M ETHODIK
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Gerhard Englert und Hans Schön, Freising
Systemtechnik in der
landwirtschaftlichen Verfahrenstechnik
Der Beitrag faßt die Ergebnisse des Fachgesprächs "Anwendung der System
technik in der landwirtschaftlichen Verfahrenstechnik", das am s.n. Oktober
1 997 in Freising-Weihenstephan statt
fand, zusammen.
D
ie Gesprächsteilnehmer waren sich darin einig, daß bei der Komplexität landwirtschaftlicher Produktionsprozesse zunehmend eine konsequente Anwend u ng systemtechnischer Methoden not
wendig ist. Die Defi nitionen und Metho
den, welche bei dem Fachgespräch Zu
stimmung fanden, verstehen sich als Ausgangspunkt für weitergehende Arbei
ten an einer Methodologie für die Bear
beitung voh Forschungsa ufgaben im Be
reich der landwirtschaftlichen Verfah
renstechnik.
Definitionen
Systemtechnik
Der Begriff "Systemtechnik (Systems En
gineering) " umfaßt M ethoden , Verfa hren und Hilfsmittel zur Analyse, Planung, Auswah l und optimalen Gesta ltung kom
plexer Systeme ( 1 ] .
Als universelle M ethodik unterstützt d ie Systemtechnik die Pla n u ng und Durch
führung von Problemlösu ngsprozessen nach der in Bild 1 dargestellten Systema
tik [2] .
Der Begriff "System" ist dabei folgen
dermaßen definiert: " Ein System besteht aus einer Menge von Elementen, welche Eigenschaften besitzen und durc h Be
ziehungen zur Verfolgung gesetzter Ziele miteinander verkn üpft sind " [3] .
Die Systemtechnik-Phi losophie beruht auf folgenden Grundkonze pten der Sy
stemtheorie [ 4] :
• Systemorientiertes Den ken : Systemori
entierte, ganzheitl iche Betrachtu ngs
weise von Objekten und Systemen
• Systemorientiertes Strukturieren: Ver
wendung elementarer Denkmodelle
• Systemorientiertes Vorgehen: system
und zielorientiertes Vorgehen
PD Dr. Gerhard Englert vertritt am Institut für Landtechnik der TU München das Lehrgebiet
" Landtechnische Grundlagen ", Prof. Dr. Dr.
h.c. Hans Schön ist Direktor des Instituts,
SYSTEMTECHNIK-PHILOSOPHIE SYSTEM ENGINEERING PHILOSOPHY SYSTEMDENKEN VORGEHENSMODELL SYSTEM THINKING PROCEEDING MODEL
PROBLEMLÖSUNGSPROZESS PROBLEM SOLUTION PROCESS
PROBLEM .. SYSTEMGESTALTUNG PROJEKT-MANAGEMENT .. LOSUNG I SOLUTION Bild 1 : Elemente der
Systemtechnik [2]
SYSTEM FORMING PROJECT MANAGEMENT
TECHNIKEN DES SYSTEMGESTALTUNG PROJEKTMANAGEMENTS
Fig. 1: Elements of
systems engineering
I
TECHNIKEN DERSYSTEM FORMING TECHNIQUES PROJECT MANAGEMENT
I
TECHNIQUES
[2]
Landwirtschaftliche Verfahrenstechnik
U nter Verwendung der systemtechni
schen Struktur-G rund konzepte, daß sich d ie landwirtschaftlichen Produ ktionspro
zesse [5]
• mit Stoff-, Energie- u nd I nformations
strömen beschreiben und
• in einem I nput-Output-Modell (Bild 2) darstellen lassen ,
ergibt sich a l s Definition der landwirt
schaftlichen Verfahrenstech n i k, daß sie physikalische, chemische und biologi
sche Prozesse behandelt, m it denen Pro
d u ktionsmittel, Energie und I nformation in landwirtschaftliche Prod u kte und Ne
benprodukte umgeformt oder umgewan
delt werden ([6] , Bild 3) .
Die verfahrenstechnischen Systeme stehen dabei mit den Systemen " U mwelt"
und "Ökonomie" in Wechselwirkung.
Techn iken der Systemgestaltung
Systemtechnische Vorgehensmethode Bei Forsch ungsaufgaben der landwirt
schaftlichen Verfahrenstech n i k ist die An
wend ung der systemtechn ischen Vorge
hensmethode nach Bild 4 a ngezeigt.
