I costi sono evidenti ma le cause spesso invisibili

In che modo l'analisi dell'affidabilità può essere d'aiuto

Componenti per aeromobili – Costi per la manutenzione

C'è un consenso in letteratura sui costi di manutenzione delle compagnie aeree che rappresentano tra il 10% e il 15% della spesa totale: è un numero importante.

E per quanto riguarda i costi di manutenzione dei componenti degli aeromobili?

Qui il costo è soggetto a fluttuazioni, a seconda del tipo di aeromobile, dell'età, della logistica e così via.

Sulla base della nostra esperienza diretta e prendendo ad esempio l'Airbus A320 possiamo fornire un numero approssimativo - solo per discussione - 80 dollari per ora di volo.

Per contestualizzare il numero di cui sopra, prendiamo una piccola compagnia aerea con 5 A320 - ognuno dei quali vola 2000 ore di volo all'anno: i costi totali di manutenzione per i componenti sarebbero di circa 800.000 $ all'anno ... non è certo una montagna piccola!

Una gestione tecnica oculata e una analisi delle cause più frequenti di avaria, può condurre a risparmi significativi , dell'ordine del 5% - 15%.

Sui costi sopracitati, la compagnia citata nell'esempio può risparmiare in media 80.000 $ all'anno: niente male!

Vediamo di seguito come l'analisi di affidabilità può aiutare a realizzare i risparmi citati.

Domanda: cos'è esattamente l'analisi di affidabilità?

Secondo la definizione IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), l'affidabilità descrive la capacità di un sistema o componente di funzionare in condizioni dichiarate per un determinato periodo di tempo.

Se consideriamo un sistema complesso come l'aeromobile, l'affidabilità è un termine che definisce fondamentalmente la capacità di un determinato componente (alias “Line Replaceable Unit”) di operare senza malfunzionamenti per un periodo di tempo.

Nel mondo dell'aviazione, l'analisi dell'affidabilità non è un'opzione: i programmi di manutenzione degli aeromobili sono tutti basati sull'analisi dell'affidabilità e sono soggetti a revisioni e modifiche periodiche in quanto i dati provenienti dal campo operativo arricchiscono la conoscenza delle cause alla radice dei guasti.

L'affidabilità di un componente è fondamentalmente misurata in Mean Time Between Removal – espresso in Flight Hours – o (per distinguere i guasti da altre cause di rimozione) Mean Time Between Failure.

La ricetta: servono due ingredienti per una buona Analisi di Affidabilità

Il numero dei componenti (LRU) per un moderno aereo commerciale è nell’ordine delle centinaia: l'immagine qui sotto è solo una pallida rappresentazione della popolazione e della posizione delle parti dell'aeromobile.

A causa della complessità – in numero e in varietà di componenti aeronautici – abbiamo bisogno di disporre di un buon sistema informativo di manutenzione, in grado di tracciare almeno questi dati di base:

  1. Conteggio delle ore di volo dell'aeromobile
  2. Tempo di installazione/rimozione di ogni componente
  3. Motivo delle rimozioni
  4. Risultati delle officine di riparazione

Un buon sistema informativo di manutenzione è appena sufficiente? No!

Abbiamo anche bisogno di un'organizzazione ben progettata per alimentare il sistema di manutenzione: se non si inseriscono dati tempestivi e corretti – come le ore di volo dell'aeromobile o i motivi di rimozione – non si sarà in grado di tenere traccia di conclusioni significative.

OK... ora che ho dati di buona affidabilità... quali vantaggi posso ottenere?

Bene, tre famiglie di risparmio sui costi sono a vostra disposizione:

  1. Ottimale dimensionamento del magazzino
  2. Costi di riparazione
  3. Meno ritardi e cancellazioni dei voli

Vediamo ognuna di queste componenti.

Un ottimale dimensionamento del magazzino

Le compagnie aeree devono dimensionare le loro scorte con il miglior compromesso tra investimento minimo e massimo supporto operativo: certamente, nessuno vuole avere un aereo da 50 milioni bloccato nell'aeroporto in attesa di un pacco freno o di un attuatore idraulico.

D'altra parte, uno stock sovradimensionato costerà caro in termini di capitale circolante e rischio di obsolescenza.

