Rozwój systemu monitorowania stanu i zapobiegania awariom silników lotniczych

Dostawca silników dla przemysłu lotnictwa cywilnego

Rozwój systemu monitorowania stanu i zapobiegania awariom silników lotniczych

Rozwijamy system, który poprzez analizę dużych zbiorów danych ulepsza monitorowanie stanu silników lotniczych i umożliwia zapobieganie awariom (utrzymanie i przewidywanie).

System

Klient dostarcza kilka rodzajów silników lotniczych dla samolotów cywilnych, które razem pokonują miliony mil każdego dnia. Uziemiony samolot powoduje straty – awaria jednej maszyny wpływa na ponad 20 innych lotów, dotykając tysiące pasażerów. Koszty dla linii lotniczych wynoszą miliony dolarów. Klient, dbając o niezawodność silników, opracowuje rozwiązanie pozwalające na zbieranie, monitorowanie i przetwarzanie danych dotyczących stanu silników (m.in. odnoszących się do stanu silników podczas startu, lotu, lądowania oraz korelacji między warunkami pogodowymi a działaniem silników), co umożliwia zespołom konserwacji reakcję z wyprzedzeniem. Co kilka minut przetwarzanych jest miliony parametrów. Dzięki monitorowaniu stanu silników klient zaoszczędził miliony dolarów.

Potrzeba

  • Poprawa skalowalności – dla obecnego systemu lokalnego w użyciu, głównym wyzwaniem okazała się skalowalność w kontekście wzrastającego wolumenu danych do przetwarzania, co przekłada się na nadmierne koszty utrzymania infrastruktury fizycznej. Klient chciałby przepisać obecny system lokalny i przenieść go do chmury, co pozwoli na wykorzystanie nowych technologii mediacji telekomunikacyjnej. Opracowujemy rozwiązanie zastępujące to obecne.
  • Minimalizacja śladu węglowego – klient ma na celu stanie się firmą o zerowej emisji netto w ciągu najbliższych kilku lat. Klient zbiera dane na temat spalin i zanieczyszczenia powietrza. Monitorowanie maszyn wspiera wykorzystanie ich w celu minimalizacji śladu węglowego.
  • Maksymalizacja czasu w powietrzu – firma udostępniła swoim klientom rozwiązanie totalnej opieki. Dostawca osiąga zyski, gdy samoloty z jego silnikami latają. Dlatego też maksymalizacja czasu w powietrzu jest jednym z kluczowych celów.
  • Optymalizacja korzystania z usług Azure – w 2021 roku rozwiązanie było jednym z największych projektów na platformie Azure w Europie. Koszty utrzymania infrastruktury na platformie Azure wynoszą kilka milionów dolarów rocznie. Celem klienta jest optymalizacja kosztów poprzez zręczne zarządzanie usługami chmury Azure, dostosowane do bieżących potrzeb biznesowych.

Nasze zadania

System klienta jest używany przez inżynierów, zespoły serwisowe, ale także przez klientów końcowych (linie lotnicze i producentów samolotów). Obecnie 70% pracy skupia się na rozwoju nowych funkcjonalności, a 30% na usuwaniu błędów i pracy nad długiem technologicznym. W projekcie stosujemy modele Agile pracy w zależności od potrzeb zespołów (Scrum i Kanban). Nasi specjaliści mają swobodę w sposób wdrażania rozwiązań, dbając o to, aby spełniane były zasady architektoniczne, ustalone z zespołami architektonicznymi. Określenie zakresu pracy odbywa się na podstawie strategicznych map drogowych klienta i definicji kwartalnych celów, co usprawnia proces priorytetyzacji.

Analiza danych

Oferujemy rozwiązania do przetwarzania danych z wielu źródeł, organizowania ich, weryfikowania i zapewniania, że dane nie są tracone w przypadku awarii przetwarzania na platformie. Przetwarzanie danych pozwala na generowanie różnych typów raportów, dostarcza informacji o błędach i rekomendacjach, dzięki czemu inżynierowie i operatorzy klientów mogą reagować (bardzo często, z wyprzedzeniem). Silniki lotnicze są najbezpieczniejsze między innymi dzięki takim mechanizmom działającym w tle.

