Qualitätssicherung und Management im Messnetz 2000 des Deutschen Wetterdienstes (DWD)

Transkript

1 Qualitätssicherung und Management im Messnetz 2000 des Deutschen Wetterdienstes (DWD) Dr. Jochen Dibbern Leiter Abteilung Messnetze und Daten, DWD BfG-Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde

2 Inhalt Einführung von QM im Deutschen Wetterdienst Der strategische Prozess Datengewinnung, Datenmanagement Qualitätssicherungskonzept QM Kennzahlen BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 2

3 Einführung von QM im DWD Die Einführung eines Qualitätsmanagementsystems im DWD erfolgte über eine Projektgruppe und begann in 2002 Die Einführung erfolgte in mehreren Phasen: Anhand der Leitlinien des DWD wurden die Qualitätsziele und -politik erarbeitet, die in einem QM-Handbuch beschrieben sind Grobplanung der Strategischen Prozesse Schulungen der zukünftigen Prozessverantwortlichen Aufplanung der Strategischen Prozesse sowie deren untergeordneten Leistungs- und Unterstützungsprozesse durch die Prozessverantwortlichen Die Zertifizierung des Qualitätsmanagementsystems des DWD erfolgte im Juli BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 3

4 Die Prozesse des QM-DWD BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 4

5 Standardisierte Prozessbeschreibungen Für das QM-DWD wurden standardisierte Dokumente für Prozessbeschreibungen und Ablaufpläne eingeführt Beispiel einer Prozessbeschreibung Die Prozessbeschreibungen beinhalten eine Kurzbeschreibung der einzelnen Prozesse Mitgeltende Unterlagen sind in den Prozessbeschreibungen aufgelistet Alle aktuellen Prozessbeschreibungen und Ablaufpläne sind für alle Mitarbeiter des DWD über das Intranet einsehbar BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 5

6 Standardisierte Ablaufpläne Beispiel eines Ablaufplanes BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 6

7 Strategischer Prozess Datengewinnung, Datenmanagement Ziele des Strategischen Prozesses Datengewinnung, Datenmanagement sind die zeit- und qualitätsgerechte Bereitstellung von Mess- und Beobachtungsdaten entsprechend den Nutzeranforderungen Gewährleistung der Radioaktivitätsbeobachtungen gemäß den gesetzlichen Bestimmungen effektiver Einsatz der Messtechnik und Messsysteme durch Modernisierung und Automation BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 7

8 Prozesse im SP Datengewinnung, Datenmanagement (SP DG) qualitätsgerechte Bereitstellung von Mess- und Beobachtungsdaten Hauptamtliches Messnetz Nebenamtliches Messnetz Messnetz 2000, Bodenmessnetz Vollautomat. Datengewinnungssysteme Maritimes Messnetz Aerologisches Messnetz Phänologisches Messnetz Radioaktivitätsüberwachung Datenservice Standortsuche und -einrichtung Sensor- und Systemeinführung Einbindung von Fremdnetzdaten Dezentrale Systeme Datenmanagement (technisch) BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 8

9 Strategischer Prozess Datengewinnung, Datenmanagement Abstimmung der Nutzeranforderungen und Prozessverbesserung mittels verschiedener Foren, wie z.b. Nutzerforum Datengewinnung aus den Messnetzen AG Radarnutzung Teilnahme an Kundenforen aus dem Bereich Luftfahrt und Wettervorhersage Management Review zusammen mit den Prozessverantwortlichen des SP-DG Kontinuierlicher Verbesserungsprozess BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 9

10 Zeitlicher Ablauf der Einführung des SP DG Schulung der Prozessverantwortlichen des SP DG in 2003 Aufplanung der Leistungs- und Unterstützungsprozesse 2003/2004 Zertifizierungsaudit im Juli 2004 als einer der ersten Strategischen Prozesse im DWD Erfolgreiches Überwachungsaudit im Juni 2005 Weiteres Überwachungsaudit in 2006 Erneutes Zertifizierungsaudit in BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 10

11 Qualitätssicherung im SP DG Die Daten aus den verschiedenen Messnetzen werden auf ihre Qualität geprüft Dafür wurde ein Qualitätssicherungskonzept im Strategischen Prozess Datengewinnung, Datenmanagement eingeführt Mittels der Software QualiMET erfolgt eine rechnergestützte Qualitätssicherung der Mess- und Beobachtungsdaten der neuen Stationen des Messnetz 2000 ehrenamtliche Klimastationen Wst III ehrenamtliche Windmessstationen WMst ehrenamtliche Niederschlagsstationen Nst (A) Ab Ende 2006 auch hauptamtliche Wst I und II BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 11

