Analisi dei ratei di scarto e riparazione di parti del motore aeronautico– Luca Gargiulo 1

ANALISI DEI RATEI DI SCARTO E RIPARAZIONE DI PARTI DEL MOTORE AERONAUTICO

Stage per Tesi di Laurea svolto presso Alitalia Maintenance Systems S.p.A.

Facoltà di Ingegneria Corso di laurea Magistrale in Ingegneria aeronautica

Candidato Luca Gargiulo 1153705 Relatore Correlatore Giovanni Paolo Romano Giuseppe Avallone

A/A 2012/2013

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Alitalia Maintenance Systems (AMS) è una società privata di Iniziativa

Prima S.p.A., Alitalia Compagnia Aerea Italiana S.p.A. e European

Advanced Technology S.A. dal 2010.

AMS si occupa della attività di Manutenzione, Revisione e Riparazione

di Motori, A.P.U. e Componenti Aeronautici.

All’interno dei 13.600 mq di superficie dell’officina di AMS, è possibile

gestire ogni anno più di 100 motori e 200 A.P.U.

Negli ultimi anni sono stati fatti importanti investimenti che hanno

aumentato ulteriormente le capacità tecniche dell'officina.

Stipulazione di partnership consolidate con clienti e fornitori.

Ulteriore espansione della struttura finalizzata all’incremento delle

Capabilities , ovvero delle attività che l’azienda ha la capacità

industriale di eseguire.

Alitalia Maintenance Systems S.p.A.

Obiettivi aziendali

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Obiettivi

Monitoraggio dei ratei di riparazione e scarto, durante una operazione di manutenzione

su un motore aeronautico, delle principali parti componenti il motore.

• Strutturazione di un Database statistico volto alla preparazione di

proposte commerciali.

Monitoraggio della frequenza di riparazioni conto Terzi , durante una operazione di

manutenzione su un motore aeronautico, delle principali parti componenti il motore.

• Definire l’impatto economico che ha l'invio conto Terzi delle parti sull’ attività

manutentiva di un motore.

L’attività di analisi viene svolta separatamente su due tipologie di motore

aeronautico:

Organizzazione del lavoro

1. Il CFM56-5B, di cui si sono scelti 16 campioni manutenuti da AMS nel corso

del 2011.

2. CF6-80C2, di cui si sono scelti 7 campioni manutenuti da AMS nel corso del

2011.

Il lavoro è stato suddiviso in due fasi:

1. Selezione del campione e raccolta dati.

2. Analisi statistica dei dati acquisiti.

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CFM56-5B

Prodotto della CFM International, compagnia di proprietà della General Electric

USA e della Societe Nationale d’Etude et de Construction de Moteurs de Aviation

(SNECMA) di Francia.

In servizio dal 1994, è utilizzato in differenti configurazioni:

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CFM56-5B

Generalità

• Tipo di motore: turbofan

• Assetto: bialbero a flusso assiale

• Rotazione : oraria a due velocità

• Progetto: modulare (4 Major Modules, 17 SMDL)

• Tipo di manutenzione: ‘On Condition’

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CF6-80C2

Prodotto della General Electric USA.

In servizio dal 1985, è utilizzato in differenti configurazioni:

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CF6-80C2

Generalità

• Tipo di motore: turbofan

• Assetto: bialbero a flusso assiale

• Rotazione : oraria a due velocità

• Progetto: modulare (5 Major modules, 19 SMDL)

• Tipo di manutenzione: ‘a disassemblaggio minimo’

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Manutenzione del motore aeronautico

Ogni motore aeronautico durante un’operazione di manutenzione è identificato in maniera

univoca da un Engine Serial Number (ESN).

Le attività di manutenzione in officina vengono eseguite in base alle istruzioni riportate

sull’Engine Shop manual di riferimento, emesso dal costruttore del motore per ogni specifico

modello.

La commissione del lavoro manutentivo è stabilita dal cliente utilizzando documentazione e

procedure stabilite a livello contrattuale.

