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Industria 4.0 aplicada al mantenimiento de aeronaves

11.11.2016 UPM

Drones and Augmented Reality for Aircraft Inspection

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1. Airbus D&S

2. Industria 4.0

3. Mantenimiento Tradicional

4. Aplicación de la Tecnología

5. Clientes

6. Mapa de la Implementación

7. Business Case

8. Conclusión

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Airbus D&S

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Fuerte, innovador y centrado en el cliente.

Military AircraftMilitary Aircraft

• A400M• A330 MRTT• Aviones para misiones especiales• Aviones de combate• Sistemas aéreos no tripulados • Full In-Service Support (FISS)

• Satélites de telecomunicación • Satélites de observación de la Tierra• Satélites de navegación • Infraestructura de exploración orbital y

espacial • Misiones científicas • Lanzadores, disuasión

• Servicios de geointeligencia a través de satélites de observación de la Tierra

• Comunicación satelital gubernamental• Sistemas de Mando y Control (C5ISR) • Soluciones y servicios de

ciberseguridad

Space SystemsSpace SystemsCommunications, Intelligence & Security

Communications, Intelligence & Security

Abril de 2016 – 26

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1. Airbus D&S

2. Industria 4.03. Mantenimiento Tradicional4. Aplicación de la Tecnología5. Clientes6. Mapa de la Implementación7. Business Case8. Conclusión

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FourthFourthThirdThirdSecondSecondFirstFirstRevoluciones Industriales

Steam machines

Electricity

Electronics & IT

Hyperconnectivity

Time

Com

plex

ity

Complexity

1.0Drastic production

improvement thanks to steam energy

2.0Beginning of mass production through

electric energy

3.0Digital revolution. Electronics

& IT introduced automatization in the industry

4.0Massive introduction of ‘cyber-physical’

systems, connection of industries and open interfaces for services

Inter-workable

Virtualization

Decentralization

Real-time capabilities

Service oriented

Modularity

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Tom Enders"The possibilities of the digital revolution must be put to good use. That involves designing, developing and manufacturing ourproducts much more efficiently and much faster. In the aerospaceindustry, we are currently seeing a level of competition that we havenever experienced before."

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1. Airbus D&S2. Industria 4.0

3. Mantenimiento Tradicional4. Aplicación de la Tecnología5. Clientes6. Mapa de la Implementación7. Business Case8. Conclusión

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¿Qué es MRO?MRO (Maintenance Repair andOverhaul) se dedica almantenimiento, reparación yadaptación de aviones militares enAirbus Defence & Space enGetafe. Actualmente el proyectomás relevante es el retrofit delA400M.

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La complejidad del negocio MROGestión de trabajos no planificados

CoordinaciónLos responsables de lagestión del avión debencoordinarse perfectamenteentre la oficina técnica dela ingeniería deproducción, los sistemasde información, calidad deproducto y operarios.

PlanificaciónHay una alta cantidad de defectos poravión encontrados en las inspeccionesperiódicas de mantenimiento ademásde unas tareas planificadas por horasde vuelo o tiempo de vida. Conocer susituación y gestionarlos desde el papeles una labor muy compleja que dificultala toma rápida y eficaz de decisiones.

LocalizaciónLa localización de los trabajosa realizar en el avión escompleja por la alta cantidadde sistemas dentro del avión.Cualquier herramienta deubicación de trabajos sería degran ayuda

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Opinión de nuestro equipo

Almudena Antona, Transport Aircraft MRO Line Manager“Managing the status of all defects found in a maintenance period is very difficult; there is no visibility”

175hTo inspect med. A/C

80hTo inspectsmall A/C

655hTo inspect large A/C

Gonzalo Torres, MRO Quality verification“Once the aircraft is in the hangar, every cm of the aircraft has to be inspected and it takes great effort and a lot of time”

Alberto Cruz, Transport Aircraft MRO Team Leader“We spend a lot of time finding the required documentation to accomplish work and define accurate position of each defect found”

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1. Airbus D&S2. Industria 4.03. Mantenimiento Tradicional

4. Aplicación de la Tecnología5. Clientes6. Mapa de la Implementación7. Business Case8. Conclusión

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Using current technologies…is better

“With drones and augmented reality we can do whatever we want”

