Schnell, schneller, am schnellsten: Die IT des Formel 1-Teams von Mercedes AMG Petronas

So geht weltmeisterliches Daten-Management

| Autor / Redakteur: Dr. Dietmar Müller / Dietmar Müller

Das Mercedes AMG Petronas Team hat in der Formel 1 Sieg an Sieg gereiht und zuletzt wieder einmal Lewis Hamilton zum Fahrerweltmeister gemacht.
Das Mercedes AMG Petronas Team hat in der Formel 1 Sieg an Sieg gereiht und zuletzt wieder einmal Lewis Hamilton zum Fahrerweltmeister gemacht. (Bild: Rubrik)

Das Mercedes AMG Petronas F1 Team ist in der Erfolgsspur. Seit der Saison 2010 hat das Werksteam des deutschen Automobilherstellers Daimler AG in der Formel 1 Sieg an Sieg gereiht und zuletzt wieder einmal Lewis Hamilton zum Fahrerweltmeister gemacht. IT-Chef Matt Harris berichtet von den damit verbundenen Herausforderungen für sein Team.

„Diese Saison war die bislang schwierigste; sie hat uns alle auf den Prüfstand gestellt", sagt Toto Wolff, Motorsportchef bei Mercedes, im Dezember 2018 in St. Petersburg, wo er im Namen des Teams zum fünften Mal in Folge den Pokal für den FIA Formel 1 Konstrukteurs-Weltmeister entgegennahm. Diesem Ziel, der Weltmeisterschaft, wird alles untergeordnet. Für die Technik bedeutet dies: das Fahrzeug auf der Rennstrecke schneller zu machen als das der Wettbewerber. Dafür muss die IT schneller Daten sammeln, auswerten und für eine schnelle Entscheidungsfindung durch Menschen bereitstellen, als das System der Konkurrenten.

Die IT von Mercedes AMG Petronas kennt daher nur ein Ziel: Geschwindigkeit. Sie muss nicht auf Legacy-Anwendungen oder irgendwann einmal angeschaffte Hardware inklusive TCO achten – stets wird die neuste Technologie genutzt, um schneller, schneller, schneller als Ferrari zu sein. Daraus ergibt sich eine Rechenzentrumsinfrastruktur, wie sie sonst wohl nirgends auf der Welt vorzufinden ist.

Sie nutzt (hyper)konvergente Architekturen und IoT-Netzwerke inklusive Edge-Rechenzentren sowie robuste Telekommunikationsverfahren, um viele Daten beinahe latenzfrei und möglichst in Echtzeit quer über den Globus in hybride Clouds abzulegen und zu analysieren. Geld spielt dabei übrigens keine Rolle, der Zweck heiligt die Mittel.

Die Anwendungsentwicklung, für viele andere Unternehmen eine Aufgabe mit höchster Priorität, spielt für das Formel 1-Team von Mercedes AMG Petronas keine große Rolle. Themen wie Funktionen, Microservices, Container, Container Orchestration oder Serverless sind daher keine für Matt Harris, Head of IT beim Formel1-Team von Mercedes AMG Petronas. Er vertraut auf schnelle Technik und schnelle Analyse, ausgefeilte Anwendungen und ihre Portierung über verschiedene Clouds hinweg interessieren ihn nur, wenn sie das Auto schneller machen.

Dabei nutzt Mercedes AMG Petronas durchaus ein hybrides Cloud-Modell, auf AWS-Instanzen werden beispielsweise Tests und Simulationen durchgeführt. Wie also genau sieht aber die Arbeit der IT in der Formel 1 aus, wie trägt sie zu Sieg oder Niederlage bei? In einer von Rubrik eingerichteten Videokonferenz gibt Harris bereitwillig Auskunft.

Enorme Logistik nötig

Harris ist sowohl für die IT im Stammsitz in Brackley, Northamptonshire, als auch für die Trackside-Infrastruktur an Rennwochenenden verantwortlich. Dorthin reisen in der Regel zwei Leute aus seinem rund 30 Mitglieder fassenden Team in England. Und sie müssen viel reisen: In der Saison sind 20 Rennwochenenden in 20 verschiedenen Ländern zu bewältigen, unterm Strich fährt das kleine Team in acht Monaten rund 150.000 Kilometer, und zwar, zumindest was die Rennen in Europa betrifft, mit zwei riesige Lastwagen, die bei der Ankunft an der Rennstrecke in ein Rechenzentrum umgebaut werden.

