeicher statt. Bei John Deere synchronisieren sich die Rechner im Prinzip alle drei Minuten. Damit ist man immer auf dem aktuellen Stand. Auch die anderen Systeme gleichen sich mehrmals am Tag ab – sofern im Wald überhaupt eine Datenverbindung möglich ist. Die Modems der Bordrechner können sich dabei in alle verfügbaren Mobilfunknetze einwählen. Sollte sich eine Maschine im absoluten Funkloch befinden, läuft die Anwendung so lange offline weiter.

Spürbare Erleichterungen

Den größten Vorteil sehen die Unternehmer, die wir besucht haben, im umfangreichen Informationsaustausch zwischen Harvester und Forwarder. Die Erntemaschine zeichnet ihre Fahrgassen auf und dokumentiert, welche Sortimente an welcher Stelle angefallen sind. Obwohl die GPS-Antenne ja zentral auf dem Fahrzeug sitzt, berechnet die Software bei Komatsu und John Deere aus der Stellung des Schwenkwerks und der Hubzylinder eine ziemlich genaue Position, auf welcher Seite und mit welchem Abstand von der Fahrspur die Abschnitte abgelegt wurden. Der Forwarderfahrer weiß genau, wie viel Menge und welche Sortimente in der jeweiligen Gasse liegen und wie weit er reinfahren muss. Überflüssige Suchfahrten entfallen damit, vergessene Stücke gehören im Prinzip der Vergangenheit an. Wenn nur noch wenige Kubik eines bestimmten Sortiments übrig sind, kann er zielgerichtet Mischladungen bilden. Timbermatic macht auch einen Vorschlag, wo ein günstiger Polterplatz wäre mit den kürzesten Rückeentfernungen für das jeweilige Sortiment. Der Kollege auf dem Vollernter kann zusätzlich Problemstellen einzeichnen, ein nasses Loch zum Beispiel oder einen Steilabbruch, der voll beladen nicht zu fahren geht. Hinweise zur die Steilheit der Gassen kommen zum Teil aber auch aus dem System: Timbermatic Maps erzeugt eine Ansicht, in der die Fahrspuren in den Ampelfarben eingefärbt werden, je nach Hangneigung.

Eine „Abfuhrkarte“ für den John-Deere-Forwarder: In den Kreisen stehen die Holzmengen, die Farbe zeigt die Baumart. Die Colorierung der Fahrspuren gibt Info über die Steilheit der Gassen, oben rechts ist ein spezieller Gefahrenbereich mit rot markiert
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Wenn der Forwarderfahrer gewissenhaft die Abschnitte aus einer Gasse einem bestimmten Polter zuordnet, lassen sich aus dem zugehörigen Harvestermaß sehr exakte Aussagen zu den Holzmengen in diesem Polter treffen. Darin liegen gute Rationalisierungsmöglichkeiten, die bis dato von den Forstbetrieben allerdings noch kaum genutzt werden.

Chargenbildung

CenterForst, namentlich Adrian Busch, Revierleiter in der Wittgenstein´schen Rentkammer, nutzt das Maxi-System von Komatsu sehr intensiv. Er hat sich von Waldbesitzerseite tief in die Materie eingefuchst und konnte mit seinem Stammunternehmer durch die oben genannten Effekte für den Forwarder Effizienzsteigerungen bis zu 20 % erreichen. Der Forstbetrieb im Rothaargebirge leidet im Moment auch gewaltig durch die Borkenkäfer-Kalamität und exportiert in großem Umfang Fichte im Container nach Asien.

Üblicherweise ist die Maßdokumentation solcher Partien ein gewaltiger Aufwand mit Nummerier-Plättchen an jedem Stamm und Protokoll für jeden Behälter. Mit einem Exporteur konnte er jetzt das Verfahren vollständig auf digitale Füße stellen: Der Harvester schneidet in einem Waldgebiet exakt eine Menge von 660 Fm ein und wechselt danach in eine andere Abteilung. Der Forwarder rückt genau diese Charge heraus und diese wird kontrolliert in 20 Container verladen.Auch wenn dabei keine einzelstammweise Zuordnung im Container möglich ist – die Kunden in Asien sind mit dem Gesamtmaß hochzufrieden und in der Logistikkette wird enorm Geld gespart. Mit einer entsprechenden Farbmarkierung der Chargen durch das Harvesteraggegat könnte man sich sogar das Umsetzen der Maschinen sparen, was bei den kurzen Distanzen in diesem Forstbetrieb aber keinen großen Aufwand darstellt.

