#Chip Happens-Podcast: Staffel 4, Folge 5 | Chips in der Lebensmittelproduktion
Der Podcast »Chip Happens – Kleine Dinge, die alles verändern« von Chipdesign Germany beleuchtet die Bedeutung von Mikroelektronik, Sensorik, Funktechnologien und künstlicher Intelligenz für die Bewältigung gesellschaftlicher, wirtschaftlicher und technologischer Herausforderungen. In der vierten Staffel mit dem Titel »Farm to Fork« steht die gesamte Wertschöpfungskette der Ernährung im Fokus. Die Staffel untersucht, wie technologische Innovationen von der landwirtschaftlichen Erzeugung über die Verarbeitung bis zum Endverbrauch dazu beitragen können, die Lebensmittelproduktion und -versorgung langfristig zu sichern.
Staffel 4, Folge 5 | Chips in der Lebensmittelproduktion
Die fünfte Episode beleuchtet die zunehmende Digitalisierung und Vernetzung in der Lebensmittelproduktion sowie im traditionellen Handwerk. Im Mittelpunkt stehen zwei konkrete Anwendungsfelder: die zuverlässige Vernetzung großer Sensornetze mit der Funktechnologie mioty® und die datenbasierte, KI-gestützte Digitalisierung des Bäckerhandwerks. Angesichts von globalem Preisdruck, steigenden Kosten und akutem Fachkräftemangel bieten Mikroelektronik und Softwarelösungen wichtige Hebel zur Effizienzsteigerung, Ressourcenschonung und Qualitätssicherung
Als Experten im Gespräch sind René Dünkler, der am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS im Bereich drahtloser IoT-Technologien forscht, sowie Malte Pfahl, Gründer und Geschäftsführer des Digitalisierungsberatungsunternehmens Backdigital, das Bäckereibetriebe bei ihrer technologischen Transformation unterstützt.
Worum geht es in der Folge?
René Dünkler über das Internet der Dinge und drahtlose Vernetzung in Produktion und Landwirtschaft |
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Situation: |
In der modernen Lebensmittelproduktion und Agrarwirtschaft erfassen große, räumlich verteilte Sensornetze kontinuierlich Daten über Produktionsprozesse, Umweltparameter und Logistikabläufe. Damit diese Informationen für Überwachung, Steuerung und Optimierung genutzt werden können, müssen die Sensoren ihre Daten zuverlässig und energieeffizient drahtlos übertragen. |
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Problemstellung: |
Bestehende Funktechnologien stoßen an ihre Grenzen, wenn Millionen von Sensoren auf engem Raum oder über extrem weite Distanzen vernetzt werden sollen. Zudem führen Störfaktoren in industriellen Umgebungen oder topografische Hindernisse im ländlichen Raum häufig zu Datenverlusten, während die Stromversorgung autarker Sensoren über lange Zeiträume hinweg oft ungelöst bleibt. |
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Lösungsansätze / Innovationspotenziale: |
Die am Fraunhofer IIS entwickelte Low-Power-Wide-Area-Network-Technologie mioty® adressiert diese Herausforderungen mit dem sogenannten Telegram Splitting Multiple Access, kurz TSMA. Dabei werden Datenpakete in viele kurze Subpakete aufgeteilt, zeitlich und über unterschiedliche Frequenzen verteilt übertragen und an der Basisstation wieder zusammengesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht eine besonders störungsrobuste, energieeffiziente und skalierbare Datenübertragung. Je nach Umgebung können Reichweiten von bis zu 15 Kilometern erreicht werden. Eine einzelne Basisstation kann Tausende Endgeräte anbinden und Millionen von Nachrichten pro Tag verarbeiten. Erste Praxisanwendungen existieren bereits im industriellen Produktionsumfeld in Kooperation mit dem IO-Link Konsortium, bei der automatisierten Bewässerungssteuerung im regionalen Gemüseanbau sowie bei der Qualitätsüberwachung in der Backwarenindustrie. |