Processo di manutenzione di un motore aeronautico

1. Definizione del Work Scope a livello motore

2. Ispezione preliminare

3. Definizione del Work Scope a livello modulare

4. Definizione dell’attività a livello piece part

5. Processo di riparazione parti e componenti

6. Attività di marshalling

7. Prova al banco

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Manutenzione del motore aeronautico

Task di Workscope a livello modulare

Condizioni a livello piece part

Tipologia della procedura di riparazione sulla piece part

Inspection

Minimum

Performace/Repair

Overhaul

Serviceable

Quarantine

Scrap

Repairable

Internal

External

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Raccolta dati

Raccolta delle Material Status

La Material Status è un documento, definito dall’area di lavoro responsabile delle ispezioni

ed associato ad un determinato ESN, che cataloga le differenti piece parts necessarie al

riassemblaggio del motore in questione.

ESN EV Modulo Part Number Descrizione Qty.rim. Condiz. Rip. R/O Shop name

575385 1 Mod. 01

Fan &

Booster

338-002-114-0 Stg.1 fan

blade

36 Repairable Ext 303789 Lufthansa

Technik AG

575385 1 Mod. 01

Fan &

Booster

338-001-204-0 Spinner cone

front

1 Repairable Int

575385 1 Mod. 01

Fan &

Booster

338-002-542-0 Stg.5 blade

narrow

2 Scrap Int

Tabella 1. Estrazione della Material Status relativa all’ESN 575385 del modello CFM56-5B in analisi

Ad ogni piece part è associata una serie di dati:

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Catalogazione dei dati

Compilazione del foglio di lavoro ‘Shopvisit Data’

Il documento ‘Shopvisit Data’ fa riferimento ad un solo ESN.

Tabella 2. Estrazione del documento ‘Shopvisit Data’, relativo all’ ESN 575412 del modello di motore CFM56-5B

CFM56 MAIN ENGINE PARTS - SHOPVISIT DATA ESN: 575412

Descriz. Part Number

Qty.

presente sul

motore

ESN-

Modulo Qty. rim. Condiz. Rip. R/O Shopname

Fan blade 338-107-502-0 36 575412-SMDL 1 4 repairable ext 1302563

Chem-Tronics,

INC

Spinner cone

front 338-001-204-0 1 575412- SMDL 1 1 repairable int

Il documento risulta pre-impostato con: descrizione di ciascuna delle principali piece

parts del motore, relativo part number, modulo motore di appartenenza e quantità

presente nel motore.

Per ciascuna parte, con riferimento ai valori contenuti nella material status, sono stati

riportati ulteriori dati:

La corrispondenza delle parti del motore tra Material status e documento ‘Shopvisit Data’

è stata verificata tramite l’accoppiamento tra descrizione del pezzo e part number relativo.

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Creazione del Database definitivo

Definizione dei Task a livello dei moduli motore

Utilizzando come fonte il documento ‘Workscope moduli’, relativo all’ESN in questione, è

stato definito il Task associato al singolo modulo di ciascun motore scelto.

Tabella 3. Estrazione del Database finale, relativo al modello di motore CFM56-5B

Sulla base dei dati raccolti, nel foglio di lavoro ‘Shopvisit Data’ si è associato a

ciascuna parte il Task assegnato al rispettivo modulo, riferendosi all’ESN di

appartenenza per la ricerca.

Sono stati creati due Database finali, uno riferito al motore CFM56-5B ed uno riferito al

motore CF6-80C2, raccogliendo i dati contenuti nei singoli documenti ‘Shopvisit Data’

degli ESN in analisi, relativi al modello di motore in questione.

CFM56 - DATABASE FINALE

Descriz. Part Number

Qty. pres.

sul

motore

ESN-

Modulo Task

Qty.

rim. Condiz. Rip. R/O Shop name

Fan blade 338-107-502-0 36

575160-

SMDL 1 perf. 36 rep. ext 1301848

Chem-tronics,

INC

Spinner cone

front 338-001-204-0 1

575412-

SMDL 1 repair 1 rep. int

Creazione del Database finale

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Calcolo della percentuale dei Task