Kartenbasis

Eine Revierkarte, die nur als PDF hinterlegt wird, erscheint im Zoom immer grobpixelig.
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Wie alle EDV-Systeme funktionieren auch MaxiVision und Co. nur so gut, wie die Daten sind, mit denen sie gefüttert werden. Das beginnt schon bei der Grundkarte und hier werden auch erste Unterschiede zwischen den genannten Produkten deutlich:

Ponsse Optimaps bietet standardmäßig die frei verfügbare Open Street Map (OSM), die allerdings viele Waldwege nicht drin hat. Gegen eine monatliche Abogebühr von 30 € lässt sich der Navlog-Datensatz integrieren, mit hilfreichen Zusatzinformationen zur Befahrbarkeit der Wege, Rettungspunkten etc. Komatsu kooperiert mit dem Kartendienst HERE und integriert auch dessen Luftbildansicht. Bei John Deere sind es die Karten und Luftbilder von ESRI.

Das zusätzliche Kartenlayer informiert hier geographisch exakt über die forstlichen Abteilungen, das Wegenetz und über Besitzgrenzen.
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Richtig rund wird das Konzept allerdings erst, wenn zum jeweiligen Arbeitsgebiet auch die Kartendaten des Forstbetriebes hinzukommen, also Abteilungen, Rückegassen und – im Kleinprivatwald immens wichtig – Besitzgrenzen. Bei CenterForst sind diese Daten als Kartenlayer vollständig vorhanden und lassen sich einblenden. Mit diesen Informationen kann sich der Harvester sogar einen Abstands-Alarm einrichten, der ihn warnt, bevor er in das Flurstück des Nachbarn fährt oder dort gar irrtümlich einen Baum umsägt.

Doch diese Situation muss leider als rühmliche Ausnahme gewertet werden. Sehr viele Forstbetriebe haben noch überhaupt keine digitalen Karten oder sehen gravierende Datenschutzprobleme bei der Herausgabe an Dritte. So werden dann oft PDF-Bilder als digitale Karten ausgegeben, die aber keine exakt verortbaren Informationen liefern. Ohne diese Daten vom Waldbesitz lassen sich die Potenziale der Mapping-Systeme aber bei weitem nicht vollständig ausnutzen.

Gemischte Flotten

Auch eine Alternative: Ein separater Tablet-Computer für die Karteninformationen
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So lange Harvester und Forwarder die gleiche Farbe haben, funktioniert ansonsten alles prächtig. Schwierig wird es bei der Datenweitergabe innerhalb gemischter Flotten. Im System von John Deere ist eine markenübergreifende Zusammenarbeit noch nicht vorgesehen, von daher fehlen bisher direkte Exportfunktionen. In diesem Zusammenhang stellte sich auch heraus, dass es mit der Standardisierung der Datenformate noch nicht so weit her ist: Vom StanForD gibt es beispielsweise eine alte Version von 1988 und den neuen StanForD 2010. Optimaps 2 von Ponsse kann bis dato nur mit dem alten Format arbeiten. Das neue bietet jedoch einige erhebliche Vorteile, gerade bei der Weitergabe von Dateien zur Sortimentsbildung. Maxi-Vision spricht und versteht beide „Sprachen“, insofern lässt sich eine Zusammenarbeit zwischen Ponsse- und Komatsu-Maschinen trotzdem realisieren. Eine Rückemaschine eines Herstellers, der solche Mapping-Systeme noch überhaupt nicht anbietet, kann man da fast einfacher einbinden: Die Anwendung läuft dann nur auf einem separaten Tablet-Computer im Führerhaus.

Vernetzung der Holzlieferkette

Einige Käferbäume, mögliche Polterplätze und den Gassenverlauf haben wir mit dem Logbuch-System digital erfasst
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In jüngster Zeit waren Borkenkäfer-Apps in aller Munde, mit denen die Käferbäume draußen digital erfasst werden und für die Ernte direkt angefahren werden sollen. Ein bekanntes Produkt ist hier die App LogBuch. Exemplarisch haben wir damit einen kleinen Auftrag erfasst, mit zwölf Käferbäumen, einigen Gassenpunkten und zwei möglichen Polterplätzen.

Der Logbuch-Import ins MaxiVision sieht so aus
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Der Import in die Mappingsysteme war leider nicht unproblematisch: Zunächst zeigte sich oft nur eine Punktewolke ohne verwertbare Attribute. Erst mit längerem Probieren ließen sich diese einigermaßen darstellen. Eine schöne optische Differenzierung nach Symbolen oder Farben wie im Original konnten wir gar nicht erreichen.