12 Datenprüfkonzept Qualitätssicherung parallel zu allen Aktionen im Prozess QS QS QS QS QS QS Wst Daten Daten Daten Daten Daten Daten Kunde QS QS QS QS QS QS BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 12

13 Monitoringkonzept Qualitätssicherung und Monitoring System dienen dazu, die Qualität der Daten zu gewährleisten und zu verbessern Technisches Monitoring Datenmonitoring BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 13

14 Technisches Monitoring Die Messnetzzentrale von Messnetz 2000 dient als Grundlage für das technische Monitoring Stellt den Status der Station und der Sensoren dar (technische und meteorologische Information) Rekonfiguration Remote von der Zentrale oder dem Service- und Logistikstützpunkt BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 14

15 Stufen der Qualitätssicherung Wetter- Station Zentrale Datenbank RMG Zentrale Datenbank Automatische Echtzeit Qualitätsprüfung Automatische und manuelle Quasi Echtzeit Qualitätsprüfung Interaktive Qualitätsprüfung (1-4 Tage später) QC 3-Daten nach 5 Tagen in Datenbank/ Klimadatenprüfung 1 Monat später RMG = Regionale Messnetzgruppe BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 15

16 QC 1 Stufe 1 der Qualitätssicherung Wetter- Station Zentrale Datenbank RMG Zentrale Datenbank Automatische Echtzeit Qualitätsprüfung Automatische und manuelle Quasi Echtzeit Qualitätsprüfung Interaktive Qualitätsprüfung (1-4 Tage später) QC 3-Daten nach 5 Tagen in Datenbank/ Klimadatenprüfung 1 Monat später RMG = Regionale Messnetzgruppe BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 16

17 Datengewinnung an der Station Datenerfassung Sensoren Augenbeobachtung, Eingabe der Beobachtungsdaten in Handeingabeterminal (HET) Vollautomatische Prüfung der Mess- und Beobachtungswerte (QC 1) Speicherung der Werte in der AMDA für max. 14 Tage (Qualitätsniveau 1 = QN 1) Abruf der Daten durch Zentrale BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 17

18 Datenfluss, Datenabruf Alle Stationen werden über ISDN von der Zentrale aus in unterschiedlichen Zeitintervallen abgerufen, die grundsätzlich frei konfigurierbar sind Stationstyp System Abrufintervall Wst I und Wst II AMDA I 30 min Wst III AMDA III/S 1 h WMst AMDA III/W 1 h Nst(A) AMDA III/N 2 x täglich bei Bedarf, d.h. bei besonderen Wettererscheinungen setzt die AMDA einen Alarm ab und die Abrufe erfolgen wesentlich häufiger BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 18

19 QC 1, Qualitätskontrolle an der Station An der Station werden folgende Prüfungen automatisch in Echtzeit durchgeführt: Grenzwertprüfungen Prüfungen der zeitlichen Konsistenz Prüfungen der inneren Konsistenz im Datensatz Ergebnisse der Datenprüfung an der Station: Beobachter wird auf Inkonsistenzen bei der Eingabe hingewiesen Jeder Wert wird mit einem Qualitätskennbuchstaben (QKB) versehen Bei Schwellwertüberschreitung erfolgt eine Alarmmeldung BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 19

20 Stufe 2 der Qualitätssicherung QC 2 Wetter- Station Zentrale Datenbank RMG Zentrale Datenbank Automatische Echtzeit Qualitätsprüfung Automatische und manuelle Quasi Echtzeit Qualitätsprüfung Interaktive Qualitätsprüfung (1-4 Tage später) QC 3-Daten nach 5 Tagen in Datenbank/ Klimadatenprüfung 1 Monat später QN 1 RMG = Regionale Messnetzgruppe BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 20

21 Datenfluss in der Zentrale Nach Eingang der Daten in der Zentrale erfolgt eine Speicherung in einer Zwischendatenbank Die Daten der Stationen werden über 2 Wege aus der Zwischendatenbank weiter verteilt: Verteilung der Daten an die Nutzer in entsprechenden Formaten (z.b. SYNOP, MREP, etc.) Speicherung der hochaufgelösten Daten in der Datenbank MIRAKEL zur Generierung von Zeitreihen BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 21

