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Ausschreibung   Ausschreibung Region Frankfurt(Oder), Eisenhüttenstadt, Fürstenwalde/Spree, Königs Wusterhausen für Software-Entwicklung

Ausschreibung Los-ID 2101541

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Virtueller Demonstrator Landwirtschaftssimulator
Virtueller Demonstrator Landwirtschaftssimulator
Art und Umfang der Leistung patchCROP ist ein experimenteller Ansatz für ein multifunktionales und
nachhaltiges Anbausystem. Das Landschaftslabor dient als Plattform für die
Untersuchungen von abiotischen und biotischen Effekten und Interaktionen
neu angelegter, kleinstrukturierter Feldeinheiten und insbesondere auf die
Flächenheteroge-nität abgestimmter Fruchtfolgen und Bewirtschaftung. Diese
Effekte können im neuen Landschaftslabor in einem interdisziplinären Team,
mithilfe innovativer Technologien und Methoden zur Datenverarbeitung sowie im
engen Verbund mit der landwirtschaftlichen Praxis untersucht werden.

Das ZALF strebt zur öffentlichkeitswirksamen Begleitung seines Landschaftslabors
patchCROP (https://comm.zalf.de/sites/patchcrop/SitePages/Homepage.aspx) den
Aufbau eines virtuellen Demonstrators an. In diesem soll das Landschaftslabor
realitätsnah abgebildet und bewirtschaftet werden können. Insbesondere
sollen Unterschiede zwischen kleinteiliger und konventioneller Bewirtschaftung
sicht- und demonstrierbar gemacht werden. Hierfür soll das Computerspiel
Landwirtschaftssimulator 2019 oder 2021 der Firma Giants Software zum Einsatz
kommen, die ihren Engine Open Source zur Verfügung stellt (https://gdn.giants-
software.com/).

Leistungsbeschreibung

1. Projektziele






Erste Projektphase:
In der ersten Projektphase bis Ende 1. Quartal 2022 soll das
Landschaftsexperiment patchCROP virtuell umgesetzt sein. Der Nutzer hat dann
die Möglichkeit, das patchCROP-Experiment virtuell am PC zu erkun-den. Das
Landschaftslabor untersucht Vorteile einer kleinteiligen, standortangepassten
Bewirtschaftung im Vergleich zu einer konventionellen Bewirtschaftung. Der
Demonstrator soll die unterschiedlichen Anforde-rungen, Vor- und Nachteile
einer konventionellen Bewirtschaftung im Vergleich zur kleinteiligen Bewirt-
schaftung erlebbar machen. Das Tool soll dann z. B. für öffentliche Auftritte,
Projekttreffen etc. genutzt werden können und als Kommunikationstool rund um
das Thema patchCROP fungieren. Es soll zudem ein animiertes Video entstehen,
das zur Darstellung des Experimentes genutzt werden kann. Hierzu ist die
Implementierung von automatischen Fahrzeugbahnen und Betriebsabläufen im
Landwirtschaftssimulator notwendig.

Zweite Projektphase:
In der zweiten Projektphase bis Sommer 2022 soll der Aufbau eines physischen
Demonstrators am ZALF vorbereitet werden. In dieser Fahrerkabine soll das
in Projektphase 1 entwickelte Tool dann am Standort aufgebaut werden. Hierzu
soll zum einen ein Konzept für eine Webseite entwickelt werden, um die ver-
schiedenen Szenarien zw. konventioneller und kleinteiliger Bewirtschaftung auf
der Grundlage der Simulati-on sichtbar zu machen und gegenüber zu stellen. Die
Webseite soll als User-Interface für die Fahrerkabine fungieren und einen Ansprung
in unterschiedliche Videoszenarien auf der Grundlage der innerhalb des virtuellen
Demonstrators erarbeiteten Inhalte bieten. Die Fahrerkabine soll den Nutzer/innen
die Möglich-keit bieten, über eine Schnittstelle (z. B. ein Lenkrad, Gaspedale, ein
Kamerasystem) den virtuellen De-monstrator zu steuern sowie die Bildinhalte in die
Fahrerkabine zu projizieren. Im Verlauf der Projektphase 2 sollen zudem weitere
Szenarien für eine Umsetzung im Simulator mit dem ZALF sondiert werden. Ar-
beitsergebnis der Projektphase 2 ist neben dem o.g. Konzept für eine Webseite
und weiterer möglicher Nutzerszenarien eine Auflistung an benötigtem technischem
Equipment für den Aufbau der Fahrerkabine am ZALF.

Der Aufbau des virtuellen Demonstrators wird am ZALF wissenschaftlich begleitet.
Perspektivisch soll der Demonstrator zu einem wichtigen Informations- und
Forschungshub für ZALF-relevante Forschungsthemen ausgebaut werden (Fokus
auf standortangepasste, diversifizierte Bewirtschaftung und neue Agrarsysteme).
Er eignet sich dann besonders für Projektpräsentationen und -demonstrationen vor
Robotikherstellern, Landmaschinenherstellern, Praxisakteuren, etc. aber auch als
integrativer Hub für die ZALF-interne Synthese von Themen.