„Denken Sie an zwei Sattelschlepper, aber an keine normalen“, so Harris. Dank ausschwenkbaren Seitenwänden und höhergelegtem Dach könnte eine sehr große Bürofläche genutzt werden. Dazu kommen laut Harris zwei „Wohnmobile“, allerdings keine, wie man sie vom Campingplatz kennt. Sie bestehen vielmehr aus 30 Containern, die zu einem massiven Würfel zusammengesetzt werden. Dort werden Gäste untergebracht, Geschäftspartner und Medienvertreter versorgt, und Ruheplätze vorgehalten. Für Veranstaltungen außerhalb Europas wird all diese Ausrüstung in spezielle Lufttransportbehälter verpackt.

Komponenten von Pure, Cisco und HPE

Im Wesentlichen stützt sich das IT-Team von Mercedes-AMG Petronas Motorsport auf der Rennstrecke auf zwei 24U-Server-Racks. Sie sind mit ein paar hundert Terabyte an Pure-Storage-Devices von Pure gekoppelt, und zwar mittels der Rechenzentrumsplattform „Unified Computing Systems“ (UCS) von Cisco. Seit 2016 ist die „Flash Stack Converged Infrastructure Solution“ von Pure Storage für Cisco ausgelegt.

„Das `Evergreen-Geschäftsmodell´ von Pure Storage hat uns die Angst vor der Zukunft genommen“, so Harris, der 2015 erstmals ein Flash-Array der britischen Firma einsetzte. „Kapazität, Upgrades, Wartung – das alles ist kein Thema mehr für uns.“ Mittlerweile hat sein Team beinahe das gesamte Tech-Portfolio inklusive „Microsoft SQL Server“, Oracle Datenbank, „Catia“ CAD/CAM, SAP, VMware, „Sharepoint“ und Collaboration-Tools wie „Skype for Business“ auf Pure Storage portiert.

Nach draußen laufen unzählige Wireless-Verbindungen zu Sensoren, auch im Formel1-Wagen. Das Ganze ist extrem robust ausgelegt, weil die Umgebung in der Regel schmutzig, oft nass und staubig ist. Rund 36 Stunden dauert es, bis die IT für ein Rennen steht. Normalerweise sind die beiden ITler vier oder fünf Tage lang vor Ort. „Wir machen das am Mittwoch, Donnerstag, Freitag, Samstag und Sonntag“, so Harris. In sechs Stunden könne man das Ganze wieder abbauen.

Lewis Hamilton auf der HPE-Veranstaltung "Discover" in Madrid. Bei der Frage, ob beim Fahren das Bauchgefühl oder doch die Daten entscheiden, musste der Weltmeister etwas länger überlegen, entschied sich dann aber für die Fakten.
Lewis Hamilton auf der HPE-Veranstaltung "Discover" in Madrid. Bei der Frage, ob beim Fahren das Bauchgefühl oder doch die Daten entscheiden, musste der Weltmeister etwas länger überlegen, entschied sich dann aber für die Fakten. (Bild: HPE)

Seit dem Sommer 2018 besteht die IT teilweiseauch aus Equipment von HPE. Die erste Phase der Hardware-Installation durch HPE im britischen Brackley wurde bereits abgeschlossen. Dazu gehört der Einsatz von „Apollo“ High-Performance-Computersystemen (HPC), die vor Ort in das Datenzentrum integriert wurden. In den kommenden Jahren sollen weitere Produkt- und Prozessanwendung in England sowie an der Rennstrecke folgen.

