Kooperation im Projekt „(K)ISS – Künstliche Intelligenz für die Diagnose der Internationalen Raumstation ISS“ (KISS)

In dem Projekt UT 7020 – „(K)ISS – Künstliche Intelligenz für die Diagnose der Internationalen Raumstation ISS“ (KISS) beabsichtigt die Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg (HSU) mit Hilfe künstlicher Intelligenz (KI) intelligente Assistenzsysteme für die internationale Raumstation ISS (ISS) zu entwickeln, die in der Lage sind, auf Basis von Echtzeit-Datenströmen Fehler automatisch zu identifizieren

Auftragsgegenstand ist die Zusammenarbeit zur Entwicklung von KI-gestützten intelligenten Assistenzsystemen, die Reparaturvorgänge erheblich vereinfachen und beschleunigen.

Im Rahmen des KISS-Projekts adressiert die HSU einen zentralen Aspekt zukünftiger KI-Forschung: Die Integration von neuronalen Netzen und symbolischen KI-Methoden. Aus Sicht der KI sind Anomalieerkennung und Diagnose zwei grundsätzlich unterschiedliche Probleme. Aktuell gibt es keine kompatiblen Lösungsansätze. Diesen Missstand will die HSU in Zusammenarbeit mit dem Auftragnehmer beheben.

Im KISS-Projekt wollen die Kooperationspartner KI-gestützte intelligente Assistenzsysteme entwickeln, die Reparaturvorgänge erheblich vereinfachen und beschleunigen. Anstelle von aufwendigen manuellen Prozessen zur Analyse der Fehlerursachen, die viel Zeit in Anspruch nehmen, sollen diese Systeme innerhalb von Sekunden auf mögliche Zusammenhänge hinweisen, Fehler erklären und Lösungsvorschläge unterbreiten. So lässt sich wertvolle Zeit sparen und die operative Verfügbarkeit des komplexen Systems nachhaltig verbessern. Dadurch bleibt mehr Budget, Zeit und Verfügbarkeit für den eigentlichen Nutzungszweck der ISS, die wissenschaftliche Erforschung des Weltraums.

Ziel des KISS-Projekts ist, eine praktische Softwarelösung zu implementieren, die folgende Funktionalitäten bereitstellt:

• Automatische KI-getriebene Erkennung von Anomalien in unterschiedlichen ISS-Subsystemen durch Analyse von Streaming-Daten (in Echtzeit mit hoher Samplingrate)

• Benachrichtigungen an das Experten-Team der Airbus in Bremen und an das Control-Center der ISS über auftretende Anomalien

• Automatische und KI-getriebene Diagnose (Root-Cause Analyse) für erkannte Anomalien

• Bereitstellung von Handlungsempfehlungen und Reparaturanweisungen zur Behebung der Anomalien für die verantwortlichen Ingenieure

• Initiierung von Maßnahmen zur automatischen Reparatur bei zeitkritischen Fehlern

Die Ergebnisse des Forschungsprojekts sind voraussichtlich auch für andere technische Systeme einsetzbar. Die ISS ist durch ihre extremen Einsatzbedingungen besonders gut geeignet, innovative KI-gestützte Assistenzsysteme zu erforschen und zu entwickeln. Aufgrund der hohen Komplexität lassen sich die entwickelten Lösungen höchstwahrscheinlich leicht auf weniger komplexe Zusammenhänge übertragen.

Im KISS-Projekt erbringt der Auftragnehmer primär Tätigkeiten der angewandten Forschung sowie der experimentellen Entwicklung und ist für den Versuchsaufbau in der Einsatzumgebung an der ISS zuständig. Er erforscht insbesondere Methoden der Datennutzung und wird die Wartungssysteme der ISS anpassen. Er ist dafür zuständig, Anforderungen an die zu entwickelnden Lösungen zu erheben und Systemkausalitäten zu modellieren.

Der Auftragnehmer hat vor kurzem bereits einen Demonstrator für ein ISS Health Monitoring System entwickelt, welcher die Sensordaten der ISS entgegennimmt, verarbeitet und in Dashboards darstellt. Er hat hier beispielsweise auch eine einfache Anomalieerkennung für einer der Subsysteme der ISS implementiert.

Der Auftragnehmer steuert das Anwendungsszenario für das Projekt und einzigartiges Fachwissen über die ISS bei. Er gewährt der HSU Zugriff auf archivierte und exportierte Daten aus dem ISS-System aus 11 Jahren (u.a. von ca. 20.000 Sensoren, Kommandos, Tickets vom Control-Center inkl. Problemlösungsdaten).