Systemtechnische Verfahren und Arbeitsmittel
Für die Durchführung der ei nzelnen Vor
gehensschritte sind spezifische Verfahren und Arbeitsmittel vorha nden oder zu ent
wickel n . Diese sind nicht universell an
wendba r, sondern m üssen der jeweiligen G rund problemstellung zugeord net wer
den .
Beispiel Systemtechnische Verfahren bei der Entwicklung von Systemalternativen Sind Alternativen für ein verfahrenstech
nisches System zu entwickeln, bieten.
sich folgende Verfah ren und Arbeitsmittel an [5]:
Systemanalyse
• Prozeßa nalyse (Ana lyse des Kernpro
zesses oder der Kernprozeßkette)
• Analyse der mit dem System, in dem der Kern prozeß oder d ie Kern pro
zeßkette ablä uft, i n Verbindung stehen
den U mweltsysteme
• Definition des Systemra umes durch Festlegu ng der Systemgrenze
• Feststellung der im Systemraum u nd zwischen Systemra u m und Umweltsy
stemen fließenden Stoff- und/oder En- OUTPUTSTRÖME KONTROLLIERTE
INPUTSTRÖME
=�=�=::
OUTPUT STREAMSCONTROLLED INPUT + + . STOFF I MATERIAL
STREAMS . ENERGIE I ENERGY
. STOFF I MATERIAL +.·ÄNDE�UNG DI!S SYSTEMZUSTANDES . INFORMA Tl ON . ENERGIE I ENERGY CHANGE OF SYSTEM STArE
. INFORMATION
"' NICHT KONTROLLIERTE INPUTSTROME
UNCONTROLLED INPUT STREAM�
. STOFF I MATERIAL
. ENERGIE I ENERGY
. INFORMATION
Vöttinger Str. 36, 85354 Freising, e-mail: Bild 2: Input-Outputmodell dynamischer Systeme [51
englert@tec. agrar. tu-muenchen. de
Referierter Beitrag der Landtechnik Fig. 2: Input-Output model of dynamic systems [51
1 58 53. Jahrgang LANDTECHNIK 3/98
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FORSCHUNGSANSTOSS/�DEE RESEARCH IMPULSEIIDEA
SITUATIONSANALYSE SITUATION ANALYSIS . Bedarfsanalyse (Requirement analysis) . Umfeldanalyse (Environment analysis)
SYSTEMANALYSE SYSTEM ANALYSIS
. Feststellung der SY$temelemente und Festlegung der Systemgrenze
(ldentification of system elements and definitlon or
Bild 3: Definition der landwirtschaftlichen Verfahrenstechnik [6] system boundary)
. Bildung eines qualitativen Systemmodells ( Formalion or a qualilalive system modeJ)
Fig. 3: Definition of agricultural process engineering [6]
ergieströme System modeliieru ng
• A uswahl der zu behandelnden U mwelt
systeme
• Auswahl der zu behandelnden Stoff
und/oder Energieströme
• Modellbildung durch Quantifizierung und Bi lanzierung der Stoff- und/oder Energieströme
Systemsimulation
• Sensivitätsana lysen zur Feststellung maßgebender System- und Einfluß
größen
Techniken der Projektmanagements
Systemtechnische Vorgehensmethode Die Realisierung des entwickelten Sy
stems wird d urch Techniken des Pro
jektmanagements unterstützt. Folgende Projektphasen mit zugeord neten Aktivitä
ten sind zu unterscheiden [8]:
Genehmigung der Projektidee
• Projektskizze
- I nteresse und externe Konsultation
• Projektantrag
- Projektbeschreibung für Arbeitspro
gramm - Projektauftrag - Projektbearbeitung
• Konzeptphase
- Projektteam a ktivieren - Ziele konkretisieren - Aufwand detaillieren - Literaturstud ium vertiefen
• Detailphase
- Ablaufpläne festlegen - Teilziele festlegen
- Methoden erarbeiten oder anpassen - Personal- und Sach mittel konkretisie-
ren
• Realisieru ngsphase
- Bearbeitung gemäß Ablaufplan - Rückkopplungen
- interne Berichterstattung
• Dokumentationsphase
- Projekta bschluß mit Schlußbericht, Publikation und Dokumentation Arbeitsmittel
Fü r d ie einzelnen Projektmanagement
phasen bietet sich d ie Verwendung von ein heitlichen Berichtsvordrucken a n .
