Lignum Holzwirtschaft Schweiz

Digitale Technologien durchdringen den Wald erst langsam

Christian Rosset und Martin Ziesak lehren beide an der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL in Zollikofen. Welche Chancen sehen sie für die digitale Transformation der Waldwirtschaft?

Aus Sicht der technischen Produktion sind Forstmaschinen im Hinblick auf die digitale Transformation als besonders bedeutsame Komponenten zu betrachten. Sie sind bereits jetzt in hohem Mass mit Sensoren ausgestattet, verfügen teilweise über eigene Onboard-Computer und bieten damit erste Elemente für eine Digitalisierung. Dadurch stellen sie einen guten Ausgangspunkt zur Weiterentwicklung zu smarten, vernetzten Maschinen nach Industrie-4.0-Sichtweise dar.
Bild René Lauper, Oberdorf

 

Wir sprechen über die Initiative Wald & Holz 4.0, welche die Berner Fachhochschule lanciert hat. Was verstehen Sie unter Wald & Holz 4.0 in bezug auf die Forstwirtschaft?
Martin Ziesak: Im Kern der vierten industriellen Revolution steckt die intelligente und umfassende Vernetzung von Komponenten und Akteuren, von Produkten und Maschinen, von Services und Prozessen. Als charakterisierend wird oft die sich daraus ableitende riesige Datenmenge – Big Data – oder auch die direkte Vernetzung der Dinge im Internet of Things gesehen. In der Auswirkung ist für die Forstwirtschaft damit zu rechnen, dass sich neue Denkansätze etablieren, althergebrachte Strukturen überwinden lassen und neue Geschäftsmodelle verbreiten könnten.

Welche Motivation gab es für die Teilnahme der HAFL an dieser Initiative?
Martin Ziesak: In der Wald- und Holzwirtschaft gibt es einige übergeordnete Aspekte, welche die Branche bedrohen. Es gibt den Klimawandel, der sich auf das Vorkommen bestimmter wirtschaftlich bedeutender Baumarten, zum Beispiel der Fichte, auswirken wird. Das hat sowohl für das Geschäftsmodell der Holzindustrie als auch für die Gestaltung des Waldbildes grosse Konsequenzen.
Der Klimawandel erzeugt auch Druck durch Waldschäden wie Windwurf, Schneebruch oder Käferbefall, die für die tägliche Arbeit bis hin zur Holzernte Mehraufwand zur Folge haben werden. Der Normaleinschlag wird eher zur Ausnahme. Man ist deshalb gezwungen, Geschäftsmodelle und Aktionsmuster zu überdenken, um die Zukunft der Branche zu sichern. Wald-&-Holz-4.0-Konzepte sind ein probates Mittel dafür.
Doch ist es eine Realität in unserer Branche, dass die Digitalisierung an manchen Stellen noch viel Potential hat und weiterentwickelt werden muss, bevor man mit 4.0-Konzepten aufsetzen kann. Deshalb war es für die HAFL wichtig, sich an dieser Initiative zu beteiligen.

Christian Rosset: Nicht nur das Klima, auch die Gesellschaft verändert sich, und es stellt sich die Frage, ob man den Veränderungen reaktiv oder proaktiv begegnen will. Gleichzeitig können wir von der starken und vielfältigen Entwicklung im Bereich der neuen Technologien profitieren. Die Sensorik beispielsweise ermöglicht ein klareres und dynamischeres Bild des Waldes als früher. Dieses wiederum ist die Grundlage für ein Waldmonitoring, das aufgrund der Datenlage bisher so nicht möglich war.
Obwohl die Technologien so neu gar nicht sind, sind sie in der Branche noch nicht weitverbreitet. Der Bedarf ist aber vorhanden. Die Initiative bietet die Gelegenheit, sowohl ein Netzwerk innerhalb der Waldbranche aufzubauen als auch den Austausch der Holzwirtschaft und das gegenseitige Verständnis zu fördern. Eine stärkere Vernetzung wäre sehr wertvoll. Dazu wiederum können neue Technologien und die Gedanken von Industrie 4.0 beitragen.

Gibt es branchenspezifische Besonderheiten, die im Zusammenhang mit der digitalen Transformation einen Einfluss haben? 
Martin Ziesak: Wenn man von  Industrie 4.0 auf Wald & Holz 4.0 schwenkt, erkennt man, dass die industrielle Fertigung in einem konzentrierten, geschützten, Raum stattfindet. Im geschützten Raum weiss ich genau, wo was passiert. Es gibt eine technische Infrastruktur, es ist trocken und warm, Smartphones funktionieren immer. Das ist in der Primärproduktion grundsätzlich anders. Die Arbeit erfolgt auf der Fläche, die örtliche Zuordnung ist nicht automatisch gegeben. In der Regel gibt es keine Infrastruktur. Kabelgebundene Netzwerke und WLAN-Verbindungen wie in der Produktion sind nicht überall vorhanden, und ein flächendeckendes Mobilfunknetz ist oftmals auch nicht verfügbar. So können keine Agenten im Internet miteinander kommunizieren.
Auch die Produktionszeiträume unterscheiden sich natürlich deutlich von jenen der Industrie: Während wir dort von wenigen Jahren sprechen, müssen wir in der Waldwirtschaft mindestens in Menschengenerationen denken. Es braucht also Konzepte, die viel länger in die Zukunft weisen. Das spielt auch bei der Datenhaltung eine Rolle.

