Abheben mit KI

Fliegen kann für viele Reisende eine nervenaufreibende und frustrierende Erfahrung sein. Verspätungen, Annullierungen, verpasste Anschlüsse, verlorenes Gepäck, lange Warteschlangen und Sicherheitskontrollen – dies sind nur einige der häufigsten Probleme, die das Reisen zur Strapaze machen können. Für die Fluggesellschaften kostet ein verspäteter Flug zwischen 45 und 182 Euro pro Minute, da dieser zu weiteren Aufwendungen führt, etwa für verpasste Anschlüsse, Übernachtungen, Entschädigungszahlungen und Zustellung von zurückgebliebenem Gepäck.¹

Künstliche Intelligenz (KI) hat das Potenzial, die Luftfahrtindustrie zu transformieren und Flugreisen nahtloser, effizienter und damit kundenorientierter zu machen. Zudem kann KI den Führungskräften in der Luftfahrtbranche helfen, ihre operativen Ziele zu erreichen: eine schnellere, stabilere und zuverlässigere Abfertigung, die wiederum zu mehr Kundenzufriedenheit und -loyalität führt. Doch nicht alle KI-Methoden sind gleich, und unterschiedliche Situationen erfordern unterschiedliche Ansätze. Dieser Artikel zeigt, wie KI auf drei verschiedene Arten eingesetzt werden kann – mit rückblickenden, Echtzeit- und vorausschauenden Analysen – jeweils mit dem Ziel, den Flugverkehr zu beschleunigen.

Zufriedenere Fluggäste durch verbesserte Pünktlichkeit

Die Zufriedenheit der Fluggäste ist von vielen Faktoren abhängig. Unsere langjährige Erfahrung mit Kunden von Fluggesellschaften und Flughäfen hat gezeigt, dass Pünktlichkeit der größte Hebel ist und einen Einfluss von über 20 Prozent auf die Zufriedenheit der Passagiere einer Fluggesellschaft hat.² Allerdings steht es mit der Pünktlichkeit auf den großen europäischen Flughäfen nicht besonders gut. Im Sommer 2024 beispielsweise waren 40 Prozent der Flüge um mehr als 15 Minuten verspätet.³ Somit sind die Stabilität und Zuverlässigkeit des Betriebs für die Führungskräfte in der Luftfahrt ein zentrales Thema.

Diese Ziele zu erreichen, ist jedoch nicht einfach. Die Luftfahrtindustrie ist komplex und umfasst viele voneinander abhängige Faktoren und Akteure. Damit ein Flugzeug pünktlich abheben kann, müssen die Abläufe am Boden (z. B. Betankung, Beladung und Wartung), im Flugzeug (z. B. Reinigung, Catering, Rotation der Crew) und im Terminal (z. B. Gepäckabgabe, Sicherheitskontrollen und Boarding) reibungslos funktionieren. Dies erfordert einen hohen Koordinationsaufwand zwischen der Fluggesellschaft, dem Flughafen und den verschiedenen Dienstleistern. Darüber hinaus verschärfen die wachsende Anzahl von Flügen und Passagieren in Verbindung mit einem Mangel an Fachkräften das Problem.

Um die Stabilität und Zuverlässigkeit des Betriebs solch hochkomplexer Flughafensysteme zu gewährleisten, werden datengesteuerte und KI-basierte Lösungen zunehmend unverzichtbar. Diese Lösungen können komplizierte Vorgänge transparent machen, bei der Entscheidungsfindung helfen, sich wiederholende Prozesse automatisieren und bei der operativen Planung unterstützen. 

