Die Fahrerkabine 4.0

Videos anschauen, Messengerdienste nutzen, E-Mails schreiben oder Büroarbeiten erledigen – fast könnte man meinen, beim Projekt Fahrerkabine 4.0 ist nichts unmöglich. Aber Scherz beiseite – Hauptziel des Projekts ist es, eine Arbeitsumgebung zu schaffen, in der die Fahrer auch in Zukunft zufrieden sind und möglichst effizient arbeiten können. Dabei ist die Ausgangssituation v. a. davon geprägt, dass die Automatisierung von Maschinenfunktionen insbesondere bei den Mähdreschern weiter zunimmt. Doch damit geht auch einher, dass die Fahrer immer weniger zu tun haben, sodass sie müde werden oder sich unterfordert fühlen könnten. Deshalb geht das Projekt der Frage nach, wie die Kabine gestaltet sein sollte, damit die Fahrer zusätzlich zu ihren Hauptaufgaben auch andere Tätigkeiten ausüben können.

Praxis befragt

Im ersten Projektabschnitt führten die Entwickler zahlreiche Interviews mit Mähdrescherfahrern, Betriebsleitern und Lohnunternehmern durch. Außerdem erfolgten Videoanalysen und CAN-Bus-Untersuchungen an Mähdreschern, während sie im Ernteeinsatz waren. Aus diesen Informationen konnten typische Fahrerprofile (z. B. Fahrer, Betriebsleiter, Lohnunternehmer) abgeleitet werden. Zum anderen ergab sich daraus, welche alternativen Tätigkeiten für die jeweiligen Fahrertypen in der Kabine sinnvoll sind.

Im zweiten Projektabschnitt erfolgte die Entwicklung einer völlig neuen Kabinenausstattung, die anschließend als „Demonstrator“ bzw. Prototypen-Kabine auch praktisch realisiert wurde. Darüber hinaus wurden Algorithmen entwickelt, um dem Fahrer zur richtigen Zeit die richtigen Handlungsempfehlungen geben zu können. Aus heutiger Sicht mutet die neue Ausstattung futuristisch an, denn sie umfasst u. a. verschiedene Kameras, Displays, Monitore, Scheibenprojektionen, eine Tastatur mit Mousepad sowie eine Internetanbindung. Der Fahrersitz lässt sich weit nach links und rechts verschwenken. Damit die Sicht nach vorne nicht behindert wird sowie für mehr Beinfreiheit gibt es Lenksäule und Lenkrad nicht mehr. Stattdessen befindet sich an der linken Seite des Fahrersitzes eine Armlehne mitsamt Joystick, über den die Maschine gesteuert wird. Zusätzlich zu Touchmonitoren an beiden Armlehnen gibt es eine mobile Computer-Tastatur, die nach Bedarf zwischen linker und rechter Armlehne eingelegt werden kann. Auch ein Sprachassistenzsystem ist installiert. 

Das Zusammenspiel der Komponenten 

Ist die Erntemaschine im Feldeinsatz, so wird mithilfe eines Eye-Trackers (Blickerfassungssystem) am Kabinendach und einer Fitnessuhr am Fahrerhandgelenk erfasst, wie stark der Fahrer beansprucht wird. Ist er gerade dabei, das Vorgewende zu bearbeiten? Oder fährt er gerade über lange Bahnen das Feld rauf und runter und wird nur wenig beansprucht? Wenn das System eine geringe Beanspruchung erkennt, dann macht es dem Fahrer Vorschläge, was er alternativ tun könnte. Bei Müdigkeit etwa wird ihm empfohlen, mit dem Fahrersitz vom Arbeitsmodus (aus der Geradeausrichtung) nach links in den sogenannten Entspannungsmodus zu wechseln. Dort kann er nicht nur Bewegungsübungen machen, sondern auch per Internet sowie ein in die linke Seitenscheibe projiziertes Scheibendisplay Videos anschauen, private Informationen abrufen, Messengerdienste nutzen und vieles mehr.
 