Per ciascun modulo motore, è stata calcolata la percentuale del singolo Task

applicato, mediante la relazione: Percentuale Task = Eventi Task / Eventi Totali

CFM56-5B

Modulo Eventi Tot. Task

inspection minimum repair performance overhaul

SMDL1 16 0% 44% 38% 13% 6%

SMDL2 16 6% 0% 88% 0% 6%

SMDL3 16 75% 0% 6% 0% 19%

SMDL4 16 0% 0% 6% 94% 0%

SMDL5 16 6% 0% 0% 0% 94%

SMDL6 16 6% 0% 0% 6% 88%

SMDL7 16 6% 0% 0% 6% 88%

SMDL8 16 6% 0% 0% 25% 69%

SMDL9 16 6% 0% 0% 0% 94%

SMDL10 16 6% 6% 0% 19% 69%

SMDL11 16 6% 0% 6% 6% 81%

SMDL12 16 6% 6% 0% 25% 63%

SMDL13 16 50% 19% 6% 0% 25%

SMDL14 16 50% 25% 0% 0% 25%

SMDL15 16 50% 0% 25% 0% 25%

SMDL16 16 81% 19% 0% 0% 0%

SMDL17 16 100% 0% 0% 0% 0%

CF6-80C2

Modulo Eventi Tot. Task

inspection minimum repair performance overhaul

MOD1R 7 14% 43% 14% 0% 29%

MOD1S 7 29% 57% 0% 14% 0%

MOD2 7 14% 14% 14% 57% 0%

MOD3R 7 0% 14% 0% 14% 71%

MOD3S 7 0% 14% 0% 43% 43%

MOD4 7 0% 0% 0% 43% 57%

MOD5 7 0% 14% 0% 14% 71%

MOD6 7 0% 0% 0% 57% 43%

MOD7R 7 0% 14% 0% 57% 29%

MOD7S 7 0% 0% 14% 43% 43%

MOD9LPT 7 0% 100% 0% 0% 0%

MOD9TRF 7 0% 71% 0% 14% 14%

MOD10 7 29% 29% 0% 0% 43%

MOD11 7 43% 29% 0% 0% 29%

MOD12 7 43% 43% 0% 0% 14%

MOD13 7 29% 43% 0% 0% 29%

MOD14 7 14% 57% 0% 0% 29%

I Task con percentuale di applicazione superiore al 15% sono stati ritenuti gli unici eventi

validi ai fini statistici.

Le elaborazioni successive vedono coinvolte soltanto parti del motore i cui moduli di

appartenenza abbiano associato un Task con percentuale ritenuta significativa.

Tabella 4. Percentuale dei Task applicati ai singoli moduli motore per i propulsori CFM56-5B e CF6-80C2

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Analisi sulle piece parts

Catalogazione delle parti a livello della Condizione applicata

A partire dai dati del Database finale, è stato eliminato ogni riferimento delle piece parts

all’ESN da cui sono state disassemblate, raggruppando tutte le parti con medesimi part

number, descrizione, modulo di appartenenza,Task applicato e Condizione sotto un’unica voce.

Tabella 5. Estrazione della tabella relativa alla catalogazione delle piece parts a livello della Condizione applicata, per il

propulsore CFM56-5B

Ogni dato è etichettato univocamente per mezzo del legame Descrizione/Task

applicato/Condizione applicata, ed è presente nel documento una sola volta.

Per ogni dato è stato riportato il numero totale di parti rimosse dal motore, ottenuto dalla

somma dei valori ‘quantità rimossa’ registrati nel Database finale, riferiti al dato in

questione.

CFM56-5B

Part Number Descrizione

Qty.

presente sul

motore Modulo Task Camp. Qty. Tot. Condizione

Qty.

Rim.

1361M13P01 Brg. 3 rotating seal 1 SMDL 3 inspection 10 10 repairable 5

1385M33G03 Arm assy stg. 1 82 SMDL 6 overhaul 12 984 repairable 967

1385M33G03 Arm assy stg. 1 82 SMDL 6 overhaul 12 984 scrap 17

Per ogni dato è stato riportato il calcolo del numero di campioni registrati nel Database finale,

ricavati dal conteggio degli eventi caratterizzati da parti con medesima Descrizione/Task.

