CLAAS toont op de Agritechnica 2023 met Innovation Lab duurzame en autonome techniek voor de landbouw van morgen en overmorgen

Harsewinkel, november 2023. Met een nieuwe beursstand en een groot aantal nieuwe producten gaat CLAAS op de Agritechnica van dit jaar een dialoog met klanten aan die geheel op de toekomst is gericht. Naast de presentatie van nieuwe producten in de Innovation Alley midden in de beursstand geeft het Innovation Lab inzicht in de landbouwtechniek van de toekomst, die zich kenmerkt door duurzaamheid,  geavanceerde automatisering en autonomie.

Met een innovatieve beursstand en een gemoderniseerde, nog klantvriendelijkere ambiance slaat CLAAS een geheel nieuwe weg in op de Agritechnica, de wereldwijd toonaangevende beurs voor landbouwtechniek. Op een oppervlak van meer dan 5800 m²  krijgen bezoekers niet alleen bekende CLAAS producten en noviteiten als de EVION, DISCO 9700 en XERION 12-serie te zien, maar wordt ook uitgebreid inzicht gegeven in de ontwikkeling van cabines/HMI, autonomie en alternatieve aandrijvingen. In het Innovation Lab kunnen geïnteresseerde agrariërs, ondernemers van loonbedrijven, studenten en stagiairs verschillende technologieën van de toekomst van heel dichtbij beleven en daarover met CLAAS medewerkers discussiëren. Kortom, in het Innovation Lab draait alles om innovatie, discussie en feedback. Sommige van deze getoonde projecten zullen op de korte of middellange termijn het levenslicht zien in serieproducties en zijn inmiddels al met een zilveren Agritechnica Award bekroond. Een aantal andere projecten is daarentegen bedoeld om wellicht op de lange termijn in productie te worden genomen.

Autonoom XERION demonstratiemodel. Grote tractor voor geavanceerd geautomatiseerde en autonome werkzaamheden

Op Agritechnica 2023 toont CLAAS voor het eerst een prototype van een autonome, grote tractor. Daarvoor werd een XERION 12.590 TERRA TRAC niet alleen uitgerust met speciale sensoren zoals LIDAR en camerasystemen, maar ook met techniek voor het plannen van rijsporen en procesbewaking. Op dit moment wordt met een aantal andere machines verdere studies uitgevoerd en worden bovendien diverse componenten in de praktijk op percelen getest.

Geavanceerde automatisering en autonomie zijn centrale, globaal relevante thema’s in een groot aantal toepassingsgebieden in de landbouw. CLAAS ontwikkelt zelf en in combinatie met partners in het samenwerkingsverband 3A – ADVANCED AUTOMATION & AUTONOMY technologieën voor autonome landbouwwerkzaamheden. Een van de toepassingen die daarbij een hoge prioriteit heeft is bodembewerking met grote tractoren. “Grote tractoren die zijn uitgerust voor sterk geautomatiseerd en autonoom werk zijn vooral interessant voor landbouwbedrijven die niet volledig gebruik kunnen maken van een conventionele AgBot of waarvan het machine- en werktuigenpark niet aansluit bij de prestatiekenmerken van de AgBot”, legt Christoph Molitor, hoofd technologiemanagement bij CLAAS, uit. “Naast het algemene tekort aan geschoolde arbeidskrachten in de landbouw, zien we weersgerelateerde oogstvertragingen en mechanische gewasverzorging als factoren die leiden tot een grotere behoefte aan arbeidskrachten of een grote vraag naar werkcapaciteit. Een hoge mate van automatisering en autonomie kan helpen om dergelijke werkpieken en arbeidsintensieve landbouwprocessen te verlichten.”

Op het Innovation Lab presenteert CLAAS met de XERION 12.590 TERRA TRAC een demonstratiemodel voor geavanceerd geautomatiseerde en autonome landbouwwerkzaamheden met Autonomy Co-Pilot en Autonomy Pilot.

De in het Innovation Lab tentoongestelde XERION 12.590 TERRA TRAC met Autonomy connect is technisch uitgerust voor geavanceerde automatisering (Autonomy connect Co-Pilot) en autonomie (Autonomy connect Auto-Pilot). Co-Pilot behelst verregaande automatisering van het werkproces, inclusief de planning met Autonomy connect, dat volledig in het CLAAS connect platform kan worden geïntegreerd. Bij Co-Pilot voert de chauffeur vrijwel uitsluitend de bewaking van de machine uit. Alle functies en instellingen van de tractor en het betreffende aanbouwwerktuig zijn van tevoren gepland en worden volledig automatisch door de combinatie van de tractor en het aanbouwwerktuig uitgevoerd. De chauffeur kan desalniettemin direct ingrijpen in het werkproces en vanuit de cabine verder optimaliseren. Autonomy Pilot wordt daarentegen gebruikt voor volledig autonome werkzaamheden zonder chauffeur in de cabine. De werkzaamheden worden op dezelfde manier gepland als bij Autonomy Co-Pilot. De tractor zelf is echter uitgerust met LIDAR, met speciale camerasystemen om de omgeving te kunnen waarnemen en eveneens voorzien van veiligheidstechnologie om bijvoorbeeld automatisch te kunnen remmen. De planningstool Autonomy connect kan na de marktintroductie volledig in het CLAAS connect internetportaal worden opgenomen, zodat er heel eenvoudig en snel mee kan worden gewerkt in de dagelijkse praktijk,  zonder dat er nog een extra portaal gebruikt hoeft te worden.

