Mit versiertem Blick auf die Daten registriert Ivaylo Krastev, Triebwerks­ingenieur bei der MTU Maintenance Hannover, einen Effizienz­verlust eines Triebwerks während des Reise­flugs. Die Austritts­­tempe­ratur ist gestiegen, die Dreh­zahl der Hoch­druck­welle nimmt zu, ebenso der Kraftstoff­verbrauch. Die Airline, die ihre gesamte Trieb­werks­flotte von der MTU Maintenance be­treuen lässt, wird sofort gewarnt. Beim nächsten Stopp des Flug­zeugs wird das Trieb­werk noch am Flügel von zwei Flug­gerät­mechanikern der Airline boroskopiert.

Tatsächlich, ein Fremdteil ist in den Verdichter geraten. Das Triebwerk wird umgehend vom Flügel genommen und zur In­stand­setzung in den Shop der MTU Maintenance geschickt. Dort bestätigt sich der Verdacht. Der Fremd­körper hat einige Schaufeln beschädigt. Wäre dieser vergleichs­weise geringe Schaden unentdeckt geblieben, hätte dies einen schwer­wiegenden Folge­schaden im Trieb­werk verursachen und kost­spielige Repa­raturen nach sich ziehen können. Beides bleibt der Airline erspart.

Dass Auffälligkeiten frühzeitig entdeckt und analysiert werden, ist dem Engine Trend Monitoring (ETM) der MTU Maintenance zu verdanken – einer umfassenden Über­wachung der Triebwerks­para­meter durch eine MTU-eigen­ent­wickelte Monitoring­software. „Während des Fluges zeichnet der Flug­zeug­computer die wichtigsten Trieb­werks­para­meter wie Dreh­zahlen, Drücke, Tem­pera­turen und Vibrationen auf“, erklärt Norman Schwarz vom Perfor­mance Engineering der MTU Maintenance Hannover. Das ETM-System wertet diese Para­meter zu bestimmten Zeit­punkten eines Flug­zyklus‘ – meist während des Starts und des Reisefluges – aus, indem es die Daten mit Erwartungs­werten aus einem ent­spre­chenden Trieb­werks­modell vergleicht. „Dadurch werden auf­fällige Veränderungen – etwa hinsichtlich des thermo­dyna­mischen Verhaltens eines Trieb­werks – entdeckt und bereits kleinste Abweichungen schnell identifiziert.“

Experten der MTU analysieren die Daten und können dank des Früh­erkennungs­systems ersten Hinweisen auf mögliche Un­regel­mäßig­keiten nachgehen. Stellen sie eine Abweichung fest, geben sie klare Handlungs­emp­fehlungen für die erforder­lichen Maintenance-Aktionen.

Flotte im Griff

ETM ist ein wichtiger Baustein des Flotten­manage­ments, das die MTU Maintenance ihren Kunden anbietet. Der Service sorgt dafür, dass die Trieb­werke der gesamten Flotte mit größt­möglicher Ver­füg­barkeit und Effi­zienz sowie mög­lichst niedrigen Kosten betrieben werden. Performance Engineer Schwarz: „ETM bietet auch eine Prognose­funktion, mit der die Anzahl der restlichen Zyklen vor­her­gesagt werden kann. Damit trägt es dazu bei, umfang­reichere Triebwerks­über­holungen besser zu planen und die Intervalle der Shop Visits ökonomisch und technisch zu optimieren.“

Zwei weitere Vorteile für Flotten­kunden: Alle Trieb­werks­typen können mit einem einzigen Tool über­wacht werden. Und die MTU Maintenance ist in der Lage, ihre Erfahrung mit individuellen Kunden­wünschen zu kombi­nieren. So lassen sich etwa neue Alarm­regeln einführen, um bestimmte Parameter besonders im Fokus zu behalten.

24/7 am Triebwerk

Das ETM und seine vollautomatische Alar­mierung im Falle von Ab­wei­chungen sind sieben Tage in der Woche rund um die Uhr aktiv. Schwarz: „Bei vielen Trieb­werken und Flug­zeugen neuerer Bauart kann die Aus­wertung der Daten noch während des Fluges beginnen. Trend­­analysen lassen sich rund um die Uhr und nahezu in Echt­zeit online abrufen. Die Aus­wertung über­nehmen dann Spezialisten an den MTU-Stand­orten Hannover, Zhuhai und Vancouver.“

Seit 2006 ist das von MTU-Experten selbst ent­wickelte und flexible System im Einsatz und wird seitdem konti­nuierlich erweitert und optimiert. Und die Kunden profitieren künftig von weiteren Inno­vationen.

Mobil und übersichtlich

„Wir bereiten zur Zeit einen Plattform­wechsel und den Einsatz einer neuen Software vor, damit die Daten nicht nur am PC, sondern künftig auch auf dem Tablet und mit einer Smart­phone-App verfolgt werden können“, sagt Christian Preuss, zuständig für Test­systeme und Boden­dienst­geräte bei der MTU Aero Engines. Die Pro­gram­mierung über­nehmen die IT-Spezi­alisten in München und Rzeszów. Die neue Ober­fläche wird moderner, aufgeräumter und über­sichtlicher sein – ein sichtbarer Mehrwert für den Kunden.

Zudem steht eine weitere Optimierung an. „Mit dem aktuellen System lässt sich der Effizienz­verlust des gesamten Trieb­werks fest­stellen. Wir entwickeln ETM dahingehend weiter, dass es künftig anzeigt, welche Module des Trieb­werks zum registrierten Effi­zienz­verlust beitragen“, sagt Jürgen Mathes vom MRO Perfor­mance Support der MTU Aero Engines. „Die Analyse auf modularer Ebene hat den Vorteil, dass die Instand­setzung noch gezielter geplant werden kann, weil unsere Mainte­nance-Spe­zi­alisten dann wissen, auf welche Kompo­nenten sie sich während des Shop Visits konzentrieren müssen.“

Ein Datensatz pro Sekunde

In Zukunft sollen während des gesamten Fluges kon­ti­nu­ierlich Triebwerksdaten gemessen, gesendet und gespeichert werden – also ein Daten­satz pro Sekunde. „So können Trend­ab­weichungen noch früher entdeckt werden, als es mit bisher zwei bis drei Snap­shots pro Flug möglich ist“, sagt Mathes. Entsprechend werden die Main­tenance-Experten noch schneller auf Trend­ab­weichungen reagieren können. „Predictive Maintenance“ lautet das Stichwort – also eine vo­raus­schauende Instand­haltungs­planung nach der Devise: Effizienz durch Wissens­vorsprung.

„Neue Avionik kann kontinuierliche Daten auf­zeichnen und über­tragen. Eine entsprechende Hard­ware ist in neueren Flug­zeugen bereits eingebaut“, sagt Mathes. Für ältere Muster wäre eine Nach­rüstung möglich. Allerdings stellt das künftige ETM-System die IT-Experten vor Heraus­forderungen: Denn die immensen Daten­mengen, die kontinuierlich empfangen werden, müssen nicht nur gespeichert, sondern auch analysiert und bewertet werden. Neben ausreichend Speicher­platz ist die effiziente Analyse­methode der Schlüssel zum Erfolg für eine gezielte und voraus­schauende Instand­haltung. Preuss: „Wir prüfen verschiedene Konzepte im Bereich Daten­analyse wie etwa Machine Learning, um unseren Kunden in Zukunft ein optimales Früh­er­kennungs­system zur Verfügung zu stellen.“