Marktbericht zu künstlicher Intelligenz und Robotik in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Angebot (Hardware, Software, Dienstleistungen), Anwendungen (Militär, Zivilluftfahrt, Raumfahrt) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen 2025–2033

Marktwachstumsfaktoren

Zunehmende Anwendungsbereiche künstlicher Intelligenz

Ein zunehmender Fokus liegt auf der Entwicklung von KI-Systemen, die autonome Abläufe in der Luftfahrtindustrie ermöglichen. KI wird bereits auf verschiedenen Ebenen in diversen Anwendungen der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, beispielsweise in der Flugzeugwartung, der Überwachung von Zustand und Leistung von Flugzeugen, im Flughafenbetrieb und in der Pilotenausbildung. Nachdem nun ein neuer Fahrplan für den sicheren und ethischen Einsatz von KI vorliegt, wird erwartet, dass Akteure der Luft- und Raumfahrt- sowie der Verteidigungsindustrie ihre Nutzung von KI- und Machine-Learning-Technologien weiter vorantreiben.

Der Verteidigungssektor zählt seit zwei Jahrzehnten zu den größten Anwendern von KI-Technologien. KI findet zunehmend Anwendung in den Bereichen Aufklärung und Analyse, Logistik, Cyberoperationen, Informationsoperationen, Führung und Kontrolle sowie in verschiedenen teilautonomen und autonomen Fahrzeugen. Im heutigen Militär wird die Flugzeugautonomie mithilfe von KI-Prinzipien bereits in unterschiedlichem Maße realisiert. KI-basierte Technologien, Zielerfassungstechnologien und autonome Drohnen werden in Aufklärungs-, Überwachungs- und Zielsystemen (ISR-Systemen) eingesetzt. Die Integration von KI in die Konzeption traditioneller Gefechtsnetzwerke dürfte die Leistungsfähigkeit der bestehenden Plattformen verbessern. Es wird erwartet, dass KI die Autonomie der Plattformen in den kommenden Jahren maßgeblich vorantreiben wird, da im Luft- und Raumfahrtsektor mit einem verstärkten Einsatz von Technologien der nächsten Generation zu rechnen ist. Daher wird ein Anstieg der Nutzung autonomer Flugzeugtechnologien und damit ein Marktwachstum prognostiziert.

Zunehmende Investitionen in KI-Technologien

Die Luft- und Raumfahrtindustrie verzeichnet steigende Investitionen in Technologien der künstlichen Intelligenz (KI) für diverse Anwendungen. Die rasante Entwicklung des Quantencomputings und seine exponentiellen Leistungsfähigkeit haben Investitionen in KI-Technologien zu einem strategischen Schwerpunkt gemacht. Da sich die Akteure der Branche darauf konzentrieren, die Vorteile der künstlichen Intelligenz zu erforschen und zu nutzen, werden die meisten strategischen Investitionen der Luft- und Raumfahrtindustrie in naher Zukunft voraussichtlich in die Forschung und Entwicklung von KI-, ML- und Blockchain-Technologien fließen. KI hat die Innovation im Luft- und Raumfahrtsektor, insbesondere im letzten Jahrzehnt, zunehmend beflügelt. Die Anzahl der im Luft- und Raumfahrtsektor erteilten KI-bezogenen Patente stieg von durchschnittlich 25 pro Jahr zwischen 2000 und 2014 auf 1.071 im Jahr 2020, mit einem Durchschnitt von über 500 jährlich in den fünf Jahren zuvor. Diese Investitionen werden das Marktwachstum im Prognosezeitraum voraussichtlich weiter ankurbeln.

Marktbeschränkung

Technische und betriebliche Herausforderungen

Obwohl KI-Technologien und autonome Operationen zu fundierteren militärischen Entscheidungen führen und die Geschwindigkeit und den Umfang militärischer Aktionen erhöhen, können diese Technologien auch unberechenbar oder anfällig für Manipulationen sein. Daher besteht Skepsis hinsichtlich der Zuverlässigkeit KI-basierter Systeme und Roboter in zukünftigen Kampfeinsätzen. Zudem wurden ethische Bedenken hinsichtlich des Einsatzes von Robotern in komplexen Kriegsszenarien laut. Die Besorgnis über den Einsatz von Killerrobotern, die autonom und ohne menschliche Steuerung Waffen abfeuern können, hat Wissenschaftler und Aktivisten dazu veranlasst, die Vereinten Nationen und die Regierungen der Welt zu einem präventiven Verbot von Killerrobotern zu drängen. Diese Bedenken und der daraus resultierende Druck auf die Regierungen dürften das Marktwachstum im Prognosezeitraum bremsen.