Pertanto, algoritmi di ottimizzazione sono a vostra disposizione per calcolare l'esatta quantità di ricambi necessari per ogni LRU installata sulla vostra flotta.

Due variabili sono di fondamentale importanza per il funzionamento dell'algoritmo di ottimizzazione: Turn Around Times (il tempo necessario per riparare un'unità difettosa e tornare in magazzino) e – indovinate un po'? – Tempo medio tra le rimozioni (MTBR).

Pertanto, i dati MTBR devono essere corretti per produrre un output ottimizzato in termini di dimensioni delle scorte.

Un altro effetto importante di un'analisi di affidabilità ben gestita è che un miglioramento dell'MTBR produce una dimensione ridotta delle scorte, fornendo così un primo risultato vantaggioso di riduzione dei costi.

Costi di riparazione

I componenti dell’aeromobile possono diventare inefficienti per vari motivi: progettazione difettosa, procedure di riparazione e collaudo incomplete, parti di ricambio di basso livello, procedure di installazione errate, gestione errata degli aeromobili, ambiente operativo avverso.

Un sistema informativo di manutenzione ben gestito tiene traccia di almeno due dati importanti: motivi di rimozione (LRU) e reportistica dell’officina di riparazione delle stesse.

L'analisi dell'affidabilità qui viene condotta in due fasi:

1) Identificazione di LRU con MTBR inferiore al previsto

2) Classificazione e analisi dei motivi di rimozione e dei report di riparazione.

La lista delle azioni conseguente all'analisi di affidabilità di cui sopra può essere varia:

  1. Modifiche di progettazione à migliorato standard di modifica
  2. Rivisitazione delle Procedure di collaudo e riparazione (insieme al fornitore)
  3. Revisione dello standard di approvvigionamento delle parti
  4. Formazione per i tecnici di manutenzione di linea
  5. Miglioramento delle procedure operative degli aeromobili
  6. Pianificare la rimozione preventiva delle parti

Tutte sommate, le azioni di cui sopra forniranno un aumento dell'MTBR o, in altre parole, un notevole risparmio sui costi di riparazione.

Meno ritardi e cancellazioni dei voli

Questa è una conseguenza ovvia – ma estremamente ricercata – del buon lavoro  fatto prima.

In effetti, i ritardi e le cancellazioni dei voli sono strettamente correlati all'affidabilità dei componenti dell'aeromobile.

Considerazione interessante, la quantificazione del risparmio qui non è difficile – cioè: meno costi di riprotezione dei passeggeri, meno leasing di pezzi di ricambio a terra per aeromobili ... – ma essa non riesce a rappresentare correttamente i benefici - molto più elevati - che la compagnia aerea otterrà in termini di soddisfazione del cliente e – in definitiva – di fedeltà.

L'analisi dell'affidabilità come miglioramento continuo

Una volta che le condizioni che abbiamo delineato nei precedenti paragrafi sono state rispettate, l'analisi di affidabilità comincerà a produrre i risultati attesi.

Non si deve però cadere nell'errore che l'esercizio di analisi di affidabilità si esaurisca alla prima iterazione: se il lettore è familiare con il concetto di circolo di qualità (PDCA) allora capirà che al miglioramento continuo dei risultati ottenuti non ci sarà mai termine. 

Conclusioni

L'analisi dell'affidabilità è un potente strumento per ridurre i costi e aumentare l'efficienza operativa, ma per sfruttarne i potenziali benefici la compagnia aerea o MRO deve investire in un adeguato sistema informativo di manutenzione e implementare un processo efficace di raccolta dati.

La successiva analisi, porterà i benefici attesi, che saranno la somma di tre componenti fondamentali:

  1. Riduzione costi di riparazione
  2. Ottimizzazione del magazzino
  3. Riduzione costi per cancellazione voli e ritardi

I benefici non si esauriranno al primo ciclo di analisi ma avranno degli effetti incrementali con i successivi cicli di miglioramento continuo

#MRO & Aviation: the need to walk the revolutionary trail

As everybody knows, Aviation is kind of a conservative world: MRO doesn’t make an exception to this rule – #MRO #AR #Drones

Aviation MRO is at a crossroads

Reasons of the above are well founded: failure is a forbidden word in commercial aviation and when it comes to the approval of new design, Civil Aviation Authorities require severe testing, fail safe approach and reliability analysis.