Digital Twins

Jednym z filarów rozwiązania jest podejście do cyfrowych bliźniaków. Są to zdefiniowane i zbudowane cyfrowe komponenty modelu reprezentującego silnik. Ich zachowanie jest następnie analizowane, biorąc pod uwagę zebrane informacje o wartościach wydajności rzeczywistych silników i ich warunkach pracy. Na podstawie danych symulacyjnych możliwe jest przewidywanie tego, co może się wydarzyć, lub optymalizacja działania silnika, np. poprzez aktualizacje oprogramowania. Takie analizy pozwalają z jednej strony zoptymalizować koszty eksploatacji silnika, a z drugiej zweryfikować z dużą dokładnością zużycie poszczególnych komponentów. Mniej usterek i wizyt w warsztatach oznacza mniej odwołanych lotów, a tym samym mniej problemów w ruchu lotniczym.

Inteligentny Silnik

Silniki klientów mogą przesyłać dane na ogromną liczbę parametrów. Im nowszy jest silnik, tym większa jest liczba parametrów. Silniki mogą przesyłać dane o różnych objętościach i z różnymi częstotliwościami. Pomnożenie tego przez liczbę samolotów i silników w każdym z nich skutkuje dużymi woluminami danych. Należy je przetwarzać w ściśle określonym czasie. Aby sprostać wymaganiom, korzystamy z możliwości skalowania środowiska Azure, komponentów i technik związanych z przetwarzaniem Big Data oraz integracji IoT z fizycznymi urządzeniami zainstalowanymi w samolocie.

Dlaczego Inetum?

  1. Elastyczność – klient zdecydował się na współpracę z zewnętrznym dostawcą IT ze względu na potrzebę elastyczności i skalowalności zasobów ludzkich (aby skoncentrować się na rozwoju biznesu).
  2. Proces zapewniania jakości – przedstawiliśmy dobrze opisany proces zapewniania jakości, który był trudny do wdrożenia na platformie klienta.
  3. Kompetencje – klient uzyskał naszą ekspertyzę w zakresie rozwoju oprogramowania.
  4. Redukcja kosztów – koszt usług rozwoju oprogramowania był również istotny (niższy niż w przypadku współpracy z inżynierami z USA lub Europy Zachodniej).

Wyzwania

  • Skuteczne zbieranie i przetwarzanie danych o wysokiej częstotliwości, których liczba będzie wzrastać wraz z liczbą maszyn.
  • Zapewnienie spójności i dostępności danych. Przekazywane dane mogą zostać utracone na różnych etapach lub mogą być niewidoczne (np. podczas transferu danych między samolotem a platformą Azure).
  • Zapewnienie spójności usługi / szybkiego odzyskiwania po awarii infrastruktury lub regionu chmury – gdy niektóre z komponentów Azure lub regiony chmury przestają działać, odzyskanie danych i usługi staje się wyzwaniem. Chmura Azure zapewnia takie możliwości, ale w celu w pełni zaspokojenia potrzeb klienta opracowaliśmy dedykowane rozwiązanie umożliwiające ręczne uruchamianie przełączania między regionami Microsoft Azure (inicjowane przez użytkownika odtwarzanie / powrót do poprzedniego stanu). Wynika to z rozważań dotyczących optymalizacji kosztów związanych z utrzymaniem drogich zasobów w regionie zapasowym.
  • Utrzymywanie wiedzy dziedzinowej przy wzrastającym zakresie projektu.

Plany

Klient zaufał kompetencjom specjalistów Inetum. Dotychczas głównie dostarczaliśmy nowe funkcjonalności (rozwój zorientowany na funkcje). Nowy model współpracy, zaplanowany na 2024 rok, zakłada, że Inetum będzie głównie świadczył usługi zarządzane i optymalizował koszty usług Azure. Projekt dla klienta rozpoczął się w 2013 roku i obejmuje współpracę długoterminową.

Zespół

W zespołach Inetum pracuje 120 specjalistów. Projekt obejmuje automatyzację i ręczne testowanie jakości, programistów Pythona i .NET, Scrum Masterów oraz całe zespoły DevOps i Business Intelligence, liderów technicznych, architektów, menedżerów projektów, kierownika testów i kierownika konta.

Technologie

Microservices (na jedną czwartą), Microsoft Azure (App Services, SQL databases, virtual machines, Azure Storage, Event Hub Namespaces, Service Bus Namespaces, Application Insights, Data Factories, Azure Cache for Redis, Azure Cosmos DB, IoT Hubs, Azure Databricks Services, Service Fabric Clusters, Azure Batch Account), Python, .NET