Qualitätssicherung und des Deutschen Wetterdienstes (DWD)

19.09.06 BfG-Workshop „Qualitätssicherung in der Gewässerkunde“

1

Qualitätssicherung und Management im Messnetz 2000 des Deutschen Wetterdienstes

(DWD)Dr. Jochen Dibbern

Leiter Abteilung Messnetze und Daten, DWD

19.09.06 BfG- Workshop „Qualitätssicherung in der Gewässerkunde“ 2

Qualitätssicherung und Management im MN2000 des DWD

Inhalt

• Einführung von QM im Deutschen Wetterdienst

• Der strategische Prozess Datengewinnung, Datenmanagement

• Qualitätssicherungskonzept

• QM Kennzahlen



• 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 2004

Einführung von QM im DWD



Die Prozesse des QM-DWD


Qualitätssicherung und Management im MN2000 des DWDStandardisierte Prozessbeschreibungen

• Für das QM-DWD wurden standardisierte Dokumente für Prozessbeschreibungen und Ablaufpläne eingeführt

• 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

Beispiel einerProzessbeschreibung


Qualitätssicherung und Management im MN2000 des DWDStandardisierte Ablaufpläne

Beispiel einesAblaufplanes


Qualitätssicherung und Management im MN2000 des DWDStrategischer 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


Qualitätssicherung und Management im MN2000 des DWDProzesse im SP „Datengewinnung, Datenmanagement“ (SP DG)

Standortsuche und -einrichtung

Sensor- und Systemeinführung

Einbindung von Fremdnetzdaten

Datenmanagement (technisch)

Dezentrale Systeme

qualitätsgerechte Bereitstellung von Mess- und Beobachtungsdaten

Neb

enam

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Mes

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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



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 2007



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



Datenprüfkonzept

QS QS QS QS QSQS

QS QS QS QS QSQS

Wst Daten Daten Daten DatenDaten Daten Kunde

Qualitätssicherung parallel zu allen Aktionen im Prozess



Monitoringkonzept

Technisches

Monitoring

Daten-

monitoring

Qualitätssicherung und Monitoring System dienen dazu,die Qualität der Daten zu gewährleisten und zu verbessern



Die Messnetzzentrale von Messnetz 2000 dient als Grundlage für das technische Monitoring

• Stellt den Status derStation und derSensoren dar(technische und meteorologischeInformation)

• RekonfigurationRemote von derZentrale oder demService- undLogistikstützpunkt

Technisches Monitoring



Stufen der Qualitätssicherung

Wetter-Station

AutomatischeEchtzeit

Qualitäts-prüfung

Zentrale Datenbank

Automatischeund manuelle

QuasiEchtzeitQualitäts-prüfung

RMG

InteraktiveQualitäts-prüfung

(1-4 Tage später)

RMG = Regionale Messnetzgruppe

Zentrale Datenbank

QC 3-Daten nach 5 Tagen in Datenbank/Klimadaten-

prüfung1 Monat später



Stufe 1 der Qualitätssicherung

Wetter-Station


Qualitäts-prüfung

Zentrale Datenbank



RMG


(1-4 Tage später)


QC 1

Zentrale Datenbank





Datengewinnung an der Station

Datenerfassung Sensoren

Vollautomatische Prüfung derMess- und Beobachtungswerte (QC 1)

Augenbeobachtung, Eingabe der Beobachtungsdaten in Handeingabeterminal (HET)

Speicherung der Werte in der AMDAfür max. 14 Tage (Qualitätsniveau 1 = QN 1)

Abruf der Daten durch Zentrale



Datenfluss, Datenabruf

Alle Stationen werden über ISDN von der Zentrale aus in unterschiedlichen Zeitintervallen abgerufen, die grundsätzlich frei konfigurierbar sind

Stationstyp System AbrufintervallWst 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



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




Wetter-Station


Qualitäts-prüfung

Zentrale Datenbank



RMG


(1-4 Tage später)


QN 1

QC 2

Zentrale Datenbank





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



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 gespeichertwurden und Zuführung zum Verarbeitungsprozess

• Dokumentation von Störungen und Fehlern




Wetter-Station


Qualitäts-prüfung

Zentrale Datenbank

AutomatischeQuasi

EchtzeitQualitäts-prüfung

RMG


(1-4 Tage später)


QN 1 QN 2

QC 3

Zentrale Datenbank





RMG Leipzig

RMG Potsdam

RMG Hamburg

RMG Essen

RMG Offenbach

RMG Stuttgart

RMG München

Zentrale Offenbach

Oracledatabase

Oracledatabase

Oracledatabase

Oracledatabase

Oracledatabase

Oracledatabase

Oracledatabase

( )

Übertragung derQN2-Daten von der zentralenDatenbank zu den 7 RMG QualiMET-Datenbanken

Nach Prüfung mitQualiMETÜbertragung derQN3-Daten zurückin die Zentrale

Datenübertragung für QualiMET



Visualisierung und Korrektur der Daten mit QualiMETQC 3, QualiMET

Kartenfenster

ZeitreihenfensterTabellenfenster



Check for completeness

Add or confirm

Check for temporal consistency

Correct or confirm

Check for internal consistency

Correct or confirm

Check for spatial consistency

Correct or confirm

Check for climatological consistency

Correct or confirm

t1 1003t2 1003t3 Missing valuet4 1002t5 1002

t

yy

t

Is rainfall under clear skycorrect?