Rückschau: KI-gestützte rückblickende Analyse

Eine der Möglichkeiten, wie KI die Luftfahrtindustrie verbessern kann, ist die rückblickende Untersuchung vergangener Ereignisse und Ergebnisse. Flughäfen und Fluggesellschaften erhalten dadurch die Möglichkeit, die Ursachen von Problemen wie Verspätungen, Annullierungen oder Beschwerden im Nachhinein zu ermitteln und aus ihren Fehlern und Erfolgen zu lernen. Kausale KI (oder kausale Inferenz) ist eine Methode, mit der sich ursächliche Beziehungen zwischen vielen eng miteinander verbundenen Variablen ermitteln lassen, wie etwa der Verspätung bei der Abfertigung in Abhängigkeit von den Wetterbedingungen, der Flugverkehrskontrolle, der Verfügbarkeit von Personal, den Anforderungen an die Ausrüstung und individuellen Prozessverzögerungen. Durch den Einsatz kausaler KI können Flughäfen und Fluggesellschaften Erkenntnisse darüber gewinnen, wie ihre Gesamtverspätungszeit beeinflusst wird, und vor allem, welche der Hunderten von Faktoren dabei eine wichtige Rolle spielen.

Dank dieser fortschrittlichen KI-Methoden ist es möglich, die Auswirkungen versteckter Ursachen auf die Verzögerungen bei der Abfertigung zu ermitteln. Anhand dieser Erkenntnisse und auf Basis einer umfassenden Kenntnis der branchenspezifischen Abläufe können Führungskräfte strategische Entscheidungen treffen, die sich genau auf diejenigen Prozesse konzentrieren, die am meisten zur Vermeidung künftiger Verzögerungen beitragen können. Bei Flügen, bei denen es auf eine beschleunigte Abfertigung ankommt, um vorangegangene Verspätungen wieder aufzuholen, müssen die Verantwortlichen beispielsweise in Erwägung ziehen, den Einsteigevorgang über mehrere Türen gleichzeitig vorzunehmen (Dual-Boarding), Reinigungsumfänge zu reduzieren oder mit verstärkter Lademannschaft zu Beladen.

Die Verarbeitung natürlicher Sprache (Natural Language Processing, NLP) ist eine weitere wertvolle KI-Methode für rückblickende Analysen. NLP wird eingesetzt, um die menschliche Sprache zu analysieren und zu verstehen. Dazu gehören zum Beispiel sogenannte Sentiment-Analysen, um einzuschätzen, welche Stimmung hinter einer Meinungsäußerung steckt, und Methoden zur Textklassifizierung. Mithilfe von NLP können Flughäfen und Fluggesellschaften Textinformationen wie etwa Feedback und Beschwerden von Kunden verarbeiten und sortieren und dadurch proaktivere und individuellere Antworten geben. Dies kann dazu beitragen, versteckte Schwachstellen in betrieblichen Abläufen zu identifizieren, für die sonst keine oder nur unstrukturierte Textdaten vorliegen. Darüber hinaus können auch Sicherheitsberichte mit NLP-Methoden analysiert werden, um so die Verfolgung von Sicherheitsereignissen auf Flughäfen mithilfe von historischen und Echtzeit-Daten zu erleichtern. Das ermöglicht ein schnelles Eingreifen bei häufigen oder kritischen Feststellungen im Hinblick auf die Sicherheit. Und ganz allgemein kann NLP dazu beitragen, neue Datenquellen nutzbar zu machen und ein ganzheitlicheres Bild bereitzustellen.

Bessere Entscheidungen mit KI-gestützten Analysen in Echtzeit

Eine weitere Möglichkeit, wie KI die Luftfahrtindustrie optimieren kann, ist die Echtzeitanalyse, das heißt die gleichzeitige Untersuchung von aktuellen Ereignissen und Ergebnissen. Flughäfen und Fluggesellschaften können damit ihren laufenden Betrieb überwachen und steuern sowie schnell und effektiv auf veränderte Situationen und Anforderungen reagieren. KI-basierte Echtzeitanalysen und entscheidungsunterstützende Systeme sind hilfreich, um die Pünktlichkeit insgesamt zu verbessern, insbesondere wenn es um standardisierte Umleitungs- und Umplanungsentscheidungen geht. Dank fortschrittlicher Optimierungsmethoden können Flughäfen und Fluggesellschaften ihre Flugpläne in Echtzeit anpassen und so auf unvorhergesehene Ereignisse wie Verspätungen, Annullierungen oder Unterbrechungen reagieren. 

