Im Jahr 2009 landete Chesley „Sully“ Sullenberger erfolgreich ein Verkehrsflugzeug auf dem kalten Hudson River, nachdem ein Schwarm Gänse in beide Triebwerke geflogen war und diese außer Betrieb gesetzt hatte. Alle 155 Passagiere an Bord überlebten. Kapitän Sully wurde als der heldenhafte Pilot hinter dem „Wunder auf dem Hudson“ gefeiert.
Die Luftfahrtindustrie lobt Sullenberger als Luftfahrt- und Sicherheitsexperten, weil er in einem Krisenmoment seine Pilotenausbildung nutzte, um Leben zu retten und eine Tragödie zu vermeiden. Auf dieses Worst-Case-Szenario – einen Ausfall von zwei Triebwerken – bereiten sich Piloten vor, hoffen aber, dass es nie eintritt.
FlightSafety International, ein Anbieter von Schulungen für die professionelle Luftfahrt, ist klar, dass nicht alle Piloten gleich sind. Ziehen wir zwei unterschiedliche Piloten als Beispiel heran: Einen, der aggressiv steuert, und einen, der umsichtig steuert. Beide erhalten die Zertifizierung der Federal Aviation Administration, aber der aggressivere Pilot wird für ein weniger wünschenswertes Passagiererlebnis sorgen. FlightSafety hat den inoffiziellen „Kapitän-Sully-Standard“ als Ziel für Absolventen der Flugschule etabliert. Aber wie macht die Organisation die Piloten ausfindig, die entweder die natürliche Fähigkeit haben, den Kapitän-Sully-Standard zu erfüllen, oder die Schüler am besten für einen höheren Standard auszubilden?
FlightSafety wollte die Piloten nicht nur auf einem höheren Niveau fortbilden, sondern auch das Training beschleunigen, um mit der geplanten Nachfrage Schritt zu halten. Im Jahr 2017 gab die Luftfahrtbranche bekannt, dass sie auf der Grundlage der Flugzeugkäufe großer Fluggesellschaften bis 2021 zusätzliche 637.000 Piloten benötigen würde. Die Strategen bei FlightSafety wussten, dass die Antwort auf diese Forderung in den Daten Flugsimulatoren zu finden sein mussten.
Echtzeitüberwachung im großen Maßstab
FlightSmart überwacht objektiv über 4.000 Variablen in Echtzeit.
Schnellere Ausbildung
Beschleunigt den Durchsatz der Ausbildung, um den prognostizierten Bedarf von 637.000 neuen Piloten bis 2021 zu decken
Vollflugsimulatoren sind große Systeme – im Vergleich etwa so groß wie ein Lastwagen. Der Innenraum ist einem originalgetreuen Cockpit mit Sensoren, Anzeigen und hintergrundbeleuchteten Bildschirmen nachempfunden. Die Entwicklung und Herstellung dieser Geräte kostet Millionen von Dollar. Um ein authentisches Flugerlebnis zu imitieren, sind Simulatoren wie der FlightSafety FS1000 mit fortschrittlichen Audio-, visuellen und Full-Motion-Funktionen ausgestattet.
Beim Pilotentraining generieren Simulatoren riesige Mengen an Echtzeitdaten zu jedem Manöver, jedem Tastendruck und jeder Berührung des Bildschirms. FlightSafety wollte diese Daten nutzen und wertvolle Erkenntnisse daraus gewinnen. Ebenso wichtig war, dass FlightSafety erkannt hatte, wie wichtig das Ausschöpfen von Daten ist. Das Unternehmen entschied sich für die Zusammenarbeit mit IBM, weil IBM vom US-Verteidigungsministerium als einer der drei besten KI-Anbieter eingestuft wurde und über eine nachgewiesene Erfolgsbilanz im Bereich Datensicherheit verfügt.
IBM und FlightSafety erfassen und nutzen nun diese digitalen Erkenntnisse. Nachdem Beendigung einer Flugübung können die Piloten ein Dashboard aufrufen, das ihre Leistung in Diagrammen, Berichten und Analysen aufschlüsselt. Das Dashboard stellt dar, was die Piloten getan haben, wie sie abgeschnitten haben und was verbesserungswürdig ist. Die Piloten sehen, wie viele Aufgaben sie ausgeführt haben, ob sich ihre Reaktionszeiten bei einem Notfall verbessern und auf welche Parameter sie sich als nächstes konzentrieren sollten. Das System gibt Aufschluss über den Trainingsstatus der einzelnen Piloten und ob diese normale Fortschritte machen bzw. ob Verbesserungsbedarf besteht.
