Aerospace Engineering Reasons for Maintenance ► Reasons for Maintenance To keep performance, reliability and availability within design limits at minimum cost. ► Processes that affect an aircraft ◙ Deterioration with age – examples are fatigue, wear and corrosion. ◙ Chance failure – examples are tyre burst, excess structural loads. Apr-15 1 Aerospace Engineering Some Terminology Availability Reliability Maintainability Apr-15 2 Aerospace Engineering Reliability & Availability Reliability the ability of a system or component to perform its required functions under stated conditions for a specified period of time. Availability is the probability that a system will be able to perform its required function at a specified instant in time. Maintainability is the probability that a failed system can be made operable in a specified period of time (Kapur and Lamberson, 1977) Apr-15 3 Aerospace Engineering Mechanisms of Failure Some of failure mechanisms in aircraft and systems equipments : ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Material failure Parameter drift Leakage Contamination Software failure Electromagnetic Interference Fraud Apr-15 4 Aerospace Engineering Cause of Failure Common areas linked to causes of failures: ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Design Manufacturing Maintenance Purchasing Operator Quality system Data Sabotage or enemy action Apr-15 5 Sources of Failure Aerospace Engineering Categories illustrate some less obvious potential basic sources of failure: ◦ Ignorance -a designer, manufacturer, maintainer or operator is unaware of the risk in the decision he is making or the activity he is undertaking. ◦ Lack of data -a sub-category of ignorance but one over which the maintenance system has some control. ◦ Negligence (Clause)-While the individual or organisation is aware of the correct action, this is not carried through. Errors can be made through inattention. The extreme case is wilful negligence which may be chargeable as criminal negligence. ◦ Poor planning -lack of adequate planning can trigger a chain of circumstances leading to a system failure ◦ Sabotage or enemy action (bad Action)-where deliberate hostile action is involved. Apr-15 6 Aerospace Engineering FORM OF AIRCRAFT MAINTENANCE Consist of; 1. Corrective Maintenance: CM (Breakdown Maintenance หรือ Run to Failure) การบารุงร ักษาแบบแก้ไข 2. Preventive Maintenance: PM (Planned maintenance Calendar-based maintenance หรือ Historical maintenance) การบารุงร ักษาเพือ ่ ป้องก ัน 3. Predictive Maintenance (Condition-based maintenance: CBM) การบารุงร ักษาตามสภาพ 4. Proactive Maintenance (Design out Maintenance หรือ Precision Maintenance) การบารุงร ักษาเชงิ รุก Apr-15 7 Aerospace Engineering FORM OF AIRCRAFT MAINTENANCE 1. Corrective Maintenance: CM (Breakdown Maintenance หรือ Run to Failure) - การบารุงร ักษาแบบแก้ไข Corrective Maintenance: CM (การบารุงรักษาแบบแก ้ไข) เป็ นวิธก ี าร ั โดยจะดาเนินการก็ตอ ธรรมดาทีส ่ ด ุ และมีข ้อจากัดทีเ่ ห็นได ้ชด ่ เมือ ่ อุปกรณ์ ี หายจนทาให ้ต ้องหยุดเครือ เสย ่ งหรือหยุดทา การผลิต หรือเกิดข ้อขัดข ้อง ี หายในขณะทีเ่ ครือ เสย ่ งจักรกาลังทางานอยู่ 2. Preventive Maintenance: PM ((Planned maintenance Calendar-based maintenance หรือ Historical maintenance) การบารุงร ักษาเพือ ่ ป้องก ัน Preventive Maintenance: PM (การบารุงรักษาเพือ ่ ป้ องกัน) เป็ นการ วางแผนโดยกาหนดระยะเวลาการตรวจสอบและการบารุงรักษาเครือ ่ งจักร ี หาย หรือวางแผนป้ องกันไว ้ รวมทัง้ อุปกรณ์ตา่ งๆเพือ ่ ป้ องกันความเสย ล่วงหน ้าซงึ่ จะไม่ทาให ้ขบวนการผลิตต ้องหยุดฉุกเฉิน โดยมากมักจะทาการ ตรวจสอบตามรอบ และระยะเวลาการทางาน (interval) ทีค ่ อ ่ นข ้างจะมี กาหนดเวลาทีแ ่ น่นอน Apr-15 8 Aerospace Engineering FORM OF