22 QC 2, zeitkritische Qualitätskontrolle Vollautomatische zeitkritsche Prüfung Formale Prüfung des Datensatzes Speicherung von Daten/Datensätzen, die nicht in die Datenbank eingebracht werden können, in Errorfile AMDA_FEHLERWERTE Selektion der Daten bei der SYNOP-Generierung anhand der Qualitätsbytes Constraint-Check beim Einbringen in die Datenbank Ergebnis: Fehlerprotokoll Danach manuelle Qualitätskontrolle Analyse von Störungen und Einleitung von Maßnahmen zur Behebung der Störungen Rettung von Daten, die in AMDA_FEHLERWERTE gespeichert wurden und Zuführung zum Verarbeitungsprozess Dokumentation von Störungen und Fehlern BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 22

23 Stufe 3 der Qualitätssicherung QC 3 Wetter- Station Zentrale Datenbank RMG Zentrale Datenbank Automatische Echtzeit Qualitätsprüfung Automatische Quasi Echtzeit Qualitätsprüfung Interaktive Qualitätsprüfung (1-4 Tage später) QC 3-Daten nach 5 Tagen in Datenbank/ Klimadatenprüfung 1 Monat später QN 1 QN 2 RMG = Regionale Messnetzgruppe BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 23

24 Datenübertragung für QualiMET RMG Hamburg RMG Essen Oracle database Oracle database Oracle database Oracle database RMG Potsdam RMG Leipzig Übertragung der QN2-Daten von der zentralen Datenbank zu den 7 RMG QualiMET- Datenbanken ( ) RMG Offenbach RMG Stuttgart Oracle database Oracle database Oracle database Zentrale Offenbach RMG München Nach Prüfung mit QualiMET Übertragung der QN3-Daten zurück in die Zentrale BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 24

25 QC 3, QualiMET Visualisierung und Korrektur der Daten mit QualiMET Kartenfenster Tabellenfenster Zeitreihenfenster BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 25

26 Verifikationsablauf QualiMET Prüfung 1. Check for completeness Add or confirm t t t3 Missing value t t auf Vollständigkeit 2. Check for climatological consistency Correct or confirm January Is the temperature measurement of 25 C really plausible?? gegen klimatologische Grenzwerte 3. Check for temporal consistency Correct or confirm y y t t der zeitlichen Konsistenz 4. Check for internal consistency Correct or confirm Is rainfall under clear sky correct? Sunshine in the night? der inneren Konsistenz 5. Check for spatial consistency Correct or confirm ? missing value der räumlichen Konsistenz BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 26

27 Datenprüfung mit QualiMET Nach Abschluss der Datenprüfung an der RMG werden die Daten mit Qualitätsniveau 3 in die zentrale Datenbank zurück geschrieben und stehen den Nutzern zur Verfügung (spätestens 10 Tage nach Messung/ Beobachtung) Die Originaldaten bleiben in den Datenbanktabellen erhalten Abgeleitete Größen (z.b. Tagesmittel oder summen) werden neu berechnet, sofern Änderungen an den Daten vorgenommen wurden BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 27

28 Stufen der Qualitätssicherung QC 4 Wetter- Station Zentrale Datenbank RMG Zentrale Datenbank Automatische Echtzeit Qualitätsprüfung Automatische Quasi Echtzeit Qualitätsprüfung Interaktive Qualitätsprüfung (1-4 Tage später) Klimadatenprüfung 1 Monat später QN 1 QN 2 QN 3 RMG = Regionale Messnetzgruppe BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 28

29 QC 4, Klimadatenprüfung Prüfung der Daten auf Monatsbasis, d.h. wenn nach Abschluss eines Monats alle Daten mit Qualitätsniveau 3 (nach QualiMET) vorliegen. Erforderlich für konventionell gewonnene Daten Wird derzeit als Endkontrolle zur Verifikation der neuen Verfahren von Messnetz 2000 angesehen ERGEBNIS: Qualitätsniveau BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 29

30 Kennzahlen 2006 (I) Kennzahlenübersicht Strategischer Prozess Datengewinnung, Datenmanagement BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 30

