Nature Fresh Farms nutzt KI von der Saat bis in den Laden

KI, optimiert mit OpenVINO™ Toolkit und Intel® Xeon® basierten Dell Servern, hilft bei der Schaffung effizienter und nachhaltiger Lieferketten.

Auf einen Blick:

  • Nature Fresh Farms, ein Landwirtschaftsbetrieb mit einem 100 Hektar großen Gewächshaus, das rund um die Uhr betrieben wird, hat sich zu einem der größten unabhängigen Gewächshausanbauer in Kanada entwickelt.

  • Der Betrieb bringt KI mit Dell Technologies und Intel an den Edge – Intel® Xeon® Prozessoren sorgen für die Rechenkraft, während OpenVINO™ Toolkit die integrierten Beschleuniger von Intel Xeon Prozessoren für effiziente KI-Modell-Inferenzierung nutzt. So werden mit Dell Servern mehr als 20 TB Daten pro Jahr verarbeitet.

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PROBLEMSTELLUNG:

Lebensmittelhändler haben ein Problem mit frischen Lebensmitteln: Kunden wollen mehr davon, doch stehen Landwirte vor verschiedenen Herausforderungen. Diese reichen von der vom Klimawandel betroffenen Freilandwirtschaft bis hin zu ineffizienter Bewässerung und Düngemittelanwendung, was zu erhöhten Betriebskosten führt.

Die Folge: Jedes Jahr landen verderbliche Lebensmittel im Wert von über 1 Billion USD direkt auf Deponien – das entspricht 130 Milliarden Mahlzeiten. Zudem wird sich die Lebensmittelverschwendung bis 2050 voraussichtlich verdoppeln.

Zur Lösung dieses Problems arbeiten Intel und Dell Technologies mit Nature Fresh Farms zusammen, um nachhaltigere und effektivere Lösungen für frische Lebensmittel in jeder Phase der Lieferkette zu entwickeln.

Lösungsübersicht:

Nature Fresh Farms benötigte eine innovative Edge-Lösung mit neuesten Technologien und Tools, um die Lebensmittellieferkette von Grund auf neu zu gestalten. Die Lösung musste zudem dem Bedarf des Landwirtschaftsbetriebs nach Zero-Downtime am Edge gerecht werden.

KI-gestützte Landwirtschaftslösungen am Edge mit Intel® Xeon® Prozessoren und OpenVINO™ Toolkit verfolgen und verwalten alles: von den Klima- und Feuchtigkeitswerten im landwirtschaftlichen Betrieb bis hin zu den LKWs, die Erzeugnisse transportieren. Solche Lösungen optimieren den Weg vom Saatgut bis zum Supermarktregal und führen zu besseren Nahrungsmitteln für Verbraucher und weniger Verschwendung entlang der Lebensmittellieferkette.

Die mit OpenVINO Toolkit optimierte KI-Lösung des Landwirtschaftsbetriebs trägt dazu dabei, die Wachstumsbedingungen für Pflanzen zu verbessern, Bewässerung genau zu kontrollieren und Kosten zu reduzieren. Das KI-System setzt sich entlang der Lieferkette fort, sodass Nature Fresh Farms stets weiß, was produziert werden soll, und sicherstellen kann, dass Lebensmittel mit maximaler Frische geliefert werden.

Dank der Kombination der Leistung von OpenVINO Toolkit und Intel Xeon Prozessor-basierten Servern hat sich die Rechendauer für die Erfassung, Verarbeitung und Analyse von Daten im Gewächshaus von 2 bis 3 Stunden auf 30 Minuten reduziert.1 Nature Fresh Farms kann Faktoren wie Heizung, Kühlung, Feuchtigkeit und Bewässerung jetzt 5-mal öfter am Tag optimieren, was die Anbauergebnisse spürbar verbessert.

Mehr Wachstum am Edge

Im Gegensatz zu der falschen Auffassung, dass KI Cloud-Konnektivität oder GPUs erfordert, stellt Nature Fresh Farms Edge-Computing mit Intel Xeon CPUs auf etwa Hundert Hektar Gewächshausfläche bereit. Die CPUs übernehmen Edge-Computing-Aufgaben und gewährleisten eine effiziente und echtzeitbasierte Entscheidungsfindung im Gewächshaus.

