Für die Lufthansa Group ist die Zukunft des nachhaltigen Fliegens datengetrieben

Die Luftfahrtindustrie hat sich in den vergangenen Jahren verpflichtet, in den kommenden 30 Jahren das Ziel von netto null Treibhausgasemissionen zu erreichen. Ob dies gelingt, hängt unter anderem davon ab, ob nachhaltige Treibstoffe, CO₂-arme Flugzeugtechnik, und Optimierungsstrategien für einen effizienten Betrieb in der Luft und am Boden entwickelt und eingesetzt werden. Auch die täglichen Herausforderungen der Branche – etwa die ungewisse Verfügbarkeit von Ressourcen, schwankende Witterungsbedingungen und wirtschaftliche Instabilität – stellen die Airlines vor große Herausforderungen. Und nicht zuletzt müssen dabei noch die Erwartungen der Kund:innen erfüllt werden.

Die Lufthansa Group hat erkannt, dass dieses zunehmend komplexe Umfeld einen neuen Ansatz für das Datenmanagement erfordert und deshalb in Partnerschaft mit Google Cloud eine Plattform zur besseren Planung und Steuerung ihres täglichen Flugbetriebs entwickelt. KI-gestützte Szenarioplanung und eine bessere Sicht auf Wettermuster, Routenoptionen sowie Treibstoffeffizienz und Auslastung der Flugzeuge spielen eine wichtige Rolle für den Erfolg der Fluggesellschaft. Effizienzvorteile durch den Einsatz von Google Cloud und eine wirtschaftlichere Nutzung der Flugzeuge haben hier zu messbaren CO₂-Senkungen geführt.  

Verpasste Anschlüsse: Der zentralisierte Datenzugriff wird wichtiger 

Die Nachhaltigkeit nimmt im Tagesgeschäft der Lufthansa Group einen wachsenden Stellenwert ein. Gemeinsam mit Google Cloud hat die Fluggesellschaft eine Operations Decision Support Suite (OPSD) entwickelt. Die OPSD ist ein cloudbasiertes Tool zur Betriebsplanung, das auf Daten aus den Kernsystemen für Flugzeugrotation, Passagiermanagement, Crew-Management und technisches Flottenmanagement basiert. Ursprünglich von der Lufthansa-Tochter SWISS International Air Lines eingeführt, wird das Tool heute in der gesamten Gruppe eingesetzt.  

OPSD nutzt die Vorteile von Google BigQuery und Vertex AI um Analysen und Modelle zu erstellen und aus diesen Daten prädiktive Erkenntnisse für mögliche Szenarien abzuleiten, mithilfe derer die Teams im Operations Control Center der Airline zeitnah optimale Entscheidungen ermitteln können. Diese tragen dazu bei, dass das Unternehmen, etwa in Bezug auf die CO₂-Emissionen, seine Nachhaltigkeitsziele erreicht. 

„In Zusammenarbeit mit Google Cloud haben wir unser Passagiererlebnis durch eine optimierte Hub-Steuerung verbessert, sodass verpasste Anschlüsse vermieden werden“, erklärt Christian Most, Head of Project OPSD bei der Lufthansa Group. „Die höhere betriebliche Effizienz wirkt sich auch auf unsere Nachhaltigkeit aus. [Das] ist eine Technologie, bei der Sie mehrere Zielfunktionen zusammenfassen und die einzelnen Input-Faktoren situationsabhängig abwägen können, um am Ende die beste Lösung zu erhalten.“ 

Die Lufthansa Group hatte für das Optimierungsprojekt mehrere Technologiepartner in Erwägung gezogen und sich dann für Google Cloud entschieden, weil das OPSD-Team eine Lösung brauchte, die in verschiedensten Bereichen des Unternehmens funktioniert. Google Cloud bot sich nicht nur als Service-Provider, sondern auch als strategischer Partner an, der die Lufthansa Group beim Bau einer Plattform für diese funktionsübergreifenden Anforderungen unterstützen würde, so Most. 

Weniger Kraftstoffverbrauch durch intelligente Flugzeugzuweisung 

Die Lufthansa Group setzt Tools ein, mit denen sie ihre ehrgeizigen CO₂-Ziele schneller erreichen kann. Durch das im Oktober 2021 eingeführte Programm für Nachhaltigkeitspartnerschaften hatte Google Cloud bereits Erfahrung auf diesem Gebiet. Im Rahmen des Programms werden neue Technologien für die gewaltigen Datensätze und cloudnativen Lösungen entwickelt, die Kunden brauchen, um ihre Nachhaltigkeitsinitiativen zu beschleunigen. 

Mit einer pandemiebedingten Verspätung von einem Jahr nahmen die OPSD- und Google Cloud-Teams schließlich im Februar 2021 die Arbeit an mehreren Pilotprojekten auf. Sie stellten fest, dass der Kraftstoffverbrauch insbesondere durch Flugrotation verringert werden kann. 

