Kuhstall 4.0 (1): Nachhilfe fürs Bildungsministerium
Kuhstall 4.0: Gut für die Tiere und die Landwirte. Bild: © PeopleImages / Getty Images
Während man im Bildungsministerium bis vor Kurzem noch glaubte, 5G bis zur letzten Milchkanne sei nicht notwendig, wird der Kuhstall 4.0 immer mehr zur Realität. Ausschlaggebender Faktor für Investitionen in die Automatisierung und Digitalisierung der Tierhaltung sind jedoch weniger kurzfristige Einsparziele als vielmehr die Sorge um die Loyalität der Mitarbeiter. Gut für die Menschen – und für die Tiere.
In einer zweiteiligen Beitragsreihe schreibt Dr. Andreas Stiehler, der als freiberuflicher Analyst, Berater und Autor unter anderem für teknowlogy | PAC tätig ist, über die Erfahrungen eines befreundeten Agrarmanagers bei der Einrichtung eines so genannten „Kuhstalls 4.0“. In diesem ersten Teil werden die Beweggründe und Chancen des digitalen Wandels für das mittelständische Landwirtschaftsunternehmen diskutiert. Wie es im den Kuhstall tatsächlich aussieht, zeigt Andreas Stiehler in einem Video.
Prolog: 5G/Milchkannen-Diskussion ist Ausdruck einer verzerrten Wahrnehmung
Die Einlassungen der Bildungsministerin zu „5G und den Milchkannen“ sorgte vielerorts für Empörung. Zu Recht! Verstörend an dieser Aussage empfinde ich nicht nur die Ignoranz gegenüber den digitalen Bedürfnissen der Landbewohner und der auf dem Lande ansässigen Industrie, sondern auch gegenüber der hiesigen Landwirtschaft. Die Landwirte, so mein Eindruck, sollen bitte weiter analog arbeiten und unserem Idealbild vom gediegenen Landleben (Stichwort: Milchkanne) entsprechen. Wer weiß schließlich, was die Bauern mit 5G alles anstellen würden?! Und während sich ganz Deutschland um den Niedergang der hiesigen Industrie (wegen des verpassten digitalen Wandels) sorgt, wird eine moderne, nach industriellen Normen arbeitende Landwirtschaft geradewegs zum Feindbild hochstilisiert.
Dabei bieten Automatisierung und Digitalisierung die Chance, Landwirtschaft im Hochlohnland Deutschland wirtschaftlich erfolgreich zu betreiben – und gleichzeitig die Situation von Tieren und Menschen zu verbessern. Ich selbst habe vor ca. 30 Jahren in der Landwirtschaft gelernt – in einer Zeit also, in der tatsächlich noch in Milchkannen gemolken wurde. Aus dieser Erfahrung weiß ich, wie schwer und eintönig die Arbeit der Melker ist. Zudem habe ich gelernt, dass es den Tieren in großen modern eingerichteten Ställen zumeist besser erging als jenen in kleinen – auf den ersten Blick idyllisch anmutenden – Bauernhöfen. Von einem digitalen Wandel konnten wir in dieser Zeit freilich nur träumen.
Welches Potenzial in diesem Thema steckt, lernte ich im Austausch mit einem Freund, den ich seit jenen Lehrjahren kenne und der heute als Agrarunternehmer einen mittelständischen Landwirtschaftsbetrieb führt. Während der letzten Monate investierte er viel Kraft, Nerven und immense Summen an Geld in die Errichtung eines so genannten „Kuhstalls 4.0“. Sein Bericht über dieses Vorhaben hat meine Sicht auf den digitalen Wandel im Mittelstand und dabei speziell auf die Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung in der Landwirtschaft geschärft und zum Teil auch verändert.
Bei Investitionsentscheidungen in diesem Feld, so lernte ich, sind weniger die Einsparziele als vielmehr die Sorge um die Fachkräfte ausschlaggebend. Gleichwohl eröffnet ein solcher Umbau gänzlich neue Möglichkeiten für eine nachhaltige Tierhaltung. Darüber möchte ich im folgenden ersten Teil der Beitragsserie berichten. Der zweite Teil fokussiert dann auf die Herausforderungen des digitalen Wandels, der für das mittelständische Landwirtschaftsunternehmen mit immensen Risiken und neuen Abhängigkeiten einherging.