Unerwartete Verspätungen bei ankommenden Flügen sind ein gutes Beispiel für eine Einsatzmöglichkeit solcher KI-gestützten Analysen. Zunächst müssen die Passagiere mit Anschlussflügen umgeleitet werden. Da die Planer in kurzer Zeit komplexe Entscheidungen zu treffen haben, sollten sie durch Algorithmen unterstützt werden, die alle relevanten Faktoren berücksichtigen. Fortschrittliche Optimierungsmethoden können gleichzeitig mehrere Aufgaben bewältigen – beispielsweise die Verspätungen von Passagieren minimieren und zugleich die Kosten für die Umleitung niedrig halten – und dabei komplexe Einschränkungen wie Zeitrahmen und Verfügbarkeit berücksichtigen. Auch Entscheidungen über die Wahl einer neuen Parkposition für das Aus- und Einsteigen der Passagiere am Flugsteig oder auf dem Vorfeld, wenn ein vorausgehender Flug die Position länger blockiert, können mit solchen Optimierungsmethoden leichter getroffen werden. In kritischen Situationen fordern diese KI-gestützten Tools den Planer zur Zustimmung auf oder bieten eine Auswahl möglicher Lösungen an. So kann die KI den Verantwortlichen die Folgen ihres Handelns transparent machen und ihnen dabei helfen, auch in komplexen Situationen fundiertere Entscheidungen zu treffen. Die Möglichkeit, mithilfe automatisierter Systeme dynamisch und in Echtzeit auf Probleme oder Verspätungen reagieren zu können, verschafft Fluggesellschaften und Flughäfen einen Vorsprung, wenn es darum geht, die Stabilität und damit die Pünktlichkeit zu verbessern.

Mit vorausschauenden KI-Analysen die Zukunft voraussagen

Eine dritte Möglichkeit, wie KI die Luftfahrtindustrie verbessern kann, ist die prospektive Analyse, das heißt die vorausschauende Untersuchung oder Vorhersage künftiger Ereignisse und Ergebnisse. Flughäfen und Fluggesellschaften können mithilfe dieser Methoden die Zukunft antizipieren, sich auf kommende Ereignisse vorbereiten und die sich bietenden Chancen und Herausforderungen nutzen.

Eine vorausschauende Analyse ist in der Luftfahrtindustrie insbesondere im Hinblick auf die Wartung von Flugzeugen hilfreich. Jede Minute, die ein Flugzeug am Boden steht, bedeutet einen Umsatzverlust, daher ist es so wichtig, die Wartungszeiten so kurz wie möglich zu halten. Zahlreiche Einschränkungen, wie die verfügbare Zeit zwischen den Flügen, Arbeitsstunden und Material, machen dies selbst bei routinemäßiger Wartung zu einer anspruchsvollen Aufgabe. Noch schwieriger wird es, wenn unvorhergesehene Zwischenfälle wie Defekte im Kabinenbereich auftreten oder Lackierarbeiten an der Flugzeugzelle notwendig sind, die nicht während der geplanten Schicht erledigt werden können. Für solche Fälle müssen Pufferzeiten für nicht routinemäßige Wartungsarbeiten mithilfe fortschrittlicher Prognosemodelle eingeplant werden. Solche Modelle ermöglichen dynamische Pufferberechnungen für Wartungsereignisse und können in automatisierte Planungswerkzeuge integriert werden, um die kontinuierliche Betriebsfähigkeit und Pünktlichkeit von Flugzeugen zu gewährleisten.