Marktchance

Mehrere Forschungs- und Entwicklungsinitiativen

Weltweit laufen derzeit zahlreiche Forschungs- und Entwicklungsinitiativen, die die potenziellen Anwendungen künstlicher Intelligenz (KI) im Luft- und Raumfahrtsektor untersuchen, insbesondere in Bereichen wie der Flugsicherung. Die Luftfahrtbehörden konzentrieren sich nun darauf, die ethischen und sicherheitsrelevanten Bedenken hinsichtlich des Einsatzes von KI in solchen Bereichen auszuräumen. Die EASA veröffentlichte 2020 ihren KI-Fahrplan 1.0, der die erste Vision der Agentur zu den Sicherheits- und ethischen Dimensionen der KI-Entwicklung in der Luftfahrt darlegt. Eurocontrol, die führende Agentur für die Organisation und Planung der gesamten Flugsicherung in Europa (ATM), hat einen Aktionsplan zur Beschleunigung der KI-Entwicklung in der Luftfahrt und im Flugverkehrsmanagement veröffentlicht. Diese Entwicklungen bieten dem untersuchten Markt lukrative Chancen.

Regionalanalyse

Nordamerika ist der größte Anteilseigner des globalen Marktes für künstliche Intelligenz und Robotik in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 9,5 % wachsen. Die Luft- und Raumfahrtindustrie der Region wird maßgeblich von der starken US-amerikanischen Luftfahrtindustrie getragen. Die Präsenz etablierter Unternehmen der Luft- und Raumfahrt sowie des Verteidigungsbereichs in den USA trägt außerdem zur Entwicklung und Integration fortschrittlicher Robotik- und KI-Systeme in den Bereichen Fertigung, Wartung, Reparatur und Überholung (MRO) sowie anderen kommerziellen und verteidigungsorientierten Anwendungen bei. Im Januar 2021 kündigte SkyGrid, das Joint Venture von Boeing und SparkCognition, Pläne zur Einführung eines KI-gestützten Cybersicherheitssystems für Drohnen an. Das Unternehmen behauptet, die erhebliche Bedrohung durch Cyberangriffe könne mithilfe seiner patentierten ML-Cybersicherheitstechnologie DeepArmor drastisch minimiert werden. Das DeepArmor-Programm nutzt fortschrittliche KI-Modelle zum Schutz verschiedener Endpunkte, um potenzielle Zero-Day-Bedrohungen zu reduzieren, anstatt auf regelbasierten Heuristiken zu beruhen. Die Lösung ist sowohl für industrielle als auch für militärische unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) konzipiert. Solche Fortschritte vermitteln ein klares Bild davon, wie der nordamerikanische Luft- und Raumfahrt- sowie Militärsektor im Prognosezeitraum disruptive Technologien wie KI und Roboter einsetzt.

Markttrends im asiatisch-pazifischen Raum

Für den asiatisch-pazifischen Raum wird ein jährliches Wachstum von 11,3 % erwartet, was einem Umsatz von 15,3 Milliarden US-Dollar im Prognosezeitraum entspricht. Da sowohl OEMs als auch Betreiber ihre Investitionen in KI-Integrationsprozesse entlang der gesamten Lieferkette voraussichtlich erhöhen werden, dürfte der asiatisch-pazifische Raum den größten Zuwachs bei der Einführung von KI- und ML-Technologien verzeichnen. Zu den führenden Innovatoren in der KI-Entwicklung und -Integration zählen Länder wie China, Südkorea und Japan. Zahlreiche Institutionen in der Region betreiben Forschungsprojekte zu zukunftsweisenden KI-Anwendungen im Luftfahrtsektor. Die Integration von KI-Technologien hat bereits mehreren Produktionsstätten im asiatisch-pazifischen Raum, die Flugzeuge und zugehörige Teile herstellen, Vorteile gebracht. So stellte beispielsweise OpenJaw Technologies im Mai 2017 seinen mit IBM Watson KI ausgestatteten Chatbot OpenJaw t-social vor, der sich an Fluggesellschaften, Kundenbindungsprogramme und Online-Reisebüros richtet. Der Chatbot passt seine Antworten an die Art der gestellten Anfragen an und entwickelt mithilfe von maschinellem Lernen kontinuierlich Wissen.