AIRCRAFT MAINTENANCE 3. Predictive Maintenance (Condition-based maintenance: CBM) - การบารุงร ักษาตามสภาพ Predictive Maintenance (การบารุงรักษาตามสภาพ) เป็ นวิธบ ี ารุงรักษา อุปกรณ์อย่างเหมาะสมตามสภาพและเวลา การบารุงรักษาตามสภาพจึงได ้ถูก พัฒนาขึน ้ โดยมีพน ื้ ฐานอยูท ่ ข ี่ ้อมูลปั จจุบน ั และอดีตย ้อนหลังเพือ ่ ทีจ ่ ะกาหนด ั สญ ั ญาณเตือนต่างๆจาก ความสาคัญในการบารุงรักษาให ้ดีทส ี่ ด ุ โดยอาศย เครือ ่ งบิน เครือ ่ งยนต์หรืออุปกรณ์ ซงึ่ โดยทั่วไปเครือ ่ งบิน เครือ ่ งยนต์หรือ ั ญาณเตือนก่อนทีจ ี หายเชน ่ อุปกรณ์ ทีม ่ ค ี วามสาคัญจะมีสญ ่ ะเกิดความเสย ี ง,การสน ั่ สะเทือน เศษผงโลหะต่างๆ เราสามารถตรวจสอบสน ั ความร ้อน, เสย ี หาย ญาณเตือนเพือ ่ กาหนดการบารุงรักษาก่อนทีจ ่ ะเกิดความเสย ่ นใหญ่จะอุปกรณ์ตรวจวัดพิเศษทาการการตรวจวัด เชน ่ การแตกร ้าว สว ั่ สะเทือน (vibration) ความ (Ultrasonic, boroscope and etc.) ความสน ร ้อนของเครือ ่ งยนต์ การวิเคราะห์น้ ามันหล่อลืน ่ (Oil Analysis) สามารถบอก ถึงสมรรถนะหรือสภาพของเครือ ่ งยนต์ เป็ นต ้น ้ โดยสรุปแล ้ว เครือ ่ งมือทีใ่ ชในการตรวจสอบสภาพเครื อ ่ งบิน เครือ ่ งยนต์หรือ ิ ธิภาพ อุปกรณ์ในปั จจุบน ั มีเทคโนโลยีทห ี่ ลากหลาย เพือ ่ เป็ นการเพิม ่ ประสท และความปลอดภัยในการบิน Apr-15 9 Aerospace Engineering FORM OF AIRCRAFT MAINTENANCE 4. Proactive Maintenance (Design out Maintenance หรือ Precision Maintenance) - การบารุงร ักษาเชงิ รุก ิ รุก) คือการแก ้ปั ญหาทีส Proactive Maintenance (การบารุงรักษาเชง ่ าเหตุ ี หาย เราทาการแก ้ไข หลักทีท ่ าให ้เครือ ่ งบิน เครือ ่ งยนต์หรืออุปกรณ์เสย ี หาย เพือ ปั ญหาล่วงหน ้าเพือ ่ ลดโอกาสการชารุดเสย ่ ให ้เครือ ่ งบิน เครือ ่ งยนต์ หรืออุปกรณ์มอ ี ายุยาวนานขึน ้ ข ้อดีของการบารุงรักษาแบบเชงิ รุก อายุการณ์ ้ ใชงานของเครื อ ่ งบิน เครือ ่ งยนต์หรืออุปกรณ์เพิม ่ ขึน ้ , ลดค่าใชจ่้ ายในการ ่ มบารุงลดการเสย ี หาย แต่เราต ้องเสย ี เวลและแรงงานในการรวบรวมข ้อมูล ซอ และทาการปรับปรุงแก ้ไข สว่ นใหญ่จะเป็ นผู ้ผลิตทีเ่ ก็บข ้อมูลจากลูกค ้าและ ทาการปรับปรุงตัวผลิตภัณฑ์ Apr-15 10 Aerospace Engineering Needs of Aviation Maintenance 1. Safety Continued of Airworthiness, Regulation, Cost of Accident, Company Reputation, etc… 2. Availability Cost of delay, Cost of cancel, Company Reputation (Company name), etc… 3. Economic Profit, Stock, Bonus, etc… Apr-15 11 Aerospace Engineering Availability Availability measure by Dispatch Reliability (DR) Difference between time of departure reals and programs • If difference > 15 min Delay Punctuality reflect to Performances of Companies Performances of Airports Performances of Aircrafts 13/04/58 12 Airlines Operating Cost Aerospace Engineering LCC (Life Cycle Cost) : Total operating cost over the life of the aircraft or engine 13/04/58 13 Airlines Operating Cost Aerospace Engineering TOC (Total Operating Cost) which sometimes called cost of ownership) [TOC = DOC + IOC] 13/04/58 14 Airlines Operating Cost Aerospace Engineering IOC (Indirect Operating Cost) : Other costs beyond DOC such as Marketing, Passenger services, Aircraft handling and Administration 13/04/58 15 Airlines Operating Cost Aerospace Engineering DOC = DMC + IMC + Fuel + Landing and navigation fees + Flight crew expenses + Insurance depreciation + Financing of aircraft and spares 13/04/58 16 Airlines Operating Cost Aerospace Engineering DMC (Direct Maintenance Cost) : Productive labour and material consumed to maintain the aircraft IMC (Indirect Maintenance Cost) : Other costs attributed to maintenance such as administration, engineering, training, supervision, amortisation of tools and facilities 13/04/58 17 Aerospace Engineering Maintenance Cost : DMC vs IMC 13/04/58 18 Aerospace Engineering Typical A320 DMC Breakdown Split in Operation 13/04/58 19 Aerospace Engineering A330/A340 Direct Maintenance Cost (DMC) Split in Component 13/04/58 20