Ponsse OptiMap 2 mit gerasterter Navlog-Grundkarte: Punktattribute erscheinen als Text
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Auch für die vorgelagerte Datenerhebung bietet Komatsu seinen Kunden einen Tabletzugang. Der Förster könnte die oben genannten Informationen direkt in Maxi Fleet erfassen und der Unternehmer sieht sofort, was Sache ist. In der Praxis ist jedoch vielfach beim Auszeichnen eines Bestandes noch gar nicht klar, welcher Unternehmer später den Auftrag bearbeiten soll. Gleichzeitig möchte der Waldbesitz diese Daten meist originär in seinen eigenen Datenbanken haben und nicht beim Auftragnehmer abfragen. Außerdem stellt sich auch bei dieser Übertragung wieder die Frage, ob die übermittelten Shape-Files in der Forstsoftware verlustfrei dargestellt werden können. Dorthin sollten nach der Aufarbeitung aber ohnehin diverse Daten zurückgespielt werden. Zuvorderst natürlich die gerückten Holzmengen mit den entsprechenden Polterplätzen. Eine exakte Dokumentation der Rückegassen wäre in vielen Fällen aber auch sehr hilfreich, weil die wenigsten Forstbetriebe ihr Feinerschließungsnetz bisher sauber digitalisiert haben. All das lässt sich aus den Mapping-Systemen in irgendeiner Form exportieren, allerdings ist es im Zweifel immer mit „Bastelarbeit“ verbunden, die Daten wieder woanders einzupflegen.

Das gilt leider auch für die Datenweitergabe an die Logistik, sei es der Holzkunde oder das Fuhrunternehmen. Definierte Schnittstellen sucht man hier noch vergebens. Die Entwickler der Mapping-Systeme verweisen jedoch mit einer gewissen Berechtigung darauf, dass von dieser Seite auch noch kaum Bedarf gemeldet wird. Gerade die Fuhrunternehmer sind sehr oft noch ziemlich analog unterwegs.

Vorbild Skandinavien

Wie man an dieses komplexe Themenfeld auch anders herangehen kann, zeigt ein Beispiel aus Skandinavien: In Finnland hatten die drei größten Waldbesitzer Stora Enso, Metsähallitus und die Metsä-Group eine übergreifende Softwarelösung ausgeschrieben. Die Unternehmer dort arbeiten mit großen gemischten Fahrzeugflotten und das sollte auch weiter so bleiben. Den Zuschlag bekam seinerzeit der weltweit agierende Softwarekonzern Trimble. Das Programm CFHarvest, früher Woodforce, ist nur ein kleiner Bestandteil einer weitgefächerten Software-Architektur, die ganz vorne bei der web-basierten Forstplanung anfängt und sich durchzieht über die Logistik bis ins Sägewerk und den Holzhandel. Das erklärte Ziel ist eine Vernetzung für die ganze Branche. Deswegen läuft CFHarvest auch auf allen Bordcomputern, unabhängig von der Marke. Bisher kann das Programm die Holzmenge in der einzelnen Erntegasse noch nicht ausweisen, das ist für 2021 aber noch angekündigt. Hermann Schröder, der Vertriebschef für Trimble Forest in Deutschland, sieht aber ein enormes Wertschöpfungspotenzial in der digitalen Erfassung des Arbeitsauftrags direkt durch den Waldbesitzer. Der Unternehmer wiederum kann in der Datenbank von CFHarvest die Aufträge von verschiedenen Forstbetrieben verwalten und jedem Kunden Zugriff auf jeweils seine Daten gewähren. Bisher ist dieses System bei uns noch wenig bekannt. Dieses Schicksal teilt es mit dem deutschen Softwarepaket „Geomail“, das auch die Firma Wahlers seit Jahren im Angebot hat. Deren Geschäftsführer Ralf Dreeke vermutet, dass die potenziellen Anwender immer noch zuviel Respekt vor derart mächtigen EDV-Architekturen haben.

Hinderungsgründe

Die vielfach vorgebrachten Datenschutzbedenken scheinen dabei auch teilweise ein deutsches Phänomen zu sein. Andere Nationen haben deutlich weniger Berührungsängste gegenüber Cloud-Speichern oder der Freigabe von Daten über selektive Zugriffsrechte.

An den Kosten kann es im Grunde genommen kaum noch liegen: Optimaps 2 kostet pro Maschine einmalig 890 €. Bei Komatsu ist das Maxi-Programmpaket im ersten Jahr kostenfrei, danach kostet es 120 € pro Maschine und Monat. Mit einer monatlichen Gebühr von 99 € pro Fahrzeug ist auch CF-Harvest kein wirklicher Kostenfaktor. John Deere gibt seit neuestem Timbermatic Maps serienmäßig zu jeder Maschine dazu. So können vielleicht auch skeptische Fahrer vom Nutzen der modernen Technik überzeugt werden, die sonst erstmal kein Geld dafür ausgeben würden. Wenn solche Kunden dann erst einmal erlebt haben, welche Arbeitserleichterungen und Effiziensteigerungen innerhalb der eigenen Flotte möglich sind, dann fordern sie Ähnliches vermutlich bald auch im Austausch mit ihren Geschäftspartnern ein.

In dieser Ansicht sieht der Forwarderfahrer ganz genau, wo welche Sortimente für ihn abgelegt wurden
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Heinrich Höllerl