Markttrends in Europa

Europa verfügt über eine etablierte Luft- und Raumfahrtindustrie mit zahlreichen Tier-I- und Tier-II-Zulieferern, die eng mit den Flugzeugherstellern zusammenarbeiten. Die Vormachtstellung der EU-Länder wie Frankreich, Deutschland, Italien, Schweden, Spanien und Polen ist das Ergebnis ihrer kontinuierlichen Investitionen in Forschung und Entwicklung in diesem Bereich. Dadurch haben sich einige regionale Unternehmen zu wichtigen Systemlieferanten für Flugzeughersteller weltweit entwickelt. Luft- und Raumfahrtunternehmen wie Airbus und Thales nutzen zudem KI-Technologien zur Produktivitätssteigerung. So führte Airbus beispielsweise während der Entwicklungsphase des A350 ein System zur Datenerfassung ein, das alle Probleme und Aktivitäten in der Fertigung dokumentierte. Das implementierte System generiert Handlungsempfehlungen. Airbus strebt langfristig eine vollständige Automatisierung des Fertigungsprozesses mit mehr Maschinen und weniger Personal an, um die Produktion weiter zu steigern. Diese Entwicklungen eröffnen positive Perspektiven für die Entwicklung, Einführung und Implementierung KI-basierter Modelle im europäischen Luft- und Raumfahrtsektor.

Einblicke in das Angebot

Der globale Markt für künstliche Intelligenz und Robotik in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich ist in Hardware, Software und Dienstleistungen unterteilt. Das Softwaresegment hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10,6 % wachsen. Dieses Segment umfasst eine Reihe von Software und Algorithmen, die von Unternehmen entwickelt oder über Open-Source-Plattformen verfügbar sind. Software ist einer der wichtigsten Faktoren für die Akzeptanz KI-basierter Technologien. Strategische Agilität und Einsatzbereitschaft werden immer komplexer und erfordern leistungsfähigere Betriebssysteme. Operationen in neuen Bereichen wie Cybersicherheit und Weltraum erfordern die Nutzung von Daten als entscheidende Grundlage für informationsgesteuerte Abläufe. Große Unternehmen wie IBM, Microsoft und Google haben erheblich in die Entwicklung cloudbasierter KI-Computing-Algorithmen investiert. TensorFlow und eine Open-Source-KI-Plattform von Google ermöglichen es jedem, praktische Erfahrungen mit KI-Berechnungen zu sammeln und dem Unternehmen einzigartige Datensätze bereitzustellen, wodurch dieses zukünftige Marktchancen erkennen kann.

Das Hardware-Segment umfasst sämtliche Hardware und Mikroelektronik, die in KI-Algorithmen und Robotik integriert sind. Mikroelektronik bildet das Rückgrat jedes KI-basierten Algorithmus. Der Einsatz von Mikroelektronik, neuromorphen Computerchips und Quantenprozessoren, unterstützt durch geringe Größe, geringes Gewicht und niedrigen Stromverbrauch (SWaP), kann das wirtschaftliche Potenzial erheblich steigern. Die großen Volkswirtschaften der Welt bemühen sich um den Aufbau von Massenproduktionskapazitäten für Mikroelektronik, um sich durch die Eroberung des Hardware-Marktanteils letztendlich eine führende Position im Bereich KI und Robotik zu sichern.

Anwendungseinblicke

Der globale Markt für künstliche Intelligenz und Robotik in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungsbereich ist nach Anwendungsgebieten in Militär, zivile Luftfahrt und Raumfahrt unterteilt. Das Militärsegment hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 8,6 % wachsen. Big-Data-Analysen zur Verbesserung der Entscheidungsfindung, automatisierte Logistik durch die Integration unbemannter Bodenfahrzeuge (UGV) und unbemannter Luftfahrzeuge (UAV), Unterwasserminenortung mittels neuronaler Netze, bioinspirierte Roboter (Schwarm-KI und tiefe neuronale Netze) sowie Objektortung sind nur einige der vielen KI-Anwendungen im militärischen Bereich. In den kommenden Jahren werden diese Anwendungen voraussichtlich das Marktwachstum maßgeblich vorantreiben.

Im Bereich der kommerziellen Luftfahrt werden die Initiativen staatlicher Stellen zur Integration digitaler Technologien im kommenden Jahr eine entscheidende Rolle für die Entwicklung der KI- und Robotikbranche spielen. Das 2021 von der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) ins Leben gerufene Programm „DigitalEurope“ verfügt über ein Budget von 10,34 Milliarden US-Dollar, mit dem bis 2027 das Geschäfts-, Politik- und Regulierungsumfeld KI-gestützter Unternehmen gestaltet werden soll. Das Programm umfasst 40 nationale Branchenverbände in ganz Europa und 67 globale Konzerne. Diese Initiativen werden wichtige regulatorische Herausforderungen angehen, die die Integration von KI-Technologien im Luftfahrtsektor bisher behindern.