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.