Bei einer Unterforderung hingegen bekommt er die Empfehlung, sich mit dem Fahrersitz nach rechts in den Büromodus zu drehen. Diese Position kann er quasi als vollwertigen Büroarbeitsplatz für all die Dinge nutzen, die er ansonsten erst nach Feierabend erledigen könnte (z. B. elektronische Kommunikations-, Büro- oder Kontrollarbeiten). Sämtliche Empfehlungen und Informationen erhält der Fahrer über das Sprachassistenzsystem, mit dem er auch selber per Sprache kommunizieren kann. Natürlich ist es immer freiwillig, ob der Fahrer die Empfehlungen dieses „Scouts“ tatsächlich annimmt. 

Vorfeldüberwachung 

Voraussetzung dafür, dass die verschiedenen Features der Fahrerkabine 4.0 tatsächlich genutzt werden können, ist eine automatische Vorfeldüberwachung an der Maschine. Diese Automatik erkennt, ob Hindernisse oder andere Störfaktoren auf die Maschine zukommen. Das ist deshalb wichtig, weil das System dem Fahrer ja auch immer Hinweise geben muss, wenn er vom Entspannungs- bzw. Büromodus wieder in den Arbeitsmodus wechseln muss, um in die Steuerung der Maschine einzugreifen. Bis eine praxisreife Vorfeldüberwachung verfügbar ist, dürfte es allerdings noch eine gewisse Zeit dauern. 

Fünf Projektpartner

Das Projekt zur Entwicklung der Fahrerkabine 4.0 wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderrichtlinie „Agrarsysteme der Zukunft“ gefördert. Insgesamt sind fünf Institutionen bzw. Unternehmen an der Entwicklung beteiligt: Das Karlsruher Institut für Technologie (Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation sowie Institutsteil Mobile Arbeitsmaschinen), das Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim, die InMach Intelligente Maschinen GmbH, die Budde Industrie Design GmbH und die Claas Selbstfahrende Erntemaschinen GmbH.

Die Studie sieht u. a. eine Joysticklenkung vor, und dass der Fahrer über Displayfolien auf den Kabinenscheiben Informationen abrufen kann. 

CAB10 Future

Was es mit dem zweiten Konzept „CAB10 Future“ auf sich hat, erklärt Markus Grevinga, der Leiter des CLAAS Designbereichs, im Interview.
 

TRENDS: Welche besonderen Merkmale zeichnen das Konzept „CAB10 Future“ aus?

Markus Grevinga: Bei dieser Studie haben wir die Fahrerkabine konsequent aus Sicht der Nutzer entwickelt. Und nicht auf Basis der technischen Vorgaben, die von den Maschinenkonstruktionen kommen. Zum zweiten ist diese Kabine sowohl für die großen CLAAS Traktoren, also XERION, AXION sowie ARION, wie auch für die CLAAS Erntemaschinen weitgehend gleich aufgebaut. Als Folge daraus finden unsere Kunden zukünftig, egal ob sie sich auf einen CLAAS Traktor oder eine Erntemaschine setzen, immer die gleichen Anordnungen und Funktionen der verschiedenen Schalter und Displays vor.

TRENDS: Worin unterscheiden sich die Konzepte von CAB10 Future und Fahrerkabine 4.0? 

Markus Grevinga: Mit Features wie z. B. der Zustandserkennung des Fahrers, Handlungsempfehlungen für den Fahrer oder der Büroausrüstung beleuchtet das Konzept Kabine 4.0 die zukünftige Kabinengestaltung v. a. aus Sicht des Hightech-Engineerings. CAB10 Future hingegen ist schwerpunktmäßig im Designbereich entwickelt worden. Trotz dieser unterschiedlichen Herangehensweisen gibt es mehrere Teilergebnisse, die bei beiden Konzepten parallel entstanden sind, z. B. der Fahrersitz mit großem Drehwinkel nach links und rechts oder die Joystick-Lenkung oder die verschiedenen Displays und ihre Anordnung. 

TRENDS: Wie sind Sie vorgegangen, um CAB10 Future aus Sicht der Nutzer zu entwickeln? 