Entscheidungsfindung: Die Sorge um die Loyalität der Mitarbeiter war der zentrale Treiber
Aber von vorn: Der Betrieb meines Freundes, in dem heute 25 Mitarbeiter tätig sind, bewirtschaftet ca. 1.600 Hektar Land. 60 Prozent der Erlöse werden allerdings über die Milchproduktion, in der etwa die Hälfte der Belegschaft tätig ist, erzielt. Der Tierbestand umfasst ca. 600 Milchkühe plus Nachzucht, also insgesamt ca. 1.100 Köpfe.
Die Entscheidung für die Modernisierung des Kuhstalls fiel Ende des Jahres 2017. Die Technik und Stallbauten, die zuletzt vor knapp 20 Jahren „aufgehübscht“ wurden, waren mittlerweile endgültig verschlissen.
Für die Renovierung standen mehrere Optionen zur Diskussion:
- Erstens hätte man sich auf den Erhalt des Status quo beschränken können, wofür der betriebswirtschaftliche Berater plädierte. Unter reinen Kostenaspekten und bei sonst gleichbleibenden Bedingungen, so räumte mein Freund ein, wäre es für ihn das Beste gewesen, der Meinung seines Beraters zu folgen. Allerdings blieb in der betriebswirtschaftlichen Rechnung unberücksichtigt, dass die Anzahl der Fachkräfte und deren Bereitschaft, in einem solchen veralteten System zu arbeiten, immer stärker zurückgeht.
- Die zweite Möglichkeit bestand darin, ein neues Melkkarussel (anstelle des in die Jahre gekommenen Fischgrätenmelkstands) einzurichten. Die Melkzeit hätte mit dieser Technologie, die heute als ausgereift gilt, um die Hälfte verringert werden können und die weiteren Abläufe hätten beibehalten werden können. Damit hätte der Betrieb einige Kostenvorteile erzielt und sich ein wenig Luft mit Blick auf den Fachkräftemangel verschaffen können. Demgegenüber stand allerdings auch ein – im Vergleich zur Bestandserhaltung – gewaltiges Investitionsvolumen, wie die hierzu bereits eingeholten Angebote bestätigten.
- Die dritte Möglichkeit, die Einrichtung eines Kuhstalls 4.0, also die Umstellung auf voll-automatische Melkboxen bei gleichzeitiger Digitalisierung der Kuhhaltung, wurde zunächst aus bautechnischen Gründen gar nicht in Betracht gezogen. Die bis dahin marktreifen vollautomatischen Melksysteme erforderten schließlich viel Platz, der in dem Betrieb nicht vorhanden war. Während des Ausschreibungsprozesses erfuhr der Agrarmanager jedoch, dass die Technik mittlerweile auch für diese erschwerten Bedingungen weiterentwickelt wurde. Freilich waren solche Systeme bislang noch kaum im Einsatz, zumindest gab es hierzulande dafür noch keine Referenzfälle.
Die Entscheidung für den Kuhstall 4.0 fiel schließlich in einer schlaflosen Nacht im Dezember 2017 – und sie wurde, wie mein Freund einräumte, letztlich aus dem Bauch heraus getroffen. Was war der Auslöser? Die Sorge um die Loyalität der Fachkräfte, so führt er aus – verbunden mit der Einsicht, dass ein „Weiter so“ mit modernerer Technik (Variante 2) die herkömmlichen Abläufe, einschließlich der Eintönigkeit der Melktätigkeit, auf Jahre hinaus weitgehend zementiert hätte. Einen kompletten Stallumbau kann der kleine Betrieb schließlich nicht alle paar Jahre stemmen.
Automatisierung und Digitalisierung in landwirtschaftlichen Betrieben wie dem Kuhstall bieten enorme Vorteile: neben des wirtschaftlich erfolgreichen Betriebs werden gleichzeitig die Situation von Tieren und Menschen verbessert. Bild: © Andreas Stiehler.