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Weiterer Forschungs-/Entwicklungsbedarf: |
Das Industriekonsortium mioty® Alliance arbeitet an der breiten Marktdurchdringung der Technologie in kritischen Infrastrukturen und Agrarbetrieben. Seitens der Fraunhofer-Forschung stehen die native Ortung und Lokalisierung über das Funksignal, die Integration von Energy-Harvesting-Ansätzen zur völlig autarken Energieversorgung sowie die Erweiterung des Systems auf Satellitenkommunikation im Rahmen eines 3D-Netzwerks im Fokus. |
Malte Pfahl über die Digitalisierung des Bäckerhandwerks |
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Situation: |
Das traditionelle Bäckerhandwerk ist ein komplexes Ökosystem, das Produktion, Verwaltung und Filialverkauf in einem Betrieb vereint und stark durch individuelle, historisch gewachsene Strukturen geprägt ist. |
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Problemstellung: |
Das traditionelle Bäckerhandwerk ist ein komplexes Ökosystem, das Produktion, Verwaltung, Logistik und Filialverkauf innerhalb eines Betriebs verbindet. Viele Bäckereien sind durch individuelle, historisch gewachsene Prozesse, Systeme und Verantwortlichkeiten geprägt. |
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Lösungsansätze / Innovationspotenziale: |
Durch die Implementierung einer softwarebasierten Warenwirtschaft und die Verknüpfung historischer Betriebsdaten mit externen Faktoren wie Wetterprognosen oder Ferienzeiten lassen sich präzise KI-gestützte Produktionspläne erstellen. In der Backstube optimieren sensorikgestützte Öfen die Backprozesse zur Reduktion von Energiekosten. Zudem entlasten Technologien wie automatisierte Wagen, digitale Verteilersysteme und robotergestützte Ultraschallschneidetechnik das Personal und minimieren den Ausschuss. Im Verkauf zeigen Pilotprojekte wie vollautonome Filialen auf Sylt, wie Kamera- und Verwiegetechnik Bezahlprozesse digitalisieren, während das Personal für die Kundenberatung frei wird. |
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Weiterer Forschungs-/Entwicklungsbedarf: |
Aufgrund der hohen Heterogenität der Betriebe existiert kein allgemeingültiges Patentrezept für die Digitalisierung des Bäckerhandwerks. Der zukünftige Bedarf liegt in modularen und individuell anpassbaren Digitalisierungsstrategien, die den konkreten Mehrwert für den jeweiligen Betrieb bewerten, bestehende Warenwirtschafts-, Kassen- und Produktionssysteme einbeziehen und neue Lösungen nahtlos in die vorhandenen Prozesse integrieren. |
Die fortschreitende Integration von Mikroelektronik in die Erzeugung und Verarbeitung von Lebensmitteln verdeutlicht, dass technologische Innovationen längst kein Privileg der Großindustrie mehr sind. Low-Power-Wide-Area-Netzwerke wie MIOTY schaffen die Infrastruktur für eine lückenlose, datengestützte Prozessüberwachung, die Ressourcen schont und Lieferketten resilienter gestaltet. Gleichzeitig zeigt die Transformation des Bäckerhandwerks, dass Digitalisierung im traditionellen Gewerbe gezielt als Werkzeug gegen den Fachkräftemangel und den Kostendruck eingesetzt werden kann, ohne den Kern des Handwerks zu verdrängen. Die intelligente Verknüpfung von Sensorik, Hardware und Software sichert langfristig die Wirtschaftlichkeit und Qualität in der Lebensmittelproduktion.
Hier geht es zur fünften Folge der vierten Staffel
In der kommenden Episode von »Chip Happens« geht es um den Weg der Waren vom Acker bis auf den Teller sowie um technologische Lösungen für Logistik, Rückverfolgbarkeit und Echtheitsnachweise.
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