Systemanalyse: So unterstützt KI die Entwicklung von Raumfahrzeugen

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Um für Design und Produktion von Raumfahrzeugen frühzeitig und proaktiv Erkenntnisse zu gewinnen, setzt Lockheed Martin auf die System Invariant Analysis Technology (SIAT) von NEC. Die Lösung für die Systemanalyse nutzt von Sensoren gesammelte Daten, um das Verhalten der Systeme zu erlernen, und erkennt auf diese Weise automatisch Inkonsistenzen.

• Im gesamten Raumfahrtbereich setzt Lockheed Martin Technologien der künstlichen Intelligenz ein, um frühzeitig Erkenntnisse während der Produktion und für operative Anforderungen in der Mission zu gewinnen

• Das Unternehmen und die NEC Corporation haben eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet.

• Lockheed Martin nutzt dabei für die Systemanalyse die System Invariant Analysis Technology (SIAT) von NEC .

• Die Unternehmen schließen außerdem eine Lizenzvereinbarung mit einer mehrjährigen Option ab.

Mit dem Fokus, Tempo und Effizienz der Systemanalyse zu steigern, soll die Partnerschaft von Lockheed Martin und NEC bewährte Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML) über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg bereitstellen. Dies kann sich positiv auf die Design- und Produktionsphasen der Raumfahrzeugentwicklung auswirken, einschließlich der Anwendungen beim Raumfahrzeug Orion der NASA für die Artemis-Mission.

"Die Leistungsfähigkeit von KI wird in unserem gesamten Unternehmen genutzt, und mit einem vertrauenswürdigen Partner wie NEC erhalten wir die Ressourcen, um ihre Fähigkeiten in großem Umfang in unseren internen Abläufen zu erweitern", sagte Rick Ambrose, Executive Vice President von Lockheed Martin Space. "Durch die proaktive Analyse von Telemetriedaten sind wir in der Lage, unsere Systeme noch schneller zu liefern und die Arbeit zu rationalisieren, die unsere Mitarbeiter jeden Tag erledigen."

Seit mehreren Jahren arbeiten Lockheed Martin und NEC zusammen, um die Effektivität von SIAT für frühe Produktionstests und Betriebsszenarien zu evaluieren. In diesem Zusammenhang hat Lockheed Martin SIAT in den KI-Service Technology for Telemetry Analytics for Universal Artificial Intelligence (T-TAURI) integriert. Dies ermöglicht es dem Unternehmen, Anomalien während der Design-, Entwicklungs-, Produktions- und Testphase von Raumfahrzeugen noch besser proaktiv zu erkennen -- und noch vor dem Einsatz im Missionsbetrieb.

Systemanalyse nutzt Sensordaten und erlernt Verhalten von Systemen

Die Analyse-Engine SIAT von NEC nutzt von Sensoren gesammelte Daten, um das Verhalten von Systemen, einschließlich Computersystemen, Kraftwerken, Fabriken und Gebäuden, zu erlernen, so dass das System selbst Inkonsistenzen automatisch erkennen und Lösungen aufzeigen kann. Durch die Integration in die T-TAURI-Plattform von Lockheed Martin, ein umfassendes Zeitreihenanalyse-Framework, kann das Team ein umfassendes, ganzheitliches Verständnis eines Systems erlangen und so eine Grundlage für andere fortschrittliche Technologien wie digitale Zwillinge auf Systemebene schaffen. Seit der ersten Partnerschaft zwischen NEC und Lockheed Martin haben die Teams bereits Anwendungen für die frühzeitige Hinführung zur Erkennung von Produktionsanomalien und Software-Regressionstests gesehen.

"Wir sind begeistert, dass das von NEC entwickelte innovative SIAT einen Mehrwert für Lockheed Martin darstellt, da es nicht nur die Entwicklung komplexer Systeme, sondern auch die Einzigartigkeit der Erforschung des Weltraums adressiert", sagte Motoo Nishihara, Executive Vice President, CTO und Mitglied des Vorstands der NEC Corporation. "Gemeinsam sind wir bestrebt, unsere Lösung zu stärken und neue Wege zur Anwendung dieser Technologie zu finden."

Ergebnisse durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz

Lockheed Martin hat die Technologie für die Systemanalyse bereits bei mehreren Einsätzen erfolgreich angewandt. So nutzte das Team sie beispielsweise, um die enorme Datenmenge zu analysieren, die bei den Tests des Orion-Fahrzeugs anfiel. Innerhalb von vier Stunden erstellten T-TAURI und SIAT ein Modell des normalen Betriebs des Fahrzeugs aus fast 150'000 Sensoren, um über 22 Milliarden logische Beziehungen für die Analyse herzustellen. Die resultierenden Modelle lassen sich zur Überwachung aller zukünftigen Tests nachfolgender Fahrzeuge verwenden, um erwartetes und irreguläres Verhalten zu vergleichen, um Konsistenz zu analysieren und bei der Regressionsanalyse zu helfen. Ohne diese fortschrittlichen KI- und ML-Tools wäre es für einen einzelnen Ingenieur unmöglich, riesige Datenmengen manuell in der Geschwindigkeit zu analysieren, die für eine vollständige Auswertung der Daten erforderlich ist.

Auch in Zukunft wird KI bei zukünftigen Missionen auf verschiedene Weise zum Einsatz kommen. Dazu gehört die zukünftige Unterstützung von Bodenstationen für den Betrieb von Kundensatelliten sowie die Ausweitung der Anwendung für Systeme mit menschlicher Beteiligung, um eine höhere Geschwindigkeit bei der Erkennung von Anomalien und der Ursachenanalyse bei Missionen zu demonstrieren.

Bild: Im gesamten Raumfahrtbereich setzt Lockheed Martin KI-Technologie ein, um proaktive Einblicke während der Produktion und für operative Missionsanforderungen zu liefern. Bildquelle: Lockheed Martin

Mehr zu SIAT: https://www.nec.com/en/global/innovators/yoshihira/01.html

Weitere Informationen: https://www.lockheedmartin.com/ und https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/orion_factsheet2017_german.pdf

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