Erläuterung:

Die HSU darf im KISS-Projekt mit der Airbus Defence & Space GmbH (Airbus) ohne vorheriges wettbewerbliches Vergabeverfahren zusammenarbeiten. Die Voraussetzungen zum Abschluss eines Vertrages nach einem Verhandlungsverfahren ohne Teilnahmewettbewerb nach § 14 Abs. 4 Nr. 2 lit. b), Abs. 6 VgV liegen vor.

Aus technischen Gründen kommt als Auftragnehmer nur Airbus in Betracht. Das Projekt erfordert den Zugriff der HSU auf Daten der Wartungssysteme der ISS sowie ISS-spezifisches Fachwissen, das nur Airbus zur Verfügung stellen kann.

Die Voraussetzungen des Ausnahmetatbestands liegen hier vor. Airbus ist Monopolist für die erforderlichen Leistungen. Sie ist das einzige Unternehmen in Europa, das für den Second-Level-Support der ISS verantwortlich ist. Damit geht einher, dass nur sie der HSU die für den Projekterfolg erforderlichen Daten, das ISS-spezifische Fachwissen und Zugriff auf die ISS-Wartungssysteme bereitstellen kann. Kein anderes Unternehmen war an der Konstruktion der ISS in ähnlichem Umfang beteiligt und verfügt über vergleichbare Kenntnisse und Zugriffsrechte.

Die im Projekt avisierte KI-gestützte Integration von Anomalieerkennung und Diagnose für die ISS kann die HSU nur in Kooperation mit Airbus untersuchen. und entwickeln zu können. Die HSU benötigt den unmittelbaren Zugriff auf die Daten der Wartungssysteme der ISS, um die Algorithmen der KI-gestützten Assistenzsysteme erforschen und entwickeln zu können. Diese Bedingungen kann nur Airbus bieten, kein anderes Unternehmen in Europa verfügt über vergleichbare Voraussetzungen und Rechte. Airbus erlaubt der HSU den erforderlichen Zugriff sowohl auf Datenströme der ISS und ihrer Visualisierung als auch auf archivierte Daten aus 11 Jahren.

Wegen ihrer umfassenden Erfahrungen mit der Wartung und Funktionsweise der ISS ist auch nur Airbus ist in der Lage, die Anforderungen an die von der HSU zu entwickelnde Algorithmik zu erheben und die in die Entwicklung einfließenden Systemkausalitäten zu modellieren. Aufgrund ihrer Zuständigkeit kann einzig Airbus die Wartungssysteme der ISS in der experimentellen Entwicklung im KISS-Projekt anpassen und die dafür notwendige Hard- und Softwarearchitektur bestimmen.

Airbus liefert zudem essentielle Vorarbeiten für die Forschung der HSU. Sie hat bereits einen Demonstrator entwickelt, der Sensordaten der ISS entgegennimmt, verarbeitet und in Dashboards darstellt. In diesem Zusammenhang hat sie auch eine einfache Anomalieerkennung für eines der ISS-Subsysteme implementiert.

Zum Abschluss der Kooperationsvereinbarung mit Airbus besteht gemäß § 14 Abs. 6 VgV keine vernünftige Alternative oder Ersatzlösung. Die HSU ist auf die Kooperation mit Airbus angewiesen, um intelligente Assistenzsysteme für die ISS entwickeln und so die Sicherheit an Bord zu erhöhen. Die Daten und die Mitarbeit von Airbus sind notwendig, um die Anforderungen an die Assistenzsysteme für die automatische Fehleridentifikation zu identifizieren und diese im Anwendungsszenario zu entwickeln. Kein anderes Unternehmen kann der HSU den für die Forschung und Entwicklung notwendigen Echtzeit-Datenstrom von Sensoren der ISS zur Verfügung stellen und die für die experimentelle Entwicklung notwendigen Anpassungen an den Wartungssystemen vornehmen.

Der fehlende Wettbewerb ist nicht das Ergebnis einer künstlichen Einschränkung der Auftragsparameter. Die besonderen technischen Anforderungen beruhen auf sachlichen Gründen. Die Alleinstellung von Airbus folgt lediglich aus dem Sachzusammenhang. Als maßgeblich an der Entwicklung der ISS beteiligtes und einziges für den Second-Level-Support des Moduls zuständiges Unternehmen kommt nur sie als Vertragspartner in Betracht. An der Entwicklung der Assistenzsysteme besteht ein großes öffentliches Interesse, weil sie die Funktionsfähigkeit der ISS sichert. Aufgrund der hohen Entfernung und der extremen Einsatzbedingungen profitieren die ISS und damit die europäische Weltraumforschung erheblich von den Forschungsergebnissen.

Genaue Angaben zu den Fristen für die Einlegung von Rechtsbehelfen: