Digitales Fliegen

Wie ist der Stand beim digitalen Fliegen, welche Rolle spielt Künstliche Intelligenz dabei und wie sicher ist das alles überhaupt? Florian Raddatz vom DLR kennt die Antworten

Foto: privat

Dr.-Ing. Florian Raddatz ist Abteilungsleister für Prozessoptimierung und Digitalisierung beim DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)

 

Herr Raddatz, welches Projekt zur Digitalisierung des Flugzeugs bearbeiten Sie derzeit?
Ich leite ein größeres Projekt zum Thema ›Digitaler ­Zwilling‹, an dem insgesamt zehn Institute beteiligt sind. Ziel ist, Flugzeuge und ihre Komponenten mit all ihren Eigenschaften und relevanten Daten digital abzubilden. Gleichzeitig sollen darüber Fachkompetenzen der einzelnen DLR-Institute gebündelt werden. Damit kann die aktuell eher starr geplante Wartung besser am tatsächlichen Bedarf ausgerichtet werden. Zusätzlich können Vorhersagemodelle für die Prognose zukünftiger Entwicklungen des Flugzeuges und seiner Komponenten, wie beispielsweise der Verschleiß, entwickelt werden. Derartige digitale Zwillinge geben uns die Möglichkeit, die Entwicklungen von Komponenten durchgängig über deren gesamten Lebenszyklus abzubilden und somit auszuwerten. 

Das hört sich schon sehr weit fortgeschritten an.
Was die Abbildung von Prozessen und Informationsflüssen in Unternehmen angeht, ist die Digitalisierung tatsächlich bereits recht weit fortgeschritten. Verlässt eine Komponente aber das Unternehmen, reißt der Informationsfluss oft ab. Hier besteht noch erheblicher Entwicklungsbedarf, um eine durchgängige digitale Abbildung zu erreichen. Dazu ist ein neutraler Standard oder eine ­neutrale Plattform für digitale Zwillinge erforderlich. 

Gibt es schon Anstrengungen in diese Richtung?
Für einzelne, spezifische Anwendungsfälle ­existieren ­bereits datenbasierte Lösungen. Insbesondere die ­Wartung von Triebwerken ist hier sehr weit fortgeschritten. Dort sind bereits alternative Geschäftsmodelle verbreitet, bei denen nicht mehr nur das Triebwerk sondern die Bereitstellung der Triebwerksleistung verkauft wird. Das heißt, dass der Triebwerkshersteller somit auch die Wartung übernimmt und damit verantwortlich dafür ist, dass das entsprechende Triebwerk betriebsbereit ist und die vereinbarte Leistung zur Verfügung steht. 

Spielt Künstliche Intelligenz dabei eine Rolle?
Aktuell wird am Thema KI geforscht, um Informationen und Entwicklungen aus komplexen und großen Datenmengen abzuleiten. Klassische Modellierungsansätze sind ab einem gewissen Grad zu aufwändig, benötigen Informationen, die vielleicht nicht verfügbar sind, und stellen auch nur eine Abstraktion eines Sachverhaltes dar, wodurch sie ebenfalls fehlerbehaftet sind. KI bietet die Möglichkeit, klassische Modelle durch datenbasierte ­Modelle zu ersetzen und so einerseits komplexe Zusammenhänge zu analysieren. Andererseits sollen hierdurch auch neue Zusammenhänge erschlossen werden, die auf den ersten Blick nicht offensichtlich sind. 

Wie verändern Digitalisierung und KI Ihrer Meinung nach die Zukunft des Fliegens? 
Die meisten Änderungen durch KI werden zunächst wohl ›unter der Haube‹ erfolgen. Hier ist davon auszugehen, dass insbesondere zur Abbildung komplexer Zusammenhänge verstärkt KI genutzt wird. Klassische Modelle stoßen langsam an ihre Grenzen oder sind wenig effizient. Die Luftfahrt ist sehr sicherheitsorientiert. Autonome KI-Systeme liegen hier noch in ferner Zukunft. Ich gehe eher davon aus, dass KI zum Erleichtern und Beschleunigen von Lösungsfindungen verwendet wird. Diese Lösungen müssen dann natürlich allen Ansprüchen hinsichtlich der Nachvollziehbarkeit und anderen Aspekten genügen.

Bedeutet das, Piloten könnten in naher Zukunft durch KI ersetzt werden?
Dass kleine, unbemannte Luftfahrzeuge zunehmend die ihnen übertragenen Aufgaben autonom ­ausführen, ist durchaus realistisch. Der ­klassische Pilot wird uns aber noch lange erhalten bleiben. Aufgaben, die heute der Autopilot übernimmt, sind sehr gut ­definiert und daher in ihrer Komplexität überschaubar. Sicherlich werden Piloten bei einigen Aufgaben zunehmend durch technische Systeme unterstützt – insbesondere in komplexen und unvorhersehbaren Situationen ist der Mensch aber noch unverzichtbar. Hier wird es so schnell keinen Ersatz geben. 

Wie sicher ist überhaupt das ­digitale Flugzeug?
Das ist abhängig davon, was unter ›digital‹ verstanden wird. Die Steuerung von Flugzeugen und einzelnen ­Komponenten erfolgt heute schon digital – ebenso wie bei Autos und allen anderen Systemen, die uns umgeben. Technische Innovationen in der Luftfahrt müssen höchsten Sicherheitsanforderungen genügen, damit sie ­implementiert werden. Zwar ist die Luftfahrt ­vielfach Keim technischer Innovationen, jedoch dürfen wir die sehr langen Entwicklungszeiten und den Entwicklungsaufwand nicht vergessen. Das ist in der öffentlichen Wahrnehmung oft nicht präsent, sorgt aber letztendlich für die enorme Sicherheit, die wir heute erreicht haben.

Welche Trends und Aufgaben im Bereich Digitalisierung von Flugzeugkomponenten erwarten Berufseinsteiger?
Durch die Verarbeitung und Verknüpfung von Daten ­können neue Erkenntnisse, wie beispielsweise über den Zustand einer Komponente, ­erlangt werden. Das ermöglicht wiederum neue Geschäfts­modelle, etwa in der Instandsetzung und Flottenplanung, ähnlich wie der Aufschwung von Car-­Sharing-Anbietern: Das Auto an sich verändert sich nicht, aber das Geschäftsmodell, mit dem es betrieben wird. Für diesen Umbruch werden Experten aus verschiedensten Fachbereichen benötigt. Dazu zählen neben den ­klassischen Ingenieuren insbesondere Datenwissenschaftler, Informatiker und Mathematiker, die die methodische und technische Grundlage für die fortschreitende Digitalisierung schaffen sollen. Genauso werden jedoch auch Elektrotechniker, Mechatroniker, Physiker und Simulationsexperten benötigt, um technische Systeme zu entwickeln, die in diesem Umfeld genutzt werden können. Im Zuge des Wandels ändert sich auch die Arbeitswelt. Diese ­öffnet zunehmend Gestaltungsspielräume, fordert und fördert ein hohes Maß an Kreativität und Interdisziplinarität. Wer an diesen Veränderungen mitwirken möchte, hat dazu heute mehr Möglichkeiten denn je.

Interview: Felix Schmidt


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