Markus Grevinga: Im Vorfeld der Entwicklungsphase haben wir umfassende Interviews mit einer Vielzahl von Fahrerinnen und Fahrern geführt. Darüber hinaus wurde das Fahrverhalten während der Arbeitsprozesse eingehend beobachtet und analysiert. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen wurde dann ein Mock-up, sprich ein Prototyp, gebaut. Dieser wurde einer breiten Gruppe von Fahrerinnen und Fahrern vorgestellt, um im Anschluss gezielte Befragungen durchzuführen. Für die Befragungen war die Agritechnica® natürlich eine ideale Plattform. 

TRENDS:Wie war die Resonanz der Praktiker? 

Markus Grevinga: Durchweg sehr gut. Um nur einen Punkt herauszugreifen – das große Raumgefühl in der Kabine ist allen als erstes sehr positiv aufgefallen, dies vor allem in Verbindung mit dem beidseitig um mehr als 60 Grad verschwenkbaren Fahrersitz. Das kam insbesondere bei Häckslerfahrern, die ja sowohl nach links wie auch nach rechts auf die Abfahrer schauen, super an. Auch den Traktorfahrern hat das gut gefallen, weil sie ja oft nach hinten schauen, um das Anbaugerät zu kontrollieren. 

TRENDS: Welches Feedback hat die Joystick-Lenkung bekommen?

Markus Grevinga: Da waren viele noch unsicher, ob man damit wirklich so intuitiv lenken kann wie mit einem Lenkrad. Positiv zeigte sich aber, dass auch durch den Wegfall des Lenkrads deutlich mehr Bewegungsfreiraum für den Fahrer entsteht. Außerdem sitzt man viel entspannter, weil man den linken Arm nicht mehr nach vorne zum Lenkrad strecken muss.
 

TRENDS: Wie geht es weiter mit der Kabinenentwicklung?

Markus Grevinga: Die Erkenntnisse, die wir aus den Studien Fahrerkabine 4.0 und CAB10 Future gewonnen haben, fließen in die Entwicklung der nächsten CLAAS Kabinengenerationen ein. Das heißt, die nächsten Generationen dürften noch einmal deutlich mehr Komfort für die Fahrerinnen und Fahrer bieten als die heutigen Kabinen. Bis es so weit ist, wird es aber noch einige Jahre dauern. 
 

CAB10 Future: Die Einrichtung im Überblick

• Klares, glattes äußeres Design, viel Scheibenflächen, Beleuchtung in Rahmen integriert, Außenspiegel durch Kameras und Displays ersetzt

• Sehr großer Innenraum, viel Stauraum, Kühlfach und andere Fächer mit Laden zum Reinschieben und Rausziehen, u.a. festes Fach für z. B. Staubsauger, Scheibenreiniger, Putzlappen

• Joystick-Lenkhebel auf der linken Armlehne, dafür kein Lenkrad mehr

• Fahrersitz weit nach links und rechts verstellbar (über 60 Grad), für bessere Sicht zu den Seiten; bei Drehung in Richtung Kabineneingang kann der Fahrer bequemer ein- und aussteigen

• Schalter und Displays jeweils funktionsbezogen zusammengefasst und angeordnet 

• Kleinere Eingabedisplays direkt an der linken und rechten Armlehne, große Informationsdisplays in die A-Säulen (hochformatig) und das Kabinendach integriert

• Weiterentwickelter C-Motion Fahrhebel, bei dem der Fahrer mit wenig Handbewegung möglichst viele Funktionen erreichen kann

• Klimaanlage nicht mehr im Dach, sondern im Unterboden der Kabine platziert, mit optimal angeordneten Luftausströmdüsen (auch im Sitzbereich) 

• Neue Stoffe an Boden und Kabinenhimmel, schallabsorbierend und robust

• Fahrersitz mit neuer Ergonomie (hohe, aber oben schmale Rückenlehne, damit der Fahrer weiterhin nach hinten schauen kann)

• Indirekte Beleuchtungen im Innenraum 

• Markierter Abstellplatz für Fahrerschuhe direkt am Kabineneingang