Zur Flugrotation gehört die Auswahl eines Flugzeugs, das die Effizienz eines Fluges anhand von Faktoren wie Größe, Alter, Wartungsplan und Kraftstoffverbrauch erhöht. Der Treibstoffverbrauch während des Fluges ist je nach Flugzeug unterschiedlich. Er hängt hauptsächlich von Flugbahn und Triebwerkstyp ab. Ein klarer Überblick über die Verfügbarkeit der Flugzeuge ist daher wichtig, denn die Kraftstoffeffizienz vergleichbarer Flugzeuge kann um bis zu 10 % variieren. Ähnlich sieht es bei den Reinigungs- und Wartungsplänen aus: Die Sauberkeit eines Flugzeugs kann bei der Kraftstoffeffizienz mit zusätzlich 1 % zu Buche schlagen.  

Da die OPSD Daten zu Flugzeugwartung, Passagierbuchungen, Routen und Fracht vergleicht, kann das Unternehmen jedem Flug das effizienteste Flugzeug zuweisen und so seine Emissionen senken.

Ein Airbus A321neo (der Zusatz „neo“ steht für „New Engine Option“) etwa wäre auf einem vierstündigen Flug zu den Kanarischen Inseln um 15 % bis 20 % effizienter als der herkömmliche Airbus A321. Woher das Team das weiß? Durch die Google Cloud-Funktionen zur Szenarioplanung. Damit kann die Flugverkehrsleitung ermitteln, welches Flugzeug sich unter Berücksichtigung aller verfügbaren Echtzeitdaten am besten für eine bestimmte Route eignet. Auch wenn die aus solchen Einzelentscheidungen gewonnenen Effizienzvorteile gering sind, ergeben sie in Summe doch erhebliche Einsparungen.

„Jeder neuen Chance auf mehr Nachhaltigkeit wohnt dieser Zauber inne“, schildert Most. „Wenn mehrere Faktoren richtig gegeneinander abgewogen werden, ergibt sich ein Nutzen für die betrieblichen Prozesse, die Kunden – und für unsere  Kosten. Die Steigerung der Nachhaltigkeit bringt immer auch andere Vorteile mit sich.“

Genauere Wettervorhersagen mit Vertex AI 

Wer mal nach einem stornierten Flug am Flughafen festsaß oder aufgrund wetterbedingter Verspätungen einen Anschluss verpasst hat weiß, welchen Einfluss das Wetter auf das Reisen haben kann. Die Lufthansa Group und ihr Vorzeigeunternehmen SWISS nutzen deshalb Daten und Vertex AI, um auch bei ungünstigen Witterungsbedingungen effektiver zu planen und individuelle Anschlusszeiten vorhersagen zu können.

 Um etwa die Dauer der Bise (ein häufig auftretender kalter Nordostwind im Schweizer Mittelland) vorherzusagen, nutzt SWISS die Wetterdaten vergangener Jahre aus der ganzen Schweiz, um so deren Dauer vorherzusagen – denn in Zürich kann eine starke Bise zu Flugverspätungen und -stornierungen führen, bei der die Flugsicherung die Landekapazitäten um bis zu 30 % reduzieren muss. Auch die Abflugkapazität ist dadurch stark eingeschränkt, da sich die Wege startender und landender Flugzeuge kreuzen. Mit Vertex AI kann SWISS auf der Grundlage von Wetterdaten Szenarien modellieren, um Verspätungen genauer abzuschätzen und entsprechend zu planen.

„Wir können jetzt prognostizieren, wie lange die Bise dauern wird, wie stark die Winde sind und mit welchen Kapazitätseinschränkungen wir für diesen Zeitraum rechnen müssen. Dadurch können wir die Auswirkungen auf unseren Flugbetrieb genau vorhersagen, was bisher nicht der Fall war“, so Most. 

Bei einer Flugannullierung ermittelt das System außerdem effiziente Optionen zur Umbuchung innerhalb der Lufthansa Group. Für die Zukunft plant das Unternehmen, die Funktionen von Google Cloud auf weitere Beteiligte wie Flughäfen, Fluglotsen und andere Airlines auszuweiten, um noch mehr Effizienzgewinne zu erzielen. 

„Wir nennen das die Industrial Cloud: Ein System in dem wir alle zusammenarbeiten und Informationen austauschen, um gemeinsam den Flugbetrieb zu optimieren – und nicht nur uns selbst, denn das kann zu Engpässen führen“, erläutert Most. „Das ist die Vision, die wir verfolgen.“ 

Die Reise der Nachhaltigkeit geht weiter 

Nur 18 Monate nach Beginn dieser Initiativen mit Google Cloud hat die SWISS bereits

• ihre CO₂-Emissionen um geschätzte 7.400 Tonnen pro Jahr verringert – das entspricht 18 Hin- und Rückflügen einer Boeing 777 zwischen Zürich und New York City, oder 370 Rotationen zwischen London und Frankfurt

• mehr als die Hälfte der Flüge im Flugnetz der SWISS optimiert

• durch Straffung ihrer vier wichtigsten operativen Bereiche – Flugzeugrotation, Passagiermanagement, Crew-Management und technisches Flottenmanagement – 1,5 Millionen Schweizer Franken eingespart

• Agilität und Flexibilität erhöht, um mit Funktionen zur Szenarioplanung auf unerwartete Ereignisse reagieren zu können.