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Advanced technology

Drone ScanAssisted work

with smart glasses

Augmented reality- Defect

status positioning in

A/C

DAR SYSTEM

“The key: the integration of technologies to conform a unique

product”

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All the possibilities

Augmented reality defects locating: Fixed, pending, pending of verification

Thermography for cracks and corrosion assessment

Multispectral camera: analyze discontinuities in the sealant

Gas detection and fluids leakage sensor: leaks in deposits

4k HD Camera recordings with live stream

Laser Scan: to create 3D models

Google Glass assisted work: Documentation, Remote assistance, work orders, defects recording

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Number of elements

DAR System consists of1 drone, 5 smart glasses, 2 tablets, 1 USB with the required software and a thermography camera

Support Package: Technical documentation, Training, Initial Spares Part List, Repairs and upgrades andEngineering and technical Support (On-call support)

01

02

0101

05SOFTWAREPACKAGE

TABLET

SMARTGLASSES

DRONE

DAR System delivery package

KIT OF SENSORS

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Nueva App de gestión “Augmented MRO Management”

Se usa Realidad Aumentada(RA) y Realidad Virtual (RV) paramostrar los defectos en el avióncon un código de colores segúnel estado de cada uno de ellos.

Así se facilita la toma dedecisiones y se simplifica lagestión de los defectos: ¿dóndese puede trabajar, ¿estáfinalizado el trabajo?, ¿faltamaterial?…

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Nueva App de gestión “Augmented MRO Management”

Una de las maneras de visualizar estainformación es en una tablet .En ella se puede ver la maqueta 3D delavión con un código de colores según elestado de los defectos:

• Rojo: Sin disposición• Naranja: Disposición parcial• Amarillo: Sin Autorizar• Azul: Pendientes• Verde: Finalizados

El usuario podrá filtrar estos defectos paraque solo aparezcan aquellos que leinteresen.

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Nueva App de gestión “Augmented MRO Management”

Tras iniciar sesión el usuarioselecciona el avión que quiereinspeccionar.

Después escoge el tipo deoperación que quiere realizar:revisar defectos o introducir unonuevo seleccionando que modode vista prefiere (RA o 3D).

Por último consulta o completalos defectos seleccionados.

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¿Qué es la RA?La Realidad Aumentada consisteen recibir información del mundoactual y generar sobre él (con laayuda de una serie de dispositivospara poder visualizarlo) una capade información virtual combinadacon la real y que la muestra entiempo real.

¿Cómo la utilizamos?

Enfocando la cámara de la tablet ounas smart glasses hacia el aviónse superpone una capa con losdefectos registrados que permitecon simples gestos o moviéndosealrededor del avión registrarnuevos o interactuar con antiguos.

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¿Qué es la RV?La Realidad Virtual es un entornode escenas u objetos de aparienciareal, pero generados de manerainformática. Dicho entorno requierede un “casco de RV” para suvisualización o una pantalla.

¿Cómo la utilizamos?

Utilizando el “casco de RV” ovisualizándolo en una pantalla nossituamos en un hangar junto a unA400M en el cual se encuentranmarcados los defectos. Podemosdesplazarnos por este entornovirtual sin necesidad de movernosdel sitio pero con la facilidad de lavisualización e interactuación del3D.

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Solution

ManagementDiagnosis information digitally send to the operator and PLM Software and instantly visualized in A/C with Augmented reality.

Live Stream & Remote assistanceWhat the drone sees, the operator sees, live analysis.

High precisionDents, scratches, corrosion and other damages detection and location with precision.

Automatic diagnosisSensor selection to assess what it is needed. Equipped with state of the art optical scanners.

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1. Airbus D&S2. Industria 4.03. Mantenimiento Tradicional4. Aplicación de la Tecnología

5. Clientes6. Mapa de la Implementación7. Business Case8. Conclusión

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Our Customers

• Short Term: Maintenance, Repair and Overhaul Centers in Getafe and Seville and Final Assembly Line Derivatives in Getafe

• Mid Term: Airbus Group Maintenance Repair & Overhaul Centers and Final Assembly Lines

• Mid – Long Term: External Customers. • Military Customers. Starting with Full In Service Support Fleet Customers.