De eveneens op het Innovation Lab getoonde Amazone Cenius cultivator is voor geavanceerd geautomatiseerde en autonome werkzaamheden uitgerust met Amazone AutoTill-technologie. Hiermee worden de werklocatie, werkdiepte en het toerental van de assen bewaakt. Ook wordt deze technologie gebruikt om het verlies van scharen en opeenhoping van materiaal bij de tanden te detecteren. De door de cultivator verzamelde gegevens worden vergeleken met die van de tractor, om bijvoorbeeld bij een dreigende verstopping de rijsnelheid te verminderen of de cultivator iets omhoog te laten komen wanneer de assen te veel doorslippen.

AgXeed, thermalDRONES en CLAAS Saulgau koppelen geavanceerd geautomatiseerd en autonoom maaien aan redden van wild met behulp van drones

Drones met warmtebeeldcamera’s zijn inmiddels in de praktijk een gebruikelijk, veilig en effectief middel om kort voor het maaien van grasvelden, weides en GPS-bestanden broedplaatsen en jong wild, met name reekalven, op te sporen. Er wordt meestal gezocht aan de hand van live beelden, waarbij de deelnemers na detectie van een warmtebron de betreffende dieren van het perceel kunnen verwijderen of de locaties van vind- en broedplaatsen markeren.

CLAAS, thermal DRONES en AgXeed hebben hiervoor hun kennis en expertise gebundeld en gezamenlijk een drone-interface ontwikkeld voor autonoom maaien. Hierbij worden de gegevens van een dronevlucht eerst opgeslagen, die vervolgens met behulp van AI-software worden geanalyseerd om daarna samen met de betreffende GPS-locatiegegevens aan de procesplanningstool te worden overgedragen. In deze tool worden de gegevens in de routeplanning opgenomen, zodat met de autonome maaitechniek een veiligheidszone kan worden aangehouden rondom de vindplaatsen van wild. Deze procedure wordt vooral toegepast op percelen waarop broedplaatsen van beschermde soorten voorkomen. Agrariërs en ondernemers van loonbedrijven kunnen de verrichtingen van de machines op de AgXeed-portal live op een smartphone, tablet of pc volgen. Op deze wijze wordt bij het gebruik van autonome maaiers niet alleen voldaan aan de eisen voor hoge capaciteit maar ook aan de bescherming van wild. Bovendien kan op deze wijze het volledige maaiproces worden gedocumenteerd als bewijsvoering.

Schematische voorstelling van de gegevensroutes voor geautomatiseerd en autonoom maaien naar aanleiding van een dronescan. 

Deze technologie komt niet alleen goed van pas bij het gebruik van autonome agrarische robots, maar is ook geschikt voor autonoom rijdende tractoren en tractoren en oogstmachines met een chauffeur en stuursysteem waarmee op een van tevoren gepland traject werkzaamheden worden verricht. Daarmee vormt deze procedure nu al een aantrekkelijke oplossing voor klanten. Er wordt bovendien voor gezorgd dat de POI-gegevens van de vindplaatsen van wild alleen binnen de van tevoren vastgestelde perceelgrenzen worden verzameld. Gegevens over de betreffende perceelgrenzen kunnen uit het bestaande farmmanagementsysteem worden overgenomen. Mochten dergelijke gegevens echter niet aanwezig zijn, dan kan de dronepiloot zelf de perceelgrenzen op het beeldscherm  markeren. 

Dankzij vooraf met thermalDRONES-technologie waargenomen wild en broedplaatsen met een drone kunnen autonome robots en tractoren deze tijdens het maaien omzeilen.