Christian Rosset: Wir arbeiten mit der Natur. Die Waldökosysteme sind hochkomplex, jeder Baum ist einzigartig. Die Auswirkungen eines Eingriffs sind aufgrund des langsamen Baumwachstums oft erst nach einigen Jahren sichtbar. Dazu kommen unerwartete, kurz- und langfristig auftretende Ereignisse wie Stürme oder der Klimawandel, die unsere bisherigen Kenntnisse über Waldökosysteme infrage stellen. Die biologische Produktion ist entsprechend mit vielen Unsicherheiten behaftet. Es ist nicht leicht, sie zu optimieren. Wir sind in einem ständigen Lernprozess, der uns ermöglicht, die Waldökosysteme immer besser zu verstehen.

Wo sehen Sie demnach das grösste Potential für die digitale Transformation in der Forstwirtschaft?
Christian Rosset: Ausgehend von der biologischen Produktion ist sicher das Management interessant, weil die Daten detaillierter und aktueller sind als früher. Der Wald liesse sich viel differenzierter und präziser bewirtschaften. Man könnte auch die Erfolgskontrolle der waldbaulichen Massnahmen ausbauen und entsprechend die biologischen Produktionskonzepte laufend verbessern. Industrie-4.0-Konzepte können auch hilfreich sein, um trotz langer Produktionszeiträume stärker nachfrageorientiert arbeiten und die vorhandenen Holzressourcen besser in Wert setzen zu können.

Martin Ziesak: Aus Sicht der technischen Produktion sind Forstmaschinen im Hinblick auf die digitale Transformation als besonders bedeutsame Komponenten zu betrachten. Sie sind bereits jetzt in hohem Mass mit Sensoren ausgestattet, verfügen teilweise über eigene Onboard-Computer und bieten damit erste Elemente für eine Digitalisierung. Dadurch stellen sie einen guten Ausgangspunkt zur Weiterentwicklung zu smarten, vernetzten Maschinen nach Industrie-4.0-Sichtweise dar. Weiteres Potential bieten auch der Bereich der Arbeitssicherheit oder die durchgängige Vernetzung der Holzerntekette. Dazu läuft in Deutschland gerade ein Projekt mit wichtigen und grossen Akteuren an.

Welches sind bisher die wesentlichsten Erkenntnisse aus der Initiative Wald & Holz 4.0?
Christian Rosset: Der Aufbau des Netzwerks und der Austausch mit der Holzwirtschaft waren ein sehr wichtiger Teil der Initiative. Wir stehen am Anfang des Prozesses. Vieles ist möglich, vieles noch unklar. Der Austausch ist zentral, um Klarheit zu schaffen, was die Wald- und Holzwirtschaft gemeinsam erreichen könnte.

Martin Ziesak: Mit der Initiative erfolgte ein erster Schritt, die grundlegenden Konzepte und Methoden von Industrie 4.0 aufzugreifen und auf den Schweizer Branchencluster Wald und Holz zu übertragen Durch die breite Vertretung der Basis hat sie Bewusstsein für das Thema in der Branche geschaffen und möglichen und erhofften Folgeaktivitäten den Weg geebnet. Doch muss man nun dranbleiben, die Initiative darf nicht der Schlusspunkt sein. Das Thema muss gemeinsam mit allen Akteuren in die Umsetzung kommen.

Welches sind für Sie die grossen Themen mit Blick auf die digitale Transformation in der Waldwirtschaft in den nächsten Jahren? 
Christian Rosset: Für mich ist es ganz klar die Vernetzung. Es gibt viele IT-Tools, die jedoch oft Insellösungen sind. Die grosse Herausforderung wird sein, sie zu vernetzen, um die Komplexität der Waldbewirtschaftung noch besser im Griff zu haben und die biologische Produktion zu optimieren. Auch die Integration von neuen Technologien, etwa von Drohnen, wird ein Thema bleiben.

Martin Ziesak: Mittelfristig sehe ich Handlungsbedarf bei der Etablierung von zukunftsfesten Standards. Diese Standards fehlen bislang. Wir brauchen eine Architektur und, damit die Kommunikation funktioniert, eine für die Branche taugliche Semantik dahinter. Einzellösungen sind für die Gesamtintegration möglicherweise zu kurz gedacht. Deshalb ist es sehr wichtig, die Entwicklung gemeinsam mit Praxispartnern zu verfolgen. Durch die Zugkraft von Industrie 4.0 gibt es Bewegung auf dem Markt. Ebenso ist ein international breit abgestütztes Vorgehen vorzuziehen, wo immer es möglich ist: sowohl auf der Ebene der Wissenschaft als auch auf der Ebene der Politik und Geldgeber. Landesspezifische Standards nachgängig europaweit zu harmonisieren, ist mühsam. Also sollten Vernetzungen zum ‹Kompetenzzentrum Wald und Holz 4.0› in Deutschland  und  zur Kooperation ‹Forest 4.›» zwischen Deutschland und Österreich geschaffen werden.


Links www.wh40.ch | www.bfh.ch/hafl

 


Die Gesprächspartner
Martin Ziesak ist seit 2012 Professor für forstliches Ingenieurwesen an der BFH-HAFL. Er leitet das Fachgebiet ‹Forstliche Produktion› und vertritt die Themenfelder Verfahrenstechnik, Walderschliessung und Arbeitswissenschaft.
Christian Rosset ist seit 2008 Professor an der BFH-HAFL, zuerst für forstliche Planung und GIS, seit 2013 für Waldbau und forstliche Planung. Er ist Leiter der Fachgruppe Wald und Gesellschaft.