31 Kennzahlen 2006 Strategischer Prozess "Datengewinnung, Datenmanagement" Kennzahlen 2006 (II) Leistungsprozess Kennzahl Beschreibung Soll Mittel 2005 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Messnetz 2000/ Bodenmessnetz Datenverfügbarkeit Tägliche Abrufe AMDA-Stationen > 95 % 98,9% 99,6% 97,4% 99,5% 99,1% 99,1% 98,2% 98,7% 99,3% Datenkorrektur QualiMET-Statistik WST III/Nst (A) Anzahl manuell bearbeiteter Werte Nov-Apr: < 2,5 % Mai-Okt: < 1,5 % 0,7% 0,74% 1,10% 0,91% 0,58% 0,41% 0,72% 0,65% Bearbeitungsdauer Bearbeitungsdauer QualiMET-Statistik Wst III (98 %) RMG HA 98 % nach 5,4 Tage RMG PD 10 Tagen 5,4 Tage RMG EM 8,3 Tage RMG SU 6,0 Tage RMG MS 7,0 Tage RMG LZ 5,6 Tage RMG OF 6,3 Tage QualiMET-Statistik Nst (A) (98 %) RMG HA 98 % nach 5,9 Tage RMG PD 10 Tagen 5,6 Tage RMG EM 7,9 Tage RMG SU 6,7 Tage RMG MS 6,6 Tage RMG LZ 4,4 Tage RMG OF 6,1 Tage BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 31

32 Kennzahlen (III) Statistik über bearbeitete Meldungen in QualiMET Statistik über täglich abrufbare AMDA-Systeme BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 32

33 Kennzahlen 2006 Strategischer Prozess "Datengewinnung, Datenmanagement" Kennzahlen 2006 (IV) Leistungsprozess Kennzahl Beschreibung Soll Mittel 2005 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep O Aerologisches Datenverfügbarkeit Aufstieg abgeschlossen nach Terminzeit HH+90 min. und TEMP A und B bei AFD-Z eingegangen Messnetz Schleswig > 95 % 96,71 % 100,0 % 98,2 % 93,5 % 98,3 % 98,4 % 98,3 % 90,3 % Greifswald > 95 % 97,89 % 96,8 % 98,2 % 98,4 % 100,0 % 100,0 % 98,3 % 93,5 % Emden > 95 % 98,13 % 100,0 % 99,1 % 97,6 % 100,0 % 100,0 % 98,5 % 91,7 % Lindenberg > 95 % 96,11 % 91,9 % 93,8 % 91,9 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 95,2 % Essen > 95 % 90,54 % 74,2 % 83,9 % 90,3 % 100,0 % 98,4 % 96,7 % 90,3 % Halle > 95 % 94,47 % 98,4 % 85,7 % 93,5 % 96,7 % 100,0 % 96,7 % 90,3 % Stuttgart > 95 % 90,06 % 87,1 % 82,1 % 77,4 % 100,0 % 98,4 % 96,7 % 88,7 % Oberschleissheim > 95 % 97,91 % 100,0 % 100,0 % 93,5 % 100,0 % 98,4 % 100,0 % 93,5 % Hohenpeissenberg Meiningen > 95 % 98,59 % 98,4 % 98,2 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 93,5 % Pflichthöhe 100 hpa erreicht Schleswig > 90 % 97,89 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 91,7 % 98,4 % 96,7 % 98,4 % Greifswald > 90 % 98,37 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 95,0 % 95,2 % 100,0 % 98,4 % Emden > 90 % 99,39 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 97,1 % 98,6 % Lindenberg > 90 % 96,74 % 99,2 % 99,2 % 99,2 % 96,7 % 93,5 % 97,5 % 91,9 % Essen > 90 % 94,19 % 95,2 % 95,2 % 95,2 % 91,7 % 96,8 % 90,0 % 95,2 % Halle > 90 % 96,93 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 90,0 % 100,0 % 93,3 % 95,2 % Stuttgart > 90 % 95,11 % 98,4 % 98,4 % 98,4 % 91,7 % 90,3 % 96,7 % 91,9 % Oberschleissheim > 90 % 96,96 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 95,0 % 96,8 % 95,0 % 91,9 % Hohenpeissenberg Meiningen > 90 % 99,07 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 100,0 % 98,4 % 96,7 % 98,4 % BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 33