SCORPION 732e. Prototype van een elektrische telescooplader voor lokaal emissievrije, stille overslagwerkzaamheden

Op het gebied van alternatieve aandrijvingen staat CLAAS in principe open voor uiteenlopende technologieën en is daarbij heel sterk op de klant gericht. Hoewel in het hogere vermogenssegment verbrandingsmotoren met duurzame brandstoffen als HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) ook op de middellange termijn superieur zullen blijven als het om energiedichtheid en tankinfrastructuur gaat, is er in het lagere segment duidelijk potentieel aanwezig voor elektrische, lokaal emissievrije aandrijvingen met accu’s. Dit geldt met name voor het uitvoeren van overslagwerkzaamheden, gemeentelijke toepassingen en werkzaamheden in de directe omgeving van het erf.

Telescoopladers zijn veelzijdige machines voor het nauwkeurig heffen van zware lasten, laden van aanhangwagens, vullen van biogasinstallaties en stapelen van hooibalen. Een elektrische telescooplader als de CLAAS SCORPION 732e, die samen met Liebherr werd ontwikkeld, biedt dan ook een groot aantal voordelen. Deze machine is heel stil en werkt lokaal emissievrij, wat zowel de mens als het vee in de stallen ten goede zal komen. Met twee onafhankelijke elektrische aandrijvingen van elk 90 kW, een modulair opgebouwde accu van 64 kWh waarmee vier uur kan worden doorgewerkt en een onboardoplader van 22 kW beschikt de CLAAS SCORPION 732e over ruimschoots voldoende vermogen en flexibiliteit. De maximale trekkracht bedraagt 53kN, de maximumsnelheid 30 km/h. Om de accu op te laden kan een agrariër zelf opgewekte stroom gebruiken, afkomstig uit een fotovoltaïsch systeem of biogasinstallatie.

Met het prototype van de SCORPION 732e kan vier uur ononderbroken worden doorgewerkt. Dankzij de onboard-oplader van 22 kW kunnen agrariërs stroom uit een eigen fotovoltaïsch systeem of biogasinstallatie gebruiken om de accu op te laden.

Gedeeltelijk geëlektrificeerde maaidorser voor gelijkmatige motorbelasting en lager brandstofverbruik

Tijdens het oogsten hebben maaidorsers vaak te maken met uiteenlopende oogstomstandigheden, zoals een ongelijkmatige graan- of stro-opbrengst, doorgroei of een oneffen perceel. Hierdoor moeten zowel de aandrijving als aggregaten steeds opnieuw worden afgestemd om een zo hoog mogelijke productiviteit, oogstkwaliteit en efficiëntie te kunnen bereiken. Vooral vanuit het oogpunt van efficiëntie, maar ook met betrekking tot een optimale afscheiding en reiniging, wordt gestreefd naar een continu hoge belasting van de aandrijving zonder grote toerentalschommelingen en een doorlopend gelijkmatige gewasstroom. Vanwege de uiteenlopende oogstomstandigheden is dit echter nauwelijks haalbaar.

Met behulp van een door CLAAS ontwikkelde en in de praktijk geteste gedeeltelijk geëlektrificeerde aandrijving op de maaidorser, kunnen piekbelastingen worden gladgestreken en neemt de efficiëntie aanzienlijk toe. Bij eenvoudige oogstomstandigheden wordt het motorvermogen dat niet voor de maaidorser benodigd is via een dynamo omgezet in elektrische energie en in de accu opgeslagen. Bij zware oogstomstandigheden, bijvoorbeeld op bepaalde delen van een perceel met een hoge opbrengst  of bij het overladen tijdens de rit, wordt de opgeslagen elektrische energie in de accu door de elektromotor gebruikt als klassieke ‘boost’ voor de verbrandingsmotor. Op deze manier kunnen belastingspieken een aantal seconden lang worden overbrugd. Dankzij de automatische lastverdeling kan de capaciteit van de maaidorser continu optimaal worden benut.

Dankzij dit feature kan voor de maaidorser een kleinere verbrandingsmotor met een lager vermogen van circa 400 kW worden gebruikt. Samen met de krachtige elektromotor van 40 kW en een accu van 3 kWh met een 48 V-inverter  wordt met een laag toerental van 1600 t/min gewerkt in plaats van 1800 t/min. Tijdens praktijktests kon met deze gedeeltelijk geëelektrificeerde, hybride maaidorser het brandstofverbruik tot 10 procent worden verminderd.

De elektrische aandrijving werkt op laagspanning (contactspanning < 60 V) waardoor minder complexe veiligheidsvoorzieningen zijn vereist ten opzichte van aandrijvingen met hogere spanningen. Onderhoudswerkzaamheden kunnen dan ook zonder verdere veiligheidsmaatregelen en zonder speciale opleiding worden uitgevoerd.