2. Aufgabenbeschreibung

Folgende Arbeitsschritte sollen in Arbeitspaketen umgesetzt werden:

Bis Ende 1. Quartal 2022:

Vorbereitung der Landschaft, Maschinen, Pflanzen, Prozesse und Funktionen für
die Nutzung in der Software Farming Simulator (https://gdn.giants-software.com/):

? Überführung der realen Felddimensionen in den Farmingsimulator und Erstellung
einer zusätzli-chen patchCROP
? Vorbereitung zweier Anbausituationen (kleinteilige Bewirtschaftung wie im
Landschaftsexperiment, konventionelle Bewirtschaftung)
? Auswahl passender Standardmaschinen und -Prozesse im Farming Simulator
? Prüfen ausgewählter Mods (wie Precision Farming, Wettermods, etc.) für
potentielle Implementierung

Implementierung in die Software Farming Simulator:

? Vervollständigen der Landschaft
? Implementierung beider Anbausituationen über eine realistische Fruchtfolge
? Implementierung der Routenplanung und Arbeitsprozesse
? Implementierung von bis zu 3 MODs aus o.g. Arbeitspaket







? Implementierung der Logovisualisierung im Spiel (ZALF und patchCROP Logos
an Maschinen und Gebäuden)

Erstellen eines Showcase Videos:

? Erstellen eines Storyboards für die aussagekräftige Beschreibung des
patchCROP-Ansatzes, der involvierten Anbauvarianten, Maschinen, Pflanzen und
Sensoren
? Videoaufnahmen, Schnitt, Nachbearbeitung, Bereitstellung des Videos
vorzugsweise im Mp4-Format (Videolänge zw. 3-5 Minuten)

Bis Ende 2. Quartal:

Konzeption eines multimedialen Demonstrationswerkzeuges auf Basis der
aufgebauten Umgebung und den implementierten Funktionen in den Farming
Simulator

- Prüfen der Umsetzbarkeit einer interaktiven Webseite und Ableiten der
notwendigen Arbeiten (Vorzugsweise auf Basis von Wordpress)
- Konzept für eine interaktive Projektion im Rahmen einer stehenden Vorstellung/
Bearbeitung etwa in der Größe von 4mx2m
- Konzept für eine physische Sitzkiste, gekoppelt mit der Anwendungssimulation
im Farming Simula-tor (mittels physischer Hardware und Schnittstellen für deren
Kopplung)
- Bedienbarkeit der Funktionen durch Touch-Interaktion mittels Tablett (und
Verbindung über MQTT Server)
- Übersicht und Aufwandsabschätzung der für beide Konzepte zusätzlich
notwendigen zu implemen-tierenden Funktionen im Farming Simulator
- die Fahrerkabine soll in Teilen transportabel sein, um die Kernelemente bspw. auf
Messen de-monstrieren zu können

Kosten nach Auftragsabschluss:

Nach Abschluss des Auftrags dürfen keine weiteren Kosten zwecks Lizenzierung
von Software-Komponenten durch den Auftragnehmer anfallen. Etwaig anfallende
Kosten im Verlauf des o.g. Auftrages sind im Angebot auszuweisen.

3. Ablauf:
Es werden Meilensteine vereinbart und agil gemanagt. Folgeaufträge können im
Verlauf der Auftragsphase geplant und vereinbart werden.


4. Aufgaben des Auftraggebers

- Das ZALF stellt alle benötigten Geo- und Umweltinformationen sowie
Betriebsdaten zum Experi-ment patchCROP zur Verfügung (Luftbildaufnahmen
mit Abmaßen, Flurkarten, Bodenkarten, Boden-typenkarten, eingesetzte
Maschinentypen)
- Logos ZALF und Partnerbetrieb
- Schnittstelle zum Auftragnehmer (Projektmitarbeit der Abteilung
Öffentlichkeitsarbeit sowie der Projektleitung patchCROP und Co-Leitung des
Programmbereichs 2 Landschaftsnutzung und Governance)

5. Laufzeit

Maximal mögliche Laufzeit: Januar 2022 bis Juli 2022

6. Aufgaben des Dienstleisters

- Implementierung des patchCROP-Experiments im konventionellen und
kleinteiligen Aufbau im Computerspiel Farming Simulator
- Bereitstellung einer fehlerfrei spielbaren Variante des Demonstrators
- Erarbeitung und Bereitstellung eines Videos, welches die Landschaft, das Anbau-
und Maschinen-system und seine grundsätzlichen Funktionsweisen auf Basis der
virtuellen Einsatzsimulationen dar-stellt







- Erarbeitung eines Web-Konzepts für ein umfangreich nutz- und konfigurierbares
digitales Szenario im Landwirtschaftssimulator, mit dem sich das aktuelle als auch
zukünftige Anbau- und Maschinen-systeme gemäß den Anforderungen des ZALF in
unterschiedlichen Einsatzszenarien abbilden und steuern lassen
- Entwicklung eines Konzepts zur Realisierung der Benutzeroberfläche, welches mit
dem Auftragge-ber abgestimmt wird
- detaillierte Konzeption einer für das ZALF passenden physisch-digitalen
Demonstratorumgebung, mit der sowohl das Forschungsvorhaben als auch die
Öffentlichkeitsarbeit rund um das Vorhaben unterstützt werden
- Erarbeitung von weiteren Nutzungsideen für die Integration weiterer Projekte

6.1. Arbeitsergebnis und Übergabe

Ein erfolgreicher Abschluss vereinbarter Arbeitspakete /Meilensteine wird mit einer
schriftlichen Abnahme-erklärung von Seiten der Projektleitung des ZALF gegenüber
dem Dienstleister bestätigt. Danach kann eine Teilvergütungszahlung erfolgen.
Die erbrachten Leistungen müssen nachvollziehbar dokumentiert/protokolliert
werden und zur Teilrech-nungslegung bei der Projektleitung am ZALF eingereicht
werden.



15 - Frankfurt(Oder), Eisenhüttenstadt, Fürstenwalde/Spree, Königs Wusterhausen
Öffentlicher Auftraggeber
Offenes Verfahren (VOL/A)
Dienstleistung
DE: Deutschland
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