Durch eine umfassende Auswertung dieser Daten können die Ausbilder erkennen, welche ihrer Piloten herausragende Leistungen erbringen, welche zusätzliche Aufmerksamkeit benötigen und ob sich negative Trends abzeichnen – nicht nur bei einzelnen Piloten, sondern auch in der Gesamtheit der Teilnehmer.
Die Verantwortlichen bei FlightSafety schlossen sich mit Experten von IBM zusammen und wandten das IBM Garage™Modell an, eine umfassende Strategie für Innovation und Transformation, mit dem neue Ideen schnell entwickelt und umgesetzt werden können. Sie erforschten gemeinsam, wie die traditionelle, lehrplanorientierte Pilotenausbildung – bei dem die Piloten unabhängig von der Beherrschung einer bestimmten Fähigkeit so viel oder so wenig üben, wie der Lehrplan vorschreibt – mithilfe von Daten verändert und auf adaptive Lernkonzepte umgestellt werden könnten.
Menschen in der Luftfahrt tendieren zu Struktur und Disziplin, daher war die vorhersehbare Frequenz und die schnelle Iteration von IBM Garage eine großartige Lösung für FlightSafety. Im Rahmen eines IBM Garage Enterprise Design Thinking-Workshops haben IBM-Datenwissenschaftler und die Luftfahrtexperten von FlightSafety überlegt, wie KI und maschinelles Lernen in das Geschäft von FlightSafety integriert werden können. Das Ergebnis des Workshops waren eine Vision und eine Roadmap für ein Minimum Viable Product (MVP), das mit Open-Source-Technologien für erweiterte Analysen in der Cloud entwickelt wurde.
„So wie das IBM Garage Modell aufgebaut ist, gibt es viele Möglichkeiten für die Interaktion. Ich glaube, dass ein kollaboratives Umfeld wie dieses mehr Spaß macht“, meint Bert Sawyer, Director of Government Strategic Management bei FlightSafety. „Es ist spannend, weil die Teams bei zweiwöchigen Sprints all diese neuen Erkenntnisse gewinnen und anfangen, Fragen zu stellen bzw. Vorschläge zu machen.“
Nach der nutzerzentrierten und agilen IBM Garage™ Methodik entwickelte das Team gemeinsam die erste Iteration von FlightSmart, einer adaptiven Lerntechnologie, die sich in einen Flugsimulator integrieren lässt. Bei jeder neuen Version von FlightSmart wurde das Feedback von Benutzern und Ausbildern berücksichtigt, selbst bei Designdetails wie der Änderung der Hintergrundfarbe des Dashboards, um es an die dunklen Bildschirme in einem Flugzeugcockpit anzupassen.
FlightSafety behielt sein Engagement für Innovationen auch während der COVID-19-Pandemie bei. Die agile und kollaborative IBM Garage Strategie lässt sich problemlos von persönlichen Interaktionen auf die virtuelle Teamarbeit übertragen. „Hätten wir das IBM Garage Modell nicht implementiert, hätte sich unser Entwicklungstempo durch den Ausbruch von COVID-19 erheblich verlangsamt. Wir würden wahrscheinlich Monate hinter dem heutigen Status zurückliegen“, erklärt Sawyer. „Durch die virtuelle Arbeit konnten wir jedoch das Fachwissen aller Mitarbeiter im IBM-FlightSafety-Team aufrechterhalten.“
Während die Nachwuchspiloten in Simulatoren trainieren, überwacht FlightSmart objektiv über 4.000 Variablen in Echtzeit. Die Daten zeigen die Leistung eines Nachwuchspiloten bei bestimmten Manövern und unterscheiden auch verschiedene Flugstile. Basierend auf diesen Trends erstellte das Team Benutzer-Personas wie „Vorsichtig“, „Reaktiv“, „Riskant“ und „Aggressiv“.
Industriestandards schreiben vor, wo ein Ausbilder im Simulator sitzen darf. Man nimmt an, dass der Ausbilder alles sieht, was der Pilot tut. Die Daten erzählen jedoch eine andere Geschichte. Als FlightSafety und IBM mit der Analyse von Flugsimulatordaten begannen, zeigten Empfindlichkeitsmuster, dass die Technologie Nuancen erfasste, die ein Mensch trotz der Nähe zu einem Piloten und gezielter Beobachtung nicht erfassen kann. Nehmen wir zum Beispiel die Rudersteuerung. Ein Ausbilder kann nicht feststellen, wie viel Kraft ein Pilot auf die Rudersteuerung ausübt, da die Füße des Piloten unter einer Konsole verborgen sind. Aber ein übermäßiger Einsatz der Rudersteuerung kann unter bestimmten Umständen zu negativen Ergebnissen führen. Mit FlightSmart können Ausbilder zuvor latente Verhaltensweisen in den Daten erkennen und bei Bedarf den Piloten persönlich coachen.