Cabine 4.0 en Cab10Future. Een blik in de toekomst van de werkplek voor de chauffeur op oogstmachines en tractors

Om de capaciteit van complexe oogstmachines volledig te kunnen benutten, worden chauffeurs nu al ondersteund door uiteenlopende automatische assistentiesystemen. In de komende jaren zal de mate van automatisering alleen maar verder toenemen. Daarbij zal een fase worden bereikt waarin chauffeurs, ondanks de vereiste bewaking, veel te weinig te doen zullen hebben en daardoor sneller vermoeid raken. Vanuit die optiek moet de cabine van een oogstmachine in de toekomst ervoor zorgen dat een chauffeur naast de machine-specifieke taken ook andere werkzaamheden uit kan voeren.

Het studieproject ‘4.0 – OnField‘ toont aan de hand van ultramoderne technologie zoals joystickbesturing, waarneming van de conditie van de chauffeur en eyetracking, hoe een toekomstige werkplek eruit zou kunnen zien. De cabine beschikt hiervoor over een nieuwe uitrusting met een internetaansluiting en diverse interfaces tussen mens en machine zoals camera’s, head-up displays, toetsenborden en nog veel meer. Met behulp van deze uitrusting kan het belastingsniveau van de chauffeur continu worden waargenomen en wordt communicatie in twee richtingen opgebouwd. Wanneer een chauffeur bijvoorbeeld heel weinig te doen heeft, geeft het systeem aanbevelingen om bepaalde handelingen of bezigheden te verrichten.

De basis daarvoor is een virtuele assistent die door een eyetracker in de cabinehemel wordt ondersteund. Zodra vermoeidheid bij de chauffeur wordt waargenomen, wordt deze daarop aangesproken en geattendeerd op handelingen die moeten worden verricht. Voor deze aanbevelingen kan de chauffeursstoel in drie standen worden gezet. In de werkstand staat de stoel recht naar voren. Voor ontspanning is de stoel naar links gedraaid, zodat de chauffeur bijvoorbeeld lichte gymnastiekoefeningen kan uitvoeren om te revitaliseren. Daarnaast kan via het head-up display informatie worden opgevraagd voor ontspanning, instructievideo’s worden bekeken of privéwerkzaamheden worden uitgevoerd.

In de kantoorstand is de stoel naar rechts gedraaid, waardoor het head-up display op de rechter zijruit zichtbaar is. Er kan dan ook een mobiel toetsenbord met trackpad tussen de armsteunen worden aangebracht om bijvoorbeeld e-mails te verwerken, op het internet te surfen of uiteenlopende werkzaamheden in het bedrijfsmanagementsysteem uit voeren. Dergelijke werkzaamheden zouden anders extra kantoortijd vergen en de vrije tijd van bedrijfsleiders beperken.

Cabine 4.0 is een studieproject waarbij vijf bedrijven betrokken zijn voor de ontwikkeling.

De belangrijkste voorwaarde voor succesvol gebruik van de nieuwe functies van cabine 4.0 is dat een oogstmachine is uitgerust met een automatische bewaking van de directe omgeving. Zodra een dergelijk systeem obstakels waarneemt, wordt de chauffeur er tijdig op geattendeerd om de ontspannings- of kantoorstand te verlaten om de aansturing van de machine te bewaken.

Bij de ontwikkeling van cabine 4.0 zijn vijf bedrijven en instituten betrokken: het  Institut für Technologie uit Karlsruhe, het Institut voor Agrartechnik van de universiteit Hohenheim, InMach Intelligente Maschinen GmbH, Budde Industrie Design GmbH en CLAAS Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH. De ontwikkeling van cabine 4.0 wordt gesubsidieerd door het Duitse Ministerie voor Educatie en Onderzoek in het kader van ‘agrarische systemen voor de toekomst’. Dit project werd in 2019 opgestart. In het kader van speciale workshops voor doelgroepen met chauffeurs en bedrijfsleiders is inmiddels een hoge mate van acceptatie gebleken.

Cab10Future is de lange termijn visie van CLAAS van een cabine voor tractoren en oogstmachines.

Met de CAB10Future toont CLAAS een eigen visie voor de cabine van de toekomst: Een comfortabelere werkruimte met een stoel die tot 60 graden in beide richtingen kan draaien om van dichtbij te kunnen werken. Met intelligente verlichting voor een meer ontspannen werkomgeving, grote schermen in het focusgebied aan de voorzijde voor volledige digitalisering, duurzame constructies met eenvoudig vervangbare slijtgevoelige modules en het gebruik van recyclebare materialen. Dankzij de transparante A-zuilen met camera’s en displays die de directe omgeving weergeven en de ontbrekende stuurkolom (autonoom rijden), ervaart de gebruiker een indrukwekkende ruimtebeleving. 360° buitenverlichting vereenvoudigt de externe communicatie van de machine.

Grote displays, imposant zicht rondom, recyclebare materialen en een hoogwaardige afwerking zijn kenmerkend voor het interieur van Cab10Future.