KI-gestützte digitale Zwillinge sind das Mittel der Wahl, wenn es um die strategische Nutzung von vorausschauenden Analysen geht. Vorbereitung auf die Zukunft bedeutet, Notfallpläne für mögliche zukünftige Szenarien zu entwickeln. Das kann die Modellierung von Szenarien für disruptive Ereignisse wie extreme Wetterbedingungen, unerwarteten Arbeitskräftemangel oder Ressourcenknappheit beinhalten. Mithilfe eines optimierungs- oder simulationsgestützten digitalen Zwillings lassen sich für solche Fälle die jeweils besten Gegenmaßnahmen ermitteln. Ebenso sollten strategische Entscheidungen oder Investitionen heute auf Simulationen und Sensitivitätsanalysen zu wichtigen Fragen beruhen, wie etwa: Was passiert, wenn wir die Mindestanschlusszeit erhöhen oder verringern? Wie wirkt es sich auf die Pünktlichkeit aus, wenn wir mehr Personal für die Gepäckabfertigung einsetzen? Wie muss ich meinen Wartungsplan anpassen, um die Lufttüchtigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig mit einer geringen Verfügbarkeit von Arbeitsstunden umzugehen? Datengestützte Simulationen können diese Auswirkungen modellieren und dazu beitragen, wichtige strategische Entscheidungen daraus abzuleiten und die betriebliche Resilienz zu stärken.

Strategischer Einsatz von KI für nahtlosen Flugverkehr

KI ist ein wichtiger Hebel für Fluggesellschaften und Flughäfen, um die Pünktlichkeit zu erhöhen. Sie sollte genutzt werden, um Erkenntnisse für wichtige Entscheidungsprozesse zu erlangen. Das Spektrum reicht von strategischen Entscheidungen auf der Grundlage von rückblickenden Analysen (z. B. Identifizierung und Milderung von Ursachen für Verspätungen im Hinflug) über Echtzeit-Entscheidungen (z. B. Umleitung von Passagieren) bis hin zu vorausschauenden operativen Entscheidungen (z. B. optimale Wartungsplanung).

Alle drei Analysemethoden sind in der Luftfahrtindustrie hilfreich, um Lösungen für dringende Probleme zu finden. Dennoch verlassen sich viele Fluggesellschaften und Flughäfen nach wie vor nur auf rückblickende Analysen, um ihre Probleme im Nachhinein zu untersuchen, oder sie treffen Notfallmaßnahmen auf der Basis von Echtzeit-Feedback. Um in der Branche wettbewerbsfähig zu bleiben, können es sich die Akteure aber nicht leisten, nur reaktiv zu sein und die Probleme, die zu Verzögerungen führen, nur rückblickend zu untersuchen. Es bedarf strategischer Gegenmaßnahmen, um Probleme abzumildern, noch bevor sie entstehen, und die Prozesse müssen verbessert werden, um Probleme schließlich ganz zu vermeiden. Durch den Einsatz KI-basierter Methoden können die Akteure auf unerwartete Ereignisse oder Störungen dynamisch und in Echtzeit reagieren, und sie können proaktiv handeln, bevor unvermeidliche Ereignisse eintreten. Luftfahrtunternehmen können also mithilfe von KI strategischer agieren, statt nur zu reagieren.

Dazu müssen sich Flughäfen und Fluggesellschaften nicht nur die vielfältigen KI-Methoden und -Analysen zunutze machen, sondern auch verstärkt darauf setzen, Probleme bereits vor ihrer Entstehung proaktiv zu vermeiden. Der Schlüssel zum Erfolg sind kontinuierliche strategische Entscheidungen, die auf KI-gestützten rückblickenden Analysen in Kombination mit intelligenten Echtzeitanalysen und ausgefeilten vorausschauenden Analysen basieren. Letztlich verschafft dieser Dreiklang Führungskräften in der Luftfahrt einen wichtigen Vorsprung in der Branche und hilft ihnen ihr Ziel zu erreichen: einen möglichst nahtlosen Flugverkehr.