Sicher hätte man auch bei Variante 2 ein modernes, datengestütztes Herdenmanagement (wie weiter unten beschrieben) zumindest in Ansätzen einführen können. Für dessen Umsetzung aber wären Fachkräfte notwendig, die nicht in ausreichender Zahl zur Verfügung gestanden hätten, da ein Großteil der Mitarbeiter weiter im Melkprozess eingebunden gewesen wäre. Das Problem des Fachkräftemangels hätte ihn also (so oder so) über kurz oder lang wieder eingeholt. Dieses Risiko wollte der Agrarunternehmer nicht eingehen, lieber begab er sich mit einem kompletten Systemumbau auf eine Reise ins Ungewisse.
Eile geboten: Nicht nur die Technik verschleißt, sondern auch die Moral der Mitarbeiter
Der Ausschreibungsprozess, diesmal zur Einrichtung einer vollautomatischen Melkanlage, wurde neu gestartet – und dies mit ambitionierten Vorgaben: Bis Ende Januar 2018 sollten die Angebote eingereicht werden, um in den anschließenden beiden Monaten die Anbieterwahl abzuschließen und die Finanzierung zu klären.
Der Umbau sollte im Mai starten und die Umstellung auf die neue Melkanlage bis Ende 2018 abgeschlossen sein. Mehr noch: Der Stallumbau sollte so vorgenommen werden, dass keine Bauanträge, deren Genehmigungsprozess unnötig Zeit verschlungen hätte, notwendig waren. Gleichzeitig wurde, ebenfalls um Zeit zu sparen, auf die Beantragung von Fördermitteln verzichtet.
Aber warum diese Eile, die zudem mit Mehrkosten und dem Verzicht auf Fördermittel verbunden war? Auch hier, so räumte mein Freund ein, bestimmte das Bauchgefühl, das von der Sorge um die Loyalität der Mitarbeiter geprägt war. „Nicht nur die Technik war verschlissen, sondern auch die Moral unserer Leute. Die Hoffnung, die mit Ankündigung des Stallumbaus einhergingen, hatte die Mitarbeiter lange Zeit bei der Stange gehalten. Aber sie konnte nicht ewig währen. Es musste etwas passieren und zwar schnell.“
Anbieterauswahl: Integriertes Full-Service-Angebot und Commitment des Herstellers gaben den Ausschlag
Während sich die Angebote bei der Ausschreibung zum halbautomatischen Melksystem anglichen, trennte sich bei der Neuausschreibung die Spreu vom Weizen. Von den drei zur Auswahl stehenden Anbietern fiel einer bereits früh aus dem Rennen, da sein Angebot kaum über die üblichen Floskeln zum vollautomatischen Melken hinausreichte. Der zweite Anbieter wurde konkreter, allerdings blieb dessen Angebot auf die Umstellung der Melktechnik beschränkt.
Das dritte Angebot überzeugte schließlich. Es beschränkte sich nicht allein auf die Umstellung der Melktechnik, sondern umfasste auch Maßnahmen zum Stallumbau und zum Management des Gesamtsystems. Ein solch integriertes Angebot würde der Agrarmanager auch rückblickend unbedingt empfehlen. Denn Technik, Architektur und Prozesse, so seine Erfahrung, müssen reibungslos zusammenspielen, damit ein solches Transformationsvorhaben gelingen kann.
Es gab aber noch einen weiteren Pluspunkt: Bei der Vorstellung und Diskussion des Angebots war nicht nur der Händler, sondern auch der Technologieanbieter präsent – „mit Leuten und Telefonnummern“, wie mein Freund betont. Tatsächlich sollte sich die verbindliche Unterstützung des Händlers im Fortgang des Projektes noch als immens wichtig herausstellen.
Schlussendlich sei ein integriertes Angebot auch im Hinblick auf die Gesamtkosten am attraktivsten gewesen, wobei bei der Preisgestaltung natürlich auch die Einstufung als Referenzprojekt eine wichtige Rolle spielte. Hinzu kam noch, dass viele Umbauarbeiten von dem Unternehmen in Eigenregie durchgeführt werden konnten. Nichtsdestotrotz belief sich das Investitionsvolumen auf über 1 Million Euro – für einen 25-Mann-Betrieb eine immense Summe.
Modernes Agrarmanagement: Der Kuhstall 4.0 umfasst nicht nur die Umstellung der Melktechnik, sondern auch Maßnahmen zum Stallumbau und zum Management des Gesamtsystems. Bild: © Andreas Stiehler.