53. Jahrgang LANDTECHNIK 3/98
Bild 4: Systemtechni
sche Vorgehensmetho
de bei Forschungsauf
gaben der landwirt
schaftlichen Verfahrenstechnik
PROBLEM- UND ZIELDEFINITION PROBLEM AND AlM DEFINITION
SYSTEMENTWICKLUNG SYSTEM DEVELOPMENT
[1,3, 5, 7] SYSTEM-MODELLIERUNG EXPERIMENTEUE SYSTEM·
Fig. 4: Systems en
gineering proceeding method for agricultural process engineering research work [1,3, 5, 7]
Literatur
Bücher sind mit •
gezeichnet
[ 1 ] • Pahl, G. und W Beitz: Konstruktions
lehre. Berlin: Sprin
ger, 1986
[2] • Daenzer, W F (Hrsg.): Systems En
gineering. Zürich:
. .
I
SYSTEM MODELLING Bildung des quantitativen Systemmodells (Formation of quanlilalive system model Modellverinzierung (Model verification) Modellvalldlerung (Model validali011)
SYSTEMSIMULATION SYSTEM SIMULATION
I
Verlag Industrielle Organisation, 1988 [3] • Patzak, G. : Systemtechnik - Planung kom
plexer innovativer Systeme. Springer Verlag, Berlin, 1982
[4]• Hanssmann, F: Einführung in die System
forschung. R . Oldenbourg, München, 1987 [5] Eng!ert, G.: Stoff-, Energie- und I nformations
ströme - Anwendu ng der Systemtechnik in der landwirtschaftlichen Verfahrenstechnik.
Freising, Landtechnik-Bericht Heft 27, 1997 (6] Schön, H. : Methodik der betriebstechnischen
Forsch ung. Bayer. Landw. Jahrbuch 57 ( 1980), H. 7, S. 802-810
[7] Für//, Chr.und. J. Hahn: Logistik in der Land
wirtschaft. Vortrag beim Fachgespräch .,An
wendung der Systemtechnik in der landwirt
schaftlichen Verfahrenstechnik" am 6./7. Ok
tober 1997 in Freising-Weihenstephan [8] Meier, W: Projektmanagement als Teil des Sy
stemansatzes - Konzept und erste Erfah run
gen . Vortrag beim Fachgespräch .,Anwen
dung der Systemtechnik in der landwirt
schaftlichen Verfah renstechnik" am 6./7.
Oktober 1997 in Freising-Weihenstephan
Schl üsse lwörter
Systemtechnik, landwirtschaftliche Ver
fah renstech n i k
Keywords
Systems engineering, agricultural process engineering
UNTERSUCHUNG EXPERIMENTAL SYSTEM EXAMINATION
I
SYSTEMBEWERTUNG SYSTEM RATING
SYSTEMENTSCHEIDUNG SYSTEM DECISION
SYSTEMREALISIERUNG SYSTEM REALIZATION
NEUE BÜCHER
. . .
Aktuelle Arbeiten aus Landtechnik und landwirt
schaftlichem Bauwesen
KTBUFAL-Arbeitstagung'98 am 1 1 . und 12.
März i n B raunschweig. KTBL-Arbeitspapier 250.
Vertrieb: KTBL-Schriften-Vertrieb im Landwirt
schaftsverlag GmbH, Postfach 48 02 49, 48079 Mü nster-Hiltrup, Tel.: (0 25 01) 80 1 1 17, Fax:
(0 25 0 1 ) 80 12 04; 1998, 210 S., D I N A4, broschiert, 36 DM, ISBN 3-7843-1972-6 Das Arbeitspapier faßt die Beiträge der KTBL
Arbeitstagung Landtechnik und Landwirtschaftli
ches Bauwesen zusammen, die am 1 1 . und 12.
März 1998 in der FAL in Braunschweig statt
fa nd.
ln den beiden einführenden Beiträgen steht die Energieversorgung des ländlichen Raumes im Vordergrund.
l n der Sektion I nnenwirtschaft stellen automati
sche Melksysteme einen Schwerpunkt dar.
Außerdem werden aktuelle Entwicklungen in der R inder- und Schweinehaltung vorgestellt, ergänzt durch Themen zu Emissionen aus der Fest- und Flüssigmistlagerung sowie Stallklima und Emissionen aus der lierhaltung.
Das Arbeitspapier richtet sich insbesondere an Berater der Landtechnik und des landwirtschaft
lichen Bauwesens u nd darüber hinaus an a l le, die a n praxisnahen wissenschaftlichen Erkennt
nissen und deren praktische U msetzung interessiert sind.
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