„Dank Intel können unsere Mitarbeitenden Daten am Edge analysieren. So wissen wir nicht nur, was wir nächste Woche erzeugen werden, sondern auch, was wir in den darauf folgenden Wochen erzeugen werden. Durch die Nutzung der Daten können unsere Mitarbeitenden proaktiv anstatt nur reaktiv handeln.“ – Keith Bradley, VP Information Technology, Nature Fresh Farms

Vom Saatgut bis zum Nahrungsmittelgeschäft produziert jede Pflanze im Laufe ihres Lebenszyklus 12 MB Daten. Zudem integriert der Landwirtschaftsbetrieb jedes Jahr 23 TB Daten, die in zwei Einrichtungen aus Hunderttausenden von Sensoren stammen. Durch Verarbeitung dieser Daten in Echtzeit ermöglicht es Intel Xeon Technik, dass Anbauer dank präziserer Messwerte zu einzelnen Pflanzen besser informiert sind. Diese Präzisionslandwirtschaft führt zu bis zu 10-mal mehr Ertrag pro Hektar.1

Schnellere und intelligentere Lieferungen

Prädiktive Analysen und KI-Modellierung, die auf Präzisionslandwirtschaft angewendet werden, können den unvorhersehbaren Anbau von Erzeugnissen in eine schmackhafte Präzisionsübung verwandeln. Intel Xeon Prozessoren bieten die Rechenkraft, während OpenVINO Toolkit die integrierten Beschleuniger von Intel Xeon Prozessoren für eine effiziente Inferenzierung von KI-Modellen nutzt. Das Ergebnis sind schnellere und intelligentere Einblicke in die Betriebsabläufe des Gewächshauses.

„Prädiktive Analysen – KI wird dabei eine große Rolle spielen. OpenVINO hilft uns dabei, Inferenzen vorzunehmen, Entscheidungen zu treffen und tägliche Aufgaben zu erledigen – weit über das hinaus, was wir uns erhofft hatten.“ – Keith Bradley, VP Information Technology, Nature Fresh Farms

In der Wachstumsphase kontrolliert OpenVINO Toolkit die Bewässerung und verfolgt die Wasserrückgewinnung. So wird sichergestellt, dass eine minimale Menge an Wasser verbraucht wird, um maximalen Nutzen zu erzielen – etwa 90 % effizienter als die Landwirtschaft im Freien.1

Sobald Erntezeit ist, nutzt Nature Fresh Farms Intel gestützte Technik, um die Farbe und Größe der Erzeugnisse zu analysieren. Das System kann Erzeugnisse vorsortieren und die Verpackungsdauer von 45 auf 8 Sekunden um den Faktor 5 verkürzen.1

In der letzten Phase kommt es darauf an, dass Erzeugnisse nicht verderben, wenn sie vom Landwirtschaftsbetrieb in die Geschäfte transportiert werden. In der Regel brauchen angebaute Tomaten zwischen 4 und 10 Tagen, bis sie die Regale im Einzelhandel erreichen. Mit dem KI-gestützten Sortiersystem von Nature Fresh Farms ist der Prozess um ein Vielfaches schneller, sodass Tomaten innerhalb von 24-48 Stunden nach dem Verpacken in den Supermarktregalen landen.1

Von Intel optimierte KI-Lösungen überwachen jedes Erzeugnis auf dem gesamten Weg vom Saatgut bis ins Regal und gewährleisten die Rückverfolgbarkeit der Produkte. Wenn bei Erzeugnissen ein Problem erkannt wird, kann Nature Fresh Farms die Quelle schnell identifizieren, ohne den gesamten Betrieb unterbrechen oder ganze Lieferungen zurückrufen zu müssen.

Ergebnisse: Lösung von Herausforderungen in der Lebensmittellieferkette

Intel macht KI überall verfügbar und hilft Nature Fresh Farms dabei, die Lebensmittellieferkette von Grund auf neu zu gestalten. Mit KI-gestützten Lösungen von Intel kann Nature Fresh Farms Geschäftsergebnisse optimieren, hochwertige Erzeugnisse produzieren und den Weg von Nahrungsmitteln durch die Lebensmittellieferkette beschleunigen.

„Es ist erstaunlich zu sehen, dass wir in Kanada und den USA das ganze Jahr über frische Erdbeeren, frisches Gemüse … anbieten können. Das ist eine tolle Leistung.“ – Herman Fair, Head Grower, Nature Fresh Farms

Die positiven Ergebnisse betreffen alle Abläufe des Landwirtschaftsbetriebs:

 

  • Um 2-3 % pro Jahr verbesserte Erträge – was Hunderttausende Kilo an zusätzlichen Erzeugnissen ermöglicht – und ein bis zu 90 % geringerer Wasserverbrauch.1
  • Ungefähr 10-mal mehr Ertrag pro Hektar im Vergleich zu traditioneller Landwirtschaft.1
  • Echtzeit-Verarbeitung von 23 TB Daten pro Jahr und Reduzierung der Verarbeitungszeit für Daten zum Wachstum einzelner Pflanzen von einem Tag auf wenige Minuten.1
  • 5-mal schnellere Verpackung von Erzeugnissen, Beschleunigung von 45 Sekunden auf 8 Sekunden pro Karton.1
  • Verringerung der Transportzeit vom Landwirtschaftsbetrieb zum Einzelhandel von 4-10 Tagen auf 24-48 Stunden.1