Kuhstall 4.0 öffnet den Weg zu einem modernen Herdenmanagement
Der ambitionierte Plan ging auf, der technische Umbau wurde bereits im Oktober 2018 – also sogar noch vor der veranschlagten Zeit – abgeschlossen. Und noch wichtiger: Auch die Kühe bewältigten, entgegen aller anfänglichen Befürchtungen, die Umstellung ohne Probleme.
Tatsächlich kommt das vollautomatisierte Melksystem, so bestätigte sich während der Umstellung, dem sensiblen Gewohnheitstier Kuh entgegen. Die Tiere können heute autonom entscheiden, wann sie den Melkstand aufsuchen. Während sie sich frei im Stall bewegen können, bleiben sie von den Menschen weitgehend unbehelligt. Beim Melken schließlich müssen sich die Kühe nicht (mehr) auf die Fertigkeiten und Launen verschiedener Melker einstellen, das vollautomatische System agiert immer gleich gut. Dies sorgt für Entspannung – und macht sich letztlich auch in der Milchleistung bemerkbar.
Darüber hinaus bildet das System die Grundlage, um ein modernes Herdenmanagement zu etablieren, als dessen Ergebnis u.a. die Tiergesundheit nachhaltig verbessert werden kann. Denn neben den klassischen Paramatern wie Milchmenge und -qualität werden nun über Sensoren auch Bewegungs-, Futter- und Wiederkauverhalten gemessen. Die auf Basis dieser Daten erstellten Analysen versetzen die Herdenmanager in die Lage, Krankheiten frühzeitig – noch vor deren Ausbruch – zu erkennen sowie Tierhaltung und Fütterung entsprechend anzupassen. „Predictive Maintenance“ in der Tierhaltung, wenn man so will.
Dem Agrarmanager leuchten an dieser Stelle die Augen. Beim Treffen der Investitionsentscheidungen, so räumt er ein, hatte er die Spanne an Möglichkeiten eines digital-gestützten Herdenmanagements noch gar nicht im Blick. „Erst als ich die ersten Analysen vor Augen hatte, wurde mir bewusst, wie tiefgreifend die Datenverarbeitung die Tierhaltung verändert – aber auch, wieviel Arbeit noch vor uns liegt.“ Denn für ein funktionierendes Herdenmanagement bedarf es einer funktionierenden Technik, neuer Abläufe und insbesondere Fachkräfte, die willens und in der Lage sind, mit den Daten zu arbeiten.
Ein modernes Herdenmanagement ist das Ziel. Der Kuhstall 4.0 bietet den Einstieg dazu: Über Sensoren, die an Halsbändern der Kühe angebracht sind, wird das Fress- und Bewegungsverhalten der Tiere laufend überwacht – ein wichtige Grundlage, um Krankheiten frühzeitig zu erkennen und zeitnah zu reagieren. Bild: © Andreas Stiehler.
„Ende der Arbeit“? Fehlanzeige!
Als ich ihm von der Diskussion um ein vermeintliches „Ende der Arbeit“ dank Digitalisierung berichtete, lachte er nur: „Unsere Leute waren vorher nahezu die gesamte Arbeitszeit mit Melken beschäftigt. Heute sind sie den Großteil ihrer Zeit mit Herdenmanagement befasst – also genauer mit der Untersuchung und Betreuung von ‚Problemkühen‘, die das IT-System aufgrund der Messwerte auf einer ‚Alarmliste‘ erfasst.“ Darüber hinaus sei heute mehr Zeit notwendig, um das sensible System fortlaufend zu pflegen und zu warten – und so einen reibungslosen Ablauf zu garantieren.
Klar könnte, wenn sich die Abläufe etwas eingespielt haben, auch Zeit eingespart werden. Allerdings gäbe es auch unter seinen Mitarbeitern den Wunsch, Freizeit und Beruf noch besser in Einklang zu bringen – was letztlich in einer sinkenden Arbeitszeit pro Person münde. Dass man durch Automatisierung und Digitalisierung in nennenswerter Höhe Arbeitskräfte einsparen könnte, hält er vor diesem Hintergrund klar für einen Mythos.