Per ogni dato è stato riportato il numero totale di parti presenti ai fini dell’analisi,

calcolato con la seguente relazione: Qty. Tot. = Campioni x Qty. presente sul motore

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Analisi sulle piece parts

Calcolo dei ratei di scarto e riparazione delle parti

Per ogni dato ottenuto nella precedente catalogazione, sono state calcolate le percentuali

(o ratei) relative alle Condizioni ‘repairable’ e ‘scrap’ della parte, mediante la seguente

relazione: Percentuale della Condizione = Qty. rimossa / Qty. Tot.

Tabella 6. Estrazione della tabella relativa agli scrap e repair rates delle piece parts, per il propulsore CFM56-5B

Per ogni dato la percentuale di scarto o riparazione è riferita al Task associato al modulo di

appartenenza della parte in questione.

CFM56-5B: SCRAP & REPAIR RATES

inspection minimum

performance

/repair overhaul

Part Number Descrizione rep. scrap rep. scrap rep. scrap rep. scrap

1276M84G15 Bellcrack support 14%

1276M85P05 Bellcrack support upper 88%

1276M86P05 Bellcrack support lower 86% 7%

1318M20G03 Actuation ring IGV 93%

1318M21G03 Actuation ring stg.1 93%

1318M22G03 Actuation ring stg.2 86% 7%

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A partire dai due Database finali, sono stati generati due nuovi Database raccogliendo tutte le

parti con medesimi Part number e Descrizione sotto un’unica voce.

Analisi sulle piece parts

Calcolo della frequenza di riparazione conto Terzi delle parti

L’analisi interessa soltanto le parti con Condizione ‘repairable’ e Riparazione ‘esterna’.

Tabella 7. Estrazione della tabella relativa alle Repair conto Terzi delle piece parts, per il propulsore CFM56-5B

Nei due nuovi Database è stato tralasciato il dato relativo al Task applicato alla parte, ed il

dato relativo all’ESN di appartenenza della parte.

Per ogni dato è stato riportato il numero di campioni, pari al totale di campioni in analisi per il

modello di motore in questione.

Per ogni dato è stato riportato il numero totale di parti presenti ai fini dell’analisi,

calcolato con la seguente relazione: Qty. Tot. = Campioni x Qty. presente sul motore

Per ogni dato è stato riportato il numero totale di parti rimosse dal motore, ottenuto dalla

somma dei valori ‘quantità rimossa’ registrati nel Database finale, riferiti al dato in questione

Per ogni dato sono state calcolate le percentuali di riparazione conto Terzi , mediante la

seguente relazione: Frequenza di riparazione conto Terzi = Qty. rimossa / Qty. Tot.

CFM56-5B: REPAIR CONTO TERZI

Part Number Descrizione Campioni Qty. Tot. Qty. Rim. Freq.Rip. Shopname Repair Order

1277M90G01 Seal retainer stg.3 16 64 60 94%

Israel Aerospace and Defence Bedek

Group 1301124

1318M50G03

Connecting link

IGV 16 32 32

100% Lufthansa Technik AG 303739

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Conclusioni e sviluppi futuri

I dati ottenuti relativamente alle percentuali di scarto e riparazione delle parti dei

motori CFM56-5B e CF6-80C2 sono stati utilizzati:

1. Per alimentare il Database utilizzato da AMS per il provisioning dei materiali:

nota la percentuale di scarto di una piece part durante attività manutentive,

viene valutata la necessità di acquisto e riversamento in magazzino di tale

parte in base alla previsione di interventi di manutenzione da eseguire

nell’anno per quella determinata tipologia di motore cui la piece part

appartiene.

2. Ai fini della strutturazione di un Database statistico volto alla preparazione di

proposte commerciali da parte di AMS verso i clienti.

I risultati ottenuti dall’analisi sulle repair conto Terzi hanno portato ad identificare le

parti dei motori CFM56-5B e CF6-80C2 che risultassero avere una percentuale di

riparazione conto Terzi uguale o superiore al 50%, con lo scopo di:

1. Definire l’impatto economico che ha l'invio conto Terzi delle parti sull’ attività

manutentiva di un motore.

2. Approfondire secondo un piano di insourcing la possibilità di sviluppare nuove

capabilities in AMS per queste parti.