34 Kennzahlen 2006 Strategischer Prozess "Datengewinnung, Datenmanagement" Kennzahlen (V) Leistungsprozess Kennzahl Beschreibung Soll Mittel 2005 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez VDS RADAR Produktverfügbarkeit Systemverfügbarkeit Kennzahlen aufgrund von fehlendem Personal nicht zu ermitteln. Verfügbarkeit der Radarstationen Alle Systeme > 95 % 98,4% 96,7% 98,5% 99,2% 98,7% 98,5% 98,2% 98,6% 99,2% EMD > 95 % 98,5% 99,2% 96,4% 99,0% 100,0% 94,7% 100,0% 99,2% 99,7% HAM > 95 % 98,2% 98,7% 99,6% 98,9% 98,7% 92,9% 99,5% 99,0% 98,2% ROS > 95 % 97,6% 87,0% 97,9% 99,2% 99,4% 99,4% 99,2% 98,9% 99,5% ESS > 95 % 99,1% 98,2% 100,0% 99,1% 97,6% 99,4% 99,4% 99,2% 99,6% HAN > 95 % 98,2% 90,9% 99,4% 99,2% 98,3% 99,5% 99,2% 100,0% 98,7% UMD > 95 % 98,9% 99,2% 99,3% 98,7% 99,5% 98,1% 99,3% 98,6% 98,4% BLN > 95 % 98,2% 99,3% 98,6% 99,0% 94,4% 99,2% 98,0% 98,2% 99,2% NHB > 95 % 98,9% 98,8% 98,5% 99,4% 98,2% 99,4% 99,1% 98,8% 98,8% FRA > 95 % 99,3% 99,0% 99,9% 99,5% 99,1% 99,6% 100,0% 97,5% 99,7% FLD > 95 % 99,2% 99,1% 99,8% 99,4% 98,5% 99,1% 99,9% 98,3% 99,4% NEU > 95 % 98,5% 94,3% 99,2% 99,2% 98,5% 99,2% 99,3% 100,0% 98,5% DRS > 95 % 99,2% 99,1% 99,1% 98,6% 98,6% 99,5% 100,0% 99,4% 99,5% TUR > 95 % 98,0% 91,0% 99,9% 99,6% 99,6% 98,9% 98,9% 96,3% 99,4% EIS > 95 % 98,7% 99,3% 100,0% 99,8% 99,9% 99,3% 97,2% 94,1% 99,8% FBG > 95 % 95,9% 99,5% 89,2% 99,6% 99,7% 98,6% 82,2% 99,8% 98,7% MUC > 95 % 99,0% 94,9% 100,0% 99,5% 99,3% 99,1% 99,8% 99,6% 99,6% VDS Blitzdaten Datenverfügbarkeit > 99 % VDS WeBoKaN Produktverfügbarkeit Verfügbarkeit WeBoKaN- Produkte > 95 % Kennzahlen aufgrund von fehlendem Personal nicht zu ermitteln. VDS Satelliten Produktverfügbarkeit Bearbeitungsdauer Bearbeitungsdauer Relation erfolgreich abgegebene Termine zu ausgestrahlten Terminen (Erfolg DWD) MET7 IR 12.0 mu Europa > 98 % 99,28 % 99,33 % 99,7 % 99,41 % 99,65 % 99,60 % 97,64 % 99,66 % MSG IR 10.8 mu Europa > 98 % 99,62 % 99,81 % 99,89 % 99,80 % 99,65 % 98,58 % 99,72 % 99,90 % Anteil der als verspätet deklarierten Termine MET7 IR 12.0 mu Europa < 5 % 0,25 % 0,61 % 0,15 % 0,30 % 0,42 % 0,07 % 0,07 % 0,13 % MSG IR 10.8 mu Europa < 5 % 0,27 % 0,22 % 0,04 % 0,14 % 0,31 % 0,24 % 0,94 % 0,00 % Mittlere Zeit nach Nominalzeit nach Abgabe MET7 IR 12.0 mu Europa < 10 min. 3,46 min 3,15 min 3,12 min 3,36 min 3,46 min 3,91 min 3,50 min 3,75 min MSG IR 10.8 mu Europa < 10 min. 1,72 min 1,68 min 1,63 min 1,63 min 1,83 min 1,89 min 1,75 min 1,61 min VDS Sturmwarnmeldedienst Datenverfügbarkeit Durchschnittliche Datenverfügbarkeit im SWMD > 80 % 98,9% 97,8% 98,9% 98,8% 99,9% 99,7% 97,3% 98,7% 99,8% Maritimes Messnetz Keine Kennzahlen definierbar! BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! BfG- Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde 35