Sunshine in the night?

10021003

10041005

1000

1024 ?

January

Is the temperature measurementof 25°C really plausible ??

1.

2.

3.

4.

5.

missingvalue

Verifikationsablauf QualiMETPrüfung

auf Vollständigkeit

gegen klimatologischeGrenzwerte

der zeitlichenKonsistenz

der innerenKonsistenz

der räumlichenKonsistenz



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.



Stufen der Qualitätssicherung

Wetter-Station


Qualitäts-prüfung

Zentrale Datenbank

AutomatischeQuasi

EchtzeitQualitäts-prüfung

RMG


(1-4 Tage später)


Zentrale Datenbank

Klimadaten-prüfung1 Monat später

QN 1 QN 2 QN 3

QC 4



QC 4, Klimadatenprüfung

• Prüfung der Daten auf Monatsbasis, d.h. wenn nach Abschlusseines Monats alle Daten mit Qualitätsniveau 3 (nach QualiMET)vorliegen.

• Erforderlich für konventionell gewonnene Daten

• Wird derzeit als „Endkontrolle“ zur Verifikation der neuen Verfahrenvon Messnetz 2000 angesehen

ERGEBNIS: Qualitätsniveau 4



Kennzahlen 2006 (I)

KennzahlenübersichtStrategischer Prozess

Datengewinnung,Datenmanagement



Kennzahlen 2006 (II)Kennzahlen 2006Strategischer Prozess "Datengewinnung, Datenmanagement"

Leistungsprozess Kennzahl Beschreibung Soll Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep OktMittel 2005

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%

DatenkorrekturAnzahl 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%

BearbeitungsdauerRMG HA 5,4 Tage 6 7 5 5 6 5 4RMG PD 5,4 Tage 7 7 5 4 7 4 4RMG EM 8,3 Tage 8 9 7 9 9 7 9RMG SU 6,0 Tage 8 6 6 5 7 6 4RMG MS 7,0 Tage 7 8 7 5 7 7 8RMG LZ 5,6 Tage 6 6 7 4 7 5 4RMG OF 6,3 Tage 6 9 5 5 7 5 7

BearbeitungsdauerRMG HA 5,9 Tage 6 6 10 5 8 3 3RMG PD 5,6 Tage 6 6 4 5 6 5 7RMG EM 7,9 Tage 8 8 6 9 9 7 8RMG SU 6,7 Tage 7 7 5 5 9 7 7RMG MS 6,6 Tage 8 8 5 5 6 7 7RMG LZ 4,4 Tage 3 6 5 4 6 4 3RMG OF 6,1 Tage 6 8 5 5 7 5 7

QualiMET-Statistik WST III/Nst (A)

QualiMET-Statistik Wst III (98 %)

QualiMET-Statistik Nst (A) (98 %)

98 % nach 10 Tagen

98 % nach 10 Tagen



Kennzahlen (III)

Statistik über täglich abrufbareAMDA-Systeme

Statistik über bearbeiteteMeldungen in QualiMET



Kennzahlen 2006 (IV)

Aerologisches DatenverfügbarkeitMessnetz 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 %

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 %

Jahresmelder 2005Phänologisches Datenverfügbarkeit

Pflichthöhe 100 hPa erreicht

Aufstieg abgeschlossen nach Terminzeit HH+90 min. und TEMP A und B bei AFD-Z eingegangen

Kennzahlen 2006Strategischer Prozess "Datengewinnung, Datenmanagement"

Leistungsprozess Kennzahl Beschreibung Soll Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep OMittel 2005



Kennzahlen (V)

VDS RADAR ProduktverfügbarkeitSystemverfügbarkeit

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 %

VDS Satelliten ProduktverfügbarkeitMET7 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 %

BearbeitungsdauerMET7 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 %

BearbeitungsdauerMET7 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 minMSG 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 Sturmwarn-meldedienst

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 MessnetzKeine Kennzahlen definierbar !

Relation erfolgreich abgegebene Termine zu ausgestrahlten Terminen (Erfolg DWD)

Anteil der als verspätet deklarierten Termine

Mittlere Zeit nach Nominalzeit nach Abgabe

Verfügbarkeit der Radarstationen

Kennzahlen aufgrund von fehlendem Personal nicht zu ermitteln.

Kennzahlen aufgrund von fehlendem Personal nicht zu ermitteln.

Kennzahlen 2006Strategischer Prozess "Datengewinnung, Datenmanagement"

Leistungsprozess Kennzahl Beschreibung Soll Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov DezMittel 2005



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