Auch soll die IT-Services-Organisation HPE Pointnext dafür sorgen, dass der Datentransfer vom Rand des Netzwerks („Intelligent Edge“) über die zentralen Komponenten bis hin ins Rechenzentrum nahtlos und möglichst schnell erfolgt. Im konkreten Fall bedeutet dies, dass Daten aus den Sensoren im Rennwagen im Rechenzentrum direkt an der Rennstrecke gesammelt und vorverarbeitet werden, um sie dann in die Zentrale nach England zu schicken. Dort werden sie intensiv ausgewertet und das Ergebnis zurück an die Rennstrecke gesendet. Alles im Millisekundenbereich, denn wie eingangs gesagt: Geschwindigkeit ist das A und O im Motorsport.

Datentransfer mit Qualcomm und Tata

Die Rolle der IT wird immer noch wichtiger für Mercedes-AMG Petronas, aber auch generell für den Motorsport. Ein „Silberpfeil“, wie die Mercedes-Rennwagen traditionell genannt werden, verfügt mittlerweile über rund 200 Sensoren. Sie liefern Angaben über Reifentemperaturen, Radgeschwindigkeiten, den Motor.... Aber: „Auch Sensoren wiegen etwas – und wir sind immer bestrebt, möglichst wenig Gewicht im Auto zu haben. Vor jedem Rennen müssen wir abwägen, welche Sensordaten wirklich wichtig und welche verzichtbar sind“, so Harris.

Das Formel1-Reglement schreibt allen Teams die gleiche Electronic Control Unit vor – alleine die Art der Analyse und die Latenz differenziert. Mercedes nutzt auf der Strecke WiFi-Technologie von Qualcomm, als da wären unter anderem die vernetzten Fahrzeuglösungen 802.11ac Wi-Fi, 802.11ad Wi-Fi, 5G New Radio (NR), Cellular Vehy-to-everything (C-V2X) und „Qualcomm WiPower Wireless Charge“, um die riesige Menge an Informationen vom Rennwagen in die „Garage“ zu transportieren. Von dort werden sie wie gesehen in die Zentrale nach Brackley transferiert, um dort ausgewertet zu werden. Dafür kommt Multi-Protokoll-Label Switching (MPLS) von Tata zum Einsatz.

Der Datentransfer nach Großbritannien ist nötig, weil die Zahl der IT-Mitarbeiter an der Rennstrecke durch das Reglement limitiert ist. In Brackley dagegen dürfen so viele Datenexperten wie eben nötig sitzen. Es gibt dort Spezialisten nur für die Reifentemperaturen oder den Motor, aber auch Analytics-Experten für das Große und Ganze. Diese nutzen die Insight Plattform von Tibco, um an der Rennstrecke schnellere und besser informierte Entscheidungen zu treffen. Generell habe man viele Automatismen implementiert, wodurch Anomalien in der Regel umgehend erkannt werden, so Harris.

Simulationen ersetzen Testfahrten

An einem Rennwochenende fallen schnell einmal Daten in der Größenordnung von bis zu 30 Terabyte an. Diese werden nach dem Rennen nochmals ausführlich ausgewertet, um etwaige Probleme und deren Lösungen zu finden, wofür während des Rennens keine Zeit war. Problemstellungen können auch nachgebaut und auf einer Test-Rennstrecke überprüft werden, dann mit viel mehr Sensoren (und Daten), als dies während des Grand Prix möglich und erlaubt ist.

Harris verweist zudem auf den hauseigenen Windkanal sowie die ausgefeilten Computational Fluid Dynamics (CFD)-Simulationen. „Stellen Sie sich das beste Videospiel vor, das Sie kennen. Unsere Simulationen sehen genauso aus, nur auf Steroiden.“

„Wir hatten schon ganz früh einen kompletten digitalen Zwilling“, sagt Harris auf der HPE Discover. „Andere ziehen erst jetzt nach.“
„Wir hatten schon ganz früh einen kompletten digitalen Zwilling“, sagt Harris auf der HPE Discover. „Andere ziehen erst jetzt nach.“ (Bild: HPE)

Für den IT-Chef von Mercedes-AMG Petronas sind die Simulationen das eigentlich revolutionäre an seinem Geschäft. Sie seien in den vergangenen fünf Jahren extrem wichtig geworden, zumal die Fédération Internationale de l’Automobile (FIA), der internationale Dachverband des Automobilsports, „echte“ Testfahrten immer weiter eingeschränkt hat. „Zum Glück waren wir schon immer sehr datengesteuert in allem, was wir an der Strecke tun“, so Harris.

