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Formulating an Engineering Framework for Future AI Certification in Aviation

Christensen, Johann Maximilian und Stefani, Thomas und Anilkumar Girija, Akshay und Hoemann, Elena und Vogt, Andrea und Werbilo, Viktor und Durak, Umut und Köster, Frank und Krüger, Thomas und Hallerbach, Sven (2025) Formulating an Engineering Framework for Future AI Certification in Aviation. Aerospace, 12 (6), Seiten 1-27. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/aerospace12060482. ISSN 2226-4310.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
631kB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2226-4310/12/6/482

Kurzfassung

A continuous increase in artificial intelligence (AI)-based functions can be expected for future aviation systems, posing significant challenges to traditional development processes. Established systems engineering frameworks, such as the V-model, are not adequately addressing the novel challenges associated with AI-based systems. Consequently, the European Union Aviation Safety Agency (EASA) introduced the W-shaped process, an advancement of the V-model, to set a regulatory framework for the novel challenges of AI Engineering. In contrast, the agile Development Operations (DevOps) approach, widely adopted in software development, promotes a never-ending iterative development process. This article proposes a novel concept that integrates aspects of DevOps into the W-shaped process to create an AI Engineering framework suitable for aviation-specific applications. Furthermore, it builds upon proven ideas and methods using AI Engineering efforts from other domains. The proposed extension of the W-shaped process, compatible with ongoing standardizations from the G34/WG-114 Standardization Working Group, a joint effort between EUROCAE and SAE, addresses the need for a rigorous development process for AI-based systems while acknowledging its limitations and potential for future advancements. The proposed framework allows for a re-evaluation of the AI/ML constituent based on operational information, enabling improvements of the system's capabilities with each iteration.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/213293/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Formulating an Engineering Framework for Future AI Certification in Aviation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Christensen, Johann Maximilianjohann.christensen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9871-122X186628420
Stefani, ThomasThomas.Stefani (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7352-0590186628421
Anilkumar Girija, Akshayakshay.anilkumargirija (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4384-9739186628422
Hoemann, Elenaelena.hoemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9315-548X186628423
Vogt, Andreaandrea.vogt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Werbilo, Viktorviktor.werbilo (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0008-9203-2312186628424
Durak, UmutUmut.Durak (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2928-1710186628425
Köster, FrankFrank.Koester (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krüger, Thomasthomas.krueger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hallerbach, SvenSven.Hallerbach (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Mai 2025
Erschienen in:Aerospace
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.3390/aerospace12060482
Seitenbereich:Seiten 1-27
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2226-4310
Status:veröffentlicht
Stichwörter:AI Engineering, W-Shaped Process, DevOps, ConOps, OD, ODD, Model-Based Systems Engineering, Aviation, AI Certification, Safety-by-Design
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Synergieprojekt Resilienz intelligenter Cyber-Physical Systems of Systems, V - MBSE4AI
Standort: andere
Institute & Einrichtungen:Institut für KI-Sicherheit
Institut für Flugsystemtechnik > Sichere Systeme und System Engineering
Hinterlegt von: Christensen, Johann Maximilian
Hinterlegt am:21 Mär 2025 09:45
Letzte Änderung:25 Jun 2025 07:13

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