Usually, the certification process takes that long that aircraft manufacturers prefer to rely on an “evolutionary” rather than “revolutionary” approach.

As a result, even at the core of the most advanced avionic systems, we find micro-processors that are “ages” behind the current cutting-edge technology.

B737 New Generation - no revolution but evolution
Despite nice-looking displays, we still keep knobs and switches

If the conservative approach is valuable and, somehow, mandatory for certain areas of the aviation industry, there are cases where a more creative and dynamic strategy is needed, in order to better serve the final customer by leveraging on ready-to-use technology advancements.  


What is new for MROs

Well, the correct heading might rather be: “what is already available for maintenance organizations while they are still pretending it doesn’t exist”!

You know, when you have new technologies that can increase the quality of the work, can reduce aircraft ground time and, icing of the cake, can radically cut costs, you might be better seriously considering them and ironing out whatever resistance – internal or external – you may find across your continuous improvement path.

Many advancements are nowadays ready to be deployed or, for a few far-sighted MROs, already being used although not fully integrated in day-by-day operations: IoT applied to aircraft, spares, tools; electric ground support equipment; electronic logbook; Blockchain for digital certification and many other new technologies.

In this post we are going to focus on what we believe are the most powerful efficiency driver in the above scenario: Augmented Reality and Drone Inspections.


Augmented Reality in aviation

With the AR word we identify a technology that by using a portable – better if wearable – device , can enhance the inspector vision with meaningful information like, drawing, written and aural instructions, warnings and so on.

Usually, we find three main use cases for AR:

  1. Remote expert assistance
  2. Guided inspection check list
  3. Training

 The trick on all the above cases lies in the concept of collaboration and experience sharing: with the help of smart glasses, the remote expert can see what the operator on the field sees and can provide additional information and instructions.

The ability to record sessions and to design in advance the workflow yields a tremendous boost to the training and to the dissemination of best practices.

Industry experience shows that AR can improve productivity up to 40% compared to the traditional physical Job card.


DRONE Inspections

Should someone drive a poll to list the most painful tasks in the aviation MRO, certainly at the top ten we would find Lighting strike inspections. Anybody with some field experience will certainly remember the painful waiting time lost in finding the right cherry picker and that feeling of pain in the gut that comes from being at 30 feet high on an unstable and shaking platform…

Now, the above task, and many others that include routine inspections during planned maintenance, can be easily and quickly carried out by using a Drone.

The current technology in drones has seen significant improvements: advanced radar/lidar automatic guidance and high-resolution cameras can perform – and record – the aircraft surface in a much better way than human eye.

Here the brightest gain for the MRO – and for its final customer – comes from the reduced ground time and lower investment.


Certification considerations

From the above celebratory discussion, one might wonder why both AR and drones aren’t adopted by the majority of MROs around the world: the business and quality cases are certainly more than compelling.

An adverse combination of external and internal resistances can explain the situation.

First, Aviation Authorities, as conservative as they can be, are not apparently enthused to amend their regulations in order to admit new tools and procedures that may drastically change the old and reassuring habits of conducting maintenance inspections.

Despite a strong support from the industry, as of today, the only go-ahead from FAA and EASA (US and European aviation authorities) is limited to some instance of remote inspection in the production and design regulations (so-called part 21).

Coming to internal resistance, the adoption of these new technologies requires strong management commitment to change; ability to effectively communicate the goods of the new technology and willingness to wipe off the concerns about workers privacy (this especially when we talk about AR…).


The way to go.

The MRO industry after Covid-19 will face many challenges: we still don’t know when and how the rebound in traffic will happen.

One thing, though, we know for sure: the pandemic crisis made it clear to every stakeholder in very industry in the earth that revolutionary steps in technological transformation need to be taken.

The ability of AR and Drones to deliver consistent and tangible advantages to the airlines – in term of aircraft downtime and quality of maintenance – is going to be a must-have for the next decade successful MROs.

The advise to the wise MRO is to start implementing AR and drones in every day operations, recording each inspection and repair while still keeping the existing – approved – procedures: the approval of the new technologies from the Aviation Authorities will be easier and quicker once the organization will prove the higher effectiveness of the new tools.

A quick overview of suggested steps for AR and Drone inspection implementation is provided in the picture below.

steps for seamless introduction of AR and Drones inspections in #MRO