• Commercial Customers. Airlines and/or Maintenance companies (e.g: Iberia Mantenimiento)

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Reduction on DOWNTIME of

• 3 days for a maintenance stop

• 2 days in aircraft production

Customers benefits

02

03

Productivity• Too much time on finding defects on big aircrafts• Too many infrastructure for finding defects• Two workers finding defects

Capacity• Increase on capacity

Lead Time and Cost reduction• Expenses on heavy scaffoldings• No record of the initial surface status of the aircraft• No visual monitoring of pending works and

already accomplished works

Financial revenue• Increase on programs EBIT

due to the productivity improvement and savings

04

01

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6. Mapa de la Implementación7. Business Case8. Conclusión

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Technical development roadmap & Applicable fields

Tomorrow• Autonomus Inspection without

human intervention• Visual inspection and 3D

scanning for damage dimensions and location

Short term• Autonomus Flight Visual

inspection• Industrial Test Campaign

complete

Yesterday• Multiple inspections with cherry

picker • A/C Damage due to maintenance• Manual mapping

Today• Visual inspection using a flying

camera • Quick and safe access• Full Aircraft surface inspection

Roadmap to final DAR System solution

SPACE LAUNCHERS

COMMERCIAL AIRCRAFT

MILITARY AIRCRAFT

TomorrowShort termYesterday Today

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Savings assumptions

30%Time reduction for an in-service Aircraftin a complete ExteriorMRO stop inspectionand repair

20%Time reduction for an in-service Aircraftin a complete InteriorMRO stop inspectionand repair

10%3 days

Time reduction for an in-service Aircraftin a complete TotalMRO stop inspectionand repair

60%

50%

40%

65%

55%

MRO Exterior Inspection & repair Savings

General

Detailed

Fuselage

Upper fuselage

Wings

18%

22%

21%

17%

21%

MRO Interior Inspection & repair Savings

Electrical

Mechanical

Hydraulic

Inside wings

Lower fuselage

Savings!!!70 h per A/C

Time reduction for a new Aircraftin a complete ExteriorFAL quality inspectionbefore delivery

40%

30

0 €

1.000.000 €

2.000.000 €

3.000.000 €

4.000.000 €

5.000.000 €

6.000.000 €

2015 2016 2017 2018 2019

Income Forecast2015 - 2019

Incremental approachSales: Up to 5 systems per year Total sales: 13 systems

Savings: Progressive implementation in all FAL/MRO shops of Airbus Group

Full DAR capability: Mid 2017

Full benefit capability: 2019

Huge revenue in short term

1.6 M€ IN SALES 9.4 M€ IN SAVINGSin 4 years

15%

Nº % H €/ AC €

Number of aircraft in Airbus Defence & Space/ Airbus 50/620

Number of defects detected in a large aircraft in maintenance (Total/ Exterior) 780/62

Number of defects detected in a medium aircraft in maintenance (Total/ Exterior) 360/29

Invested time (h) to inspect and solve defects per defect (average) 10,5 10% 1,1

Invested time (h) to inspect and solve defects in a large aircraft (Maintenance) 8190 10% 819 57.330 1.433.250

Invested time (h) to inspect and solve defects in a medium aircraft (Maintenance) 3780 10% 378 26.460 661.500

Invested time (h) to inspect and solve exterior defects in a large aircraft (Maintenance) 655 30% 197 13.759 343.980

Invested time (h) to inspect and solve exterior defects in a medium aircraft (Maintenance) 302 30% 91 6.350 158.760

Invested time to inspect and solve exterior defects in a large aircraft (New – FAL) 175 40% 70 7.000 840.000

Invested time (h) to inspect and solve exterior defects in a medium aircraft (New – FAL) 90 40% 36 3.600 1.800.000

Internal savings (€) in Airbus Defense and Space 2.094.750

Internal savings (€) in Airbus 2.640.000

Total internal savings (€) in Airbus Group 4.734.750

Sales (€) 775.000

Total Savings and Sales (€) 5.509.750

20% DAR system margin

50% DAR System support service margin

DAR System price: 110.000€DAR System service price: 13.000€/ Yr

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ConclusionDAR System - The innovative aircraft inspections

GrowthGrowth opportunity

PerformanceReduce aircraft down time

InnovationNew way of doing things…

ResultsQuick ROI

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Thank you