FastGate - Autonomie auf dem Flughafen-Vorfeld / Intelligentes Monitoring und Management von automatisierten Prozeduren auf dem Flugfeld
Advanced Systems Engineering / Heinz Nixdorf Institut
Die Luftfahrtindustrie steht angesichts der drängenden Notwendigkeit der Dekarbonisierung vor einer herausfordernden Aufgabe. Mit dem steigenden Bewusstsein für die Auswirkungen des Luftverkehrs auf die Umwelt ist es unerlässlich geworden, innovative Lösungen zu finden, um die CO2-Emissionen zu reduzieren und den Lärmpegel zu minimieren. Eine der Schlüsselherausforderungen liegt in der Optimierung des gesamten Flugbetriebs, wobei Sekundäraktivitäten wie das Rollen der Flugzeuge auf dem Vorfeld eine entscheidende Rolle spielen. In diesem Zusammenhang stellt der Einsatz alternativer Antriebe eine vielversprechende Option dar, um die Umweltauswirkungen und die Betriebskosten zu verringern.
Ausgangssituation
Die moderne Luftfahrt-Industrie steht vor wesentlichen Herausforderungen hinsichtlich ihrer Zukunftsfähigkeit. Das Mobilitätsbedürfnis einer modernen, globalisierten Gesellschaft steht im Konflikt mit den globalen Herausforderungen rund um eine klimafreundliche Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft. Besonders auffällig ist, dass – obwohl die Luftfahrt in der Luft durch eine hohe Automatisierung und technische Unterstützung für menschliche Operatoren wie die Pilotinnen und Piloten gekennzeichnet ist – die Abfertigungsprozesse am Boden in der überwiegenden Mehrheit manuell ablaufen. Aus dieser Ausgangslage ergibt sich das Potenzial, die Emissionsbilanz durch den Betrieb eines Flughafens hinsichtlich Lärm- und Umweltgas-Emissionen sowie die allgemeine Effizienz der Abläufe (z.B. Reduktion der Standzeiten und Treibstoffverbrauch) mit dem Einsatz automatisierter und autonom agierender Systeme, wesentlich zu verbessern. Eine der großen Herausforderungen dabei sind die hohen regulatorischen Anforderungen der Aufsichtsbehörden hinsichtlich der Zulassung neuer Technologien für die Luftfahrt.
Zielsetzung
Die Zielsetzung des FastGate Projektes ist es, ein Leuchtturmprojekt hinsichtlich technischer Lösungen und eines allgemeinen Vorgehens zu schaffen, um das Potenzial zur Emissionsreduktion und Effizienzsteigerung auf dem Vorfeld eines Flughafens zu nutzen. Zum Einsatz kommen dabei größtenteils Technologien wie automatisierte und autonome technische Systeme, welche im Umfeld der allgemeinen Entwicklung rund um Industrie 4.0 zum Standard gehören. Das Projekt bildet den kompletten Transformationspfad von den aktuell manuellen Abfertigungsprozessen zu dem Idealbild einer autonomen Flugzeugabfertigung ab, dabei adressiert es sämtliche organisatorischen und technischen Herausforderungen.
Vorgehensweise und Beitrag der Fachgruppe BEE
Das Projekt wird unter Beteiligung des Heinz-Nixdorf-Institutes, des Fraunhofer IEM, des Flughafens Paderborn sowie des Kreises Paderborn und verschiedener Praxispartner wie den Unternehmen Wheeltug und Aerosoft oder der Flugschule Paderborn realisiert. Jeder Partner bringt dabei seine eigenen Kompetenzen in das Projekt ein. Um die oben angesprochenen Herausforderungen der Transformation möglichst holistisch zu adressieren, ist das Projekt in mehrere Arbeitsbereiche unterteilt. Auf der technischen Seite werden mit einem Sensornetz auf dem Flughafenvorfeld und einer zentralen Datenplattform die Voraussetzungen für einen autonomen Betrieb des Vorfeldes geschaffen. Außerdem wird als Demonstrator für die Umsetzung ein Passagier-Gate für einen autonomen An- und Abdockprozess modifiziert. Auf der organisationalen Seite werden die allgemeinen Potenziale für die Automatisierung am Flughafen erhoben und Fragen der Akzeptanz und Interaktion menschlicher Operatoren mit den technischen Systemen adressiert. Der Beitrag der Fachgruppe BEE liegt schwerpunktmäßig im Themenfeld der Technologieakzeptanz. Die Aufgabe ist es, eine Brücke zwischen der technischen Entwicklung und den menschlichen Stakeholdern zu schlagen. Mit einem breiten ökonomischen Instrumentarium sowie qualitativen und quantitativen Forschungsansätzen werden Bedürfnisse, Befürchtungen und Anforderungen von Stakeholdern wie Pilotinnen und Piloten, Personen des Groundhandling oder Passagieren an die technische Entwicklung erfasst. Zu den konkreten Beiträgen im Projekt gehören eine qualitative Interviewstudie mit Pilotinnen und Piloten und eine quantitative Befragung zum Einsatz der Virtual-Reality Technologie in Training und Schulung der Mitarbeitenden des Flughafens. Das Ziel ist die Modifizierung und Entwicklung eines Technologieakzeptanzmodells, das den spezifischen Kontext der Luftfahrt berücksichtigt.