Der Wandel hat gerade erst begonnen
Und wie war das mit den „Milchkannen und 5G“? Das System, so erläutert mein Freund, arbeitet derzeit auch ohne 5G. Allerdings befinden wir uns erst am Anfang der Entwicklung. So dürfte es aus seiner Sicht nicht mehr lange dauern, bis die Daten zur Tiergesundheit direkt vom System verarbeitet werden, also zum Beispiel die Fütterung automatisch angepasst wird. Ohne die Möglichkeit eines schnellen und hochverfügbaren Datenaustausches würden solche Chancen verbaut.
Darüber hinaus gäbe es auch beim Feldbau zahlreiche Innovationen, die ein hochperformantes mobiles Datennetz voraussetzen. Allerdings dürften diese Entwicklungen aus seiner Sicht noch etwas auf sich warten lassen. Der Kuhstall, so der Agrarmanager, sei ein abgeschlossenes System, das sich noch vergleichbar gut kontrollieren lasse. Dennoch kämpfe man täglich mit Unwägbarkeiten. Schon kleinste Defekte, ausgelöst durch Verschmutzung oder einer Schwankung bei der Energiezufuhr, können den gesamten Ablauf ins Stocken bringen. In der freien Natur ließen sich solche Unwägbarkeiten noch schwerer kontrollieren. Auch sei die Energiezufuhr für autonom arbeitende Landtechnikflotten bislang noch weitgehend ungeklärt.
Epilog: Im Kuhstall 4.0 rückt der Mensch in den Fokus
An dieser Stelle endet der erste Teil seines Berichts, Zeit für ein Zwischenfazit. Bei der Nachlese beeindruckt mich immer noch, welch immense Bedeutung die Mitarbeiter und deren Motivation im digitalen Wandel der Landwirtschaft spielen. Der Fachkräftemangel, nahm ich aus dem Gespräch mit, prägt mehr und mehr das Investitionsverhalten in einer Branche, die sich bislang eher als Kostenoptimierer hervortat. Der Beruf des Melkers stirbt im Zuge der Automatisierung zwar mehr und mehr aus, ein „Ende der der Arbeit“ ist jedoch nicht in Sicht. Vielmehr entwickelt sich mit dem Herdenmanagement ein neues Aufgabenfeld.
Zu „5G und den Milchkannen“ wurde im Text genug gesagt. Ich würde mich freuen, wenn dieser Bericht dazu beiträgt, die Debatte zu versachlichen und in diesem Zusammenhang auch mit einigen Zerrbildern zur modernen Landwirtschaft aufzuräumen. Sicher bietet jede Neuentwicklung Risiken, über die diskutiert werden muss – erst recht in einem sensiblen Sektor wie der Landwirtschaft. Dies sollte aber nicht dazu führen, dass jeder Fortschritt in dieser Branche mit Argwohn betrachtet wird. Der digitale Wandel, so hat dieser Bericht (hoffentlich) gezeigt, bietet immense Chancen für Mensch und Tier.
Und nicht nur das: Auch die hiesige Digitalwirtschaft bzw. Industrien, die sich im Zuge des IoT-Trends zunehmend als Digitalanbieter positionieren, können von diesem Wandel profitieren. Dahinter stehen schließlich gewaltige Investitionssummen. Nicht umsonst rangiert „Smart Agriculture“ unter den Top-10-IoT-Anwendungsfeldern, wie jüngst in einem Beitrag hier auf dem QSC-Blog berichtet wurde. An die Adresse der Bildungsministerin gerichtet möchte ich noch hinzufügen: Eine Vorreiterrolle der deutschen Landwirtschaft in diesem Feld dürfte auch die Exportchancen der hiesigen Digitalwirtschaft erhöhen. Denn der Fachkräftemangel dürfte über kurz oder lang auch andere, stärker agrarwirtschaftliche geprägte Länder vor ernsthafte Herausforderungen stellen.
Allerdings ist der digitale Wandel kein Selbstläufer – weder für die Kunden noch für die Technologieanbieter und Dienstleister. Im Gegenteil: Der weitere Bericht meines Freundes verdeutlichte mir, dass die Digitalisierung in einem mittelständischen (Landwirtschafts-)Unternehmen einer Operation am offenen Herzen gleichkommt. Damit einher gehen neue Risiken und Abhängigkeiten. Dies wird dann Thema im zweiten Teil der Beitragsserie.
Bis dahin freue ich mich auf Ihre Kommentare, Anmerkungen und vielleicht auch Ihre eigenen Erfahrungsberichte zu diesem Thema.
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