Wenn er sich den Rennsport und insbesondere die Formel1 ansehe, so gewännen Analytics und Fahrzeugsimulation, aber auch Enterprise Resource Planning (ERP) und CAD-Systeme immer mehr an Bedeutung. Früher habe sich der Motorsport dagegen vor allem auf der Straße abgespielt…

Das Team in Brackley sitze aktuell an einem Großprojekt, um das Product Lifecycle Management (PLM). Das ist wenig verwunderlich, denn, wie Harris erläutert: „Wir fahren jedes Jahr mit zwei Autos – die Bedingungen jeder Grand-Prix-Rennstrecke erfordern, dass sie für jedes Rennen modifiziert werden. Andere Firmen haben einen Produktzyklus von zwei oder drei Jahren. Wir bringen alle zwei Wochen ein neues Produkt auf den Track.“

Security und Datenschutz

Wie behält man Daten im eigenen Haus? Diese Frage stellen sich nicht nur Unternehmen sondern auch Rennställe. Leider ist auch in Brackley das Problem der Schatten-IT bekannt – mit all seinen Risiken der Datenexposition. Harris versucht dem entgegenzuwirken, „indem wir den Mitarbeitern erlauben, Dinge in ihren eigenen kleinen Sicherheitsbereichen zu tun.“ Erweise sich ein Cloud-Dienst als besonders effizient, expandiere man ihn sogar auf das ganze Unternehmen.

Hacker sind und bleiben aber ein großes Problem. In Absprache mit dem Mercedes F1-Teamchef Toto Wolff soll nun die Security aus der IT herausgenommen und zu einer eigenen Abteilung ausgebaut werden. „Die Security ist größer als die IT“, so Harris.

Die eigentliche Herausforderung für ihn ist und bleibt aber das enorme Datenwachstum. Jedes Jahr fielen noch mal mehr Daten als im Vorjahr an, das eigene Team sei nicht mehr in der Lage, diese Mengen zu verwalten. Daher habe man sich umgesehen und nach einem Gespräch mit Bipul Sinha, dem Mitbegründer und CEO der Cloud-Daten-Management-Plattform Rubrik, dessen Lösungen übernommen. Vor allem die zukunftssichere Skalierbarkeit der Lösung habe ihn überzeugt.

Rubrik vertrage sich auch ausgezeichnet mit der Hardware von Pure Storage, beeinträchtige die Leistung der Server nicht und könne problemlos VMs, Oracle-Dateiserver, SQL-Server und andere traditionelle Dateiserver sichern. "Das Datenwachstum ist das ganze Jahr über enorm. Für das nächste Jahr müssen wir die doppelte Kapazität vorhalten“, berichtet Harris. Rubrik benötige trotzdem kaum menschliche Eingriffe, die Admins hätten zur Einführung lediglich eine Stunde Training benötigt.

"Technologie und insbesondere die Art und Weise, wie sie uns bei der Erfassung, Speicherung und Analyse von Daten unterstützt, ist ein wichtiger Beitrag zum Erfolg des Teams. Der Einfluss ist in allen Facetten des Betriebs zu spüren – von der Konstruktion und Prototyping, Fertigung und Prüfung bis hin zum Fahren während eines Grand Prix", so Matt Harris zusammenfassend.

Erstmals gewann das Formel1-Team von Mercedes AMG Petronas in der Weltmeisterschaft 2014 die Konstrukteurs-Weltmeisterschaft, Lewis Hamilton wurde Fahrerweltmeister. 2015, 2016, 2017 und auch 2018 konnten jeweils beide Titel verteidigt werden, wobei 2016 Nico Rosberg den Fahrertitel gewann.

Nach einer spannenden Saison erhielt Mercedes erst vor kurzem in St. Petersburg den Pokal für den FIA Formel 1 Konstrukteurs-Weltmeister, Lewis Hamilton wurde zum fünften Mal als Fahrer-Weltmeister ausgezeichnet. Sein Team erzielte elf Siege in 21 Rennen und startete 13 Mal von der Pole Position, dabei lag es auf 542 der 1.264 Rennrunden in Führung.

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