FlightSmart hat das Potenzial, neue Standards für die Luftfahrt zu etablieren. Die Erkenntnisse aus den Daten könnten nicht nur die Pilotenausbildung verändern, sondern auch die Strategie der Luftfahrtindustrie in den Bereichen Versicherung, Flugzeugbau und Renteneintrittsalter der Piloten beeinflussen. Darüber hinaus lassen sich die in FlightSmart eingebetteten Algorithmen, fortschrittlichen Analysen und Datenmodellierungen ohne weiteres auf andere Branchen übertragen. Stellen Sie sich vor, was KI und maschinelles Lernen für Zugingenieure, Schiffskapitäne, Lkw-Fahrer und Chirurgen bedeuten könnten.
Für seinen ersten Anwendungsfall hat FlightSafety FlightSmart erfolgreich auf einem US-Luftwaffenstützpunkt in Columbus im US-Bundesstaat Mississippi eingesetzt. Durch die Verbesserung von Training und Sicherheit kann FlightSmart Pilotenfehler reduzieren und die Zeit bis zur Kompetenzreife beschleunigen. Die Daten zeigen nicht nur, ob ein Pilot ein Manöver technisch korrekt ausführt, sondern auch, wie reibungslos er dies tut. Die Ausbilder können dank der ermittelten Personas und Erkenntnisse das Training für Einzelne oder eine Gruppe von Personen mit ähnlichem Flugstil anpassen und gestalten. Piloten können sich weniger auf die Fähigkeiten, die sie bereits beherrschen, konzentrieren, sondern mehr auf die Bereiche, wo Verbesserungsbedarf besteht. Diese Erkenntnisse führen zu einer geringeren Abwanderung der Nachwuchspiloten und weniger Belastung für die Ausbilder. Wie ein Ausbilder es ausdrückte, ist die objektive, automatisierte Leistungsaufschlüsselung für jedes Manöver eine „enorme Verbesserung“ gegenüber den heute verwendeten Werkzeugen.
Daten können auch dabei helfen, den Karriereweg eines Piloten von Militär- oder Frachtflugzeugen vorherzusagen. Ein Ausbilder kann frühzeitig Daten und KI nutzen, um aggressive Piloten zu erkennen, die sich in Kampfflugzeugen auszeichnen würden, oder um die leistungsschwächsten Schüler zu identifizieren, bei denen es unwahrscheinlich ist, dass sie die Zertifizierung erreichen. Der Betrieb von Simulatoren kostet etwa 1.000 USD pro Stunde. Wenn also die Erfolgswahrscheinlichkeit eines Nachwuchspiloten vorhergesagt werden kann, sparen FlightSafety und seine Kunden viel Zeit und Geld. Ein Absolvent einer Flugausbildung, der die Zertifizierung nicht erlangt, ist ein Fehler, der im wahrsten Sinne des Wortes Millionen Dollar kostet. Das sind die ungefähren Kosten, die ein Kunde, z. B. die Luftwaffe oder eine Fluggesellschaft, in jeden einzelnen Piloten investiert.
Wenn Sie das nächste Mal kostenlose Brezeln und Bordunterhaltung genießen, können Sie sich damit trösten, dass FlightSmart mehr Piloten effizienter ausbildet, die auf dem Weg sind, ihr volles Potenzial auszuschöpfen und den Kapitän-Sully-Standard zu erfüllen.
Sie möchten erfahren, was Daten und KI für Ihr Unternehmen leisten können?Sprechen Sie mit einem IBM Garage Experten.
FlightSafety (externer Link) wurde 1951 gegründet und ist ein professionelles Schulungsunternehmen für die Luftfahrt und Lieferant von Flugsimulatoren, visuellen Systemen und Displays für kommerzielle, staatliche und militärische Organisationen. FlightSafety hat seinen Hauptsitz in Melville im US-Bundesstaat New York, beschäftigt etwa 5.000 Mitarbeiter und bietet jedes Jahr mehr als 1,4 Millionen Schulungsstunden für Kunden aus fast 170 Ländern an.
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Hergestellt in den Vereinigten Staaten von Amerika, März 2022.
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