Maintenance prédictive aéronautique : optimiser la disponibilité et réduire les coûts
La maintenance prédictive aéronautique révolutionne le secteur en utilisant des données en temps réel, l’intelligence artificielle et le machine learning pour anticiper les défaillances des composants. Grâce aux capteurs IO-Link et aux analyses avancées, elle optimise la disponibilité des avions, réduit les coûts liés aux pannes imprévues et améliore la fiabilité globale.
Les compagnies aériennes peuvent ainsi planifier efficacement leurs interventions, minimisant les risques de pannes en vol et renforçant la sécurité des passagers. En intégrant ces technologies dans leur système de maintenance, elles optimisent les achats de pièces et la gestion de la maintenance des stocks, augmentant la durée de vie des équipements tout en rationalisant l’approvisionnement.
Acteurs majeurs comme Airbus, Safran et KLM adoptent ces solutions (plateformes big data pour l’analyse de données, capteurs intelligents et optimisation des cycles de vie des avions). Cette transformation numérique aide également à surmonter les contraintes liées à la complexité croissante des équipements grâce aux avancées technologiques.
Vous êtes :
Amélioration de la productivité et de la qualité au sein de l’usine aéronautique
Dans l’aéronautique, chaque pièce produite engage des coûts élevés et un temps de fabrication important. La moindre panne peut donc impacter fortement la rentabilité et les délais. Pour y faire face, les capteurs intelligents connectés via IO-Link, associés à des solutions de data embarquée et de monitoring comme la plateforme IIoT moneo, permettent de surveiller en continu les équipements critiques : moteurs, actionneurs, trains d’atterrissage…
Grâce à la collecte de données en temps réel, notamment via des capteurs de pression, les industriels passent d’une maintenance standard à une maintenance prédictive, mieux ciblée, plus fiable et plus économique. Résultat : réduction des coûts de MRO, amélioration de la disponibilité des machines et respect des exigences de qualité et de traçabilité.
La transition vers une maintenance conditionnelle marque une avancée majeure pour conjuguer performance industrielle, sécurité et optimisation économique dans un secteur aussi exigeant que l’aéronautique.
La fiabilisation machine au service de la productivité aéronautique
Dans un secteur de pointe où le rebut coûte particulièrement cher aux avionneurs et sous-traitants aéronautiques, la fiabilisation de l’outil de production est un enjeu crucial.
La maintenance conditionnelle : un gain financier immédiat
Pour limiter les pannes machine, qui peuvent rendre caduques plusieurs heures voire journées de travail, la maintenance conditionnelle est une précieuse alliée. L’instrumentation de vos machines permet une surveillance en temps-réel de leur état, de l’usure des outils et de niveaux de seuil que vous avez définis.
Nos capteurs, rapides à mettre en place, ont également pour avantage de pouvoir mesurer plusieurs valeurs process en même temps :
- Vibration
- Niveau
- Débit
- Pression
- Température,
- Qualités d’huiles …
L’anticipation des pannes et la planification de votre maintenance sont ainsi d’autant plus précises.
Réduire les pannes machines liées aux vibrations
L’utilisation de pièces tournantes sur les machines-outils dans l’usine aéronautique rend fondamentale la surveillance des vibrations. Elles peuvent en effet être à l’origine de dommages sur la machine, entraînant un arrêt. La surveillance permet d’anticiper ces désagréments en :
- détectant des changements dans le processus
- détectant des dérives d’état des composants
- identifiant si les conditions de coupe changent, par exemple en raison d’une usure de l’outil.
Comment ? Grâce à la combinaison de notre système de diagnostic vibratoire, de capteurs IO-Link et des données machines transmises en temps-réel à votre tableau de bord Smart Observer.
Faites facilement vos premiers pas dans l’Industrie 4.0 !
Vibrations machine : une surveillance façon Industrie 4.0
grâce à une intégration rapide dans la machine, pour en surveiller la santé en continu
Les capteurs de fluide, alliés d’une meilleure qualité des pièces
Accroître la performance de l’usine aéronautique passe également par la limitation des coûts de non-qualité et du rebut. Chaque cause de défaut qualité peut être solutionnée par l’instrumentation de vos machines-outils, de vos machines d’impression 3D, de vos lignes d’assemblages (FAL) ou de vos systèmes d’aspiration. Les centres d’usinage aéronautiques ont aussi parfois besoin de travailler en collaboration avec leurs propres fabricants : chacun agit ainsi à son niveau pour augmenter la qualité des pièces produites.
Usinage : diminuer les problèmes de lubrification
Les incidents de lubrification lors d’usinage peuvent être à l’origine de problèmes de non-qualité sur les pièces. L’utilisation de capteurs de débit mécatroniques dédiés à l’huile permet, grâce à un réglage fin lié aux pièces mécaniques à produire, d’obtenir des valeurs très précises et d’assurer une compensation de température. Vous intervenez ainsi dès que les valeurs s’éloignent de celles recommandées et limitez fortement les non-qualités.
Traitement chimique et thermique des pièces : anticiper les dérives
Pour en assurer la qualité, le traitement de vos pièces doit être précis. Ainsi, il est primordial d’éviter tout aléa lors des opérations de traitements thermiques ou de surface :
- opérations de traitement chimique : le brassage du flot de matière doit être effectué en continu pour garantir un traitement homogène.
- opérations de traitement thermique : la température du four doit par exemple être stable pour permettre la bonne solidification des pièces composites.
L’arrêt inopiné du système de ventilation ou une variation imprévue de la température peuvent alors compromettre la solidité et la conformité des pièces. Cette mise au rebut est évitable grâce à l’ajout de capteurs numériques, capables de mesurer avec précision les conditions requises et d’en informer les opérateurs rapidement.
Traçabilité des pièces et équipements aéronautiques
Localiser les pièces détachées et d’assemblage
La construction d’un avion nécessite l’assemblage d’un très grand nombre de pièces. Arrivant parfois en lots chez les avionneurs et sous-traitants, elles doivent être déloties, enregistrées puis stockées afin d’être facilement identifiables le moment venu. Il y a donc un double besoin de traçabilité au sein de l’usine aéronautique :
- pouvoir identifier et tracer chaque pièce, de sa production à son assemblage sur l’appareil, dans un souci de sécurité ;
- effectuer un suivi logistique précis de l’entrée en stock de chaque élément, pour connaître le nombre de composants disponibles.
ETUDE DE CAS : La RFID dans la réception de marchandises
Mise en place en tenant compte des contraintes de production et des modes opératoires internes aux ateliers, la technologie RFID offre ce suivi unitaire. Elle permet d’identifier puis tracer individuellement des pièces scannées en masse : les erreurs et oublis sont ainsi évités.
Trouver rapidement vos éléments et faciliter l’appairage
Pour éviter les longues recherches, dommageables aux délais de production comme aux budgets de projets, vous pouvez choisir de placer des tags RFID sur vos différents éléments d’assemblage, outils, pièces, etc. A chaque étape de l’assemblage, vous identifiez rapidement dans quelle zone de l’usine récupérer l’élément nécessaire à l’assemblage. Les étiquettes (tags) RFID associées à vos équipements sont conçues spécifiquement pour résister à votre environnement de travail et permettent également le détrompage lors des opérations d’appairage.
Risque FOD : identifier et sécuriser l’utilisation des outils portatifs
Par souci de gain de temps mais aussi pour éviter le risque FOD en zone sensible, placer des tags RFID sur vos outils portatifs permet d’en assurer la traçabilité à chaque fin de poste. Grâce à un système de gestion de stock, vous inventoriez ces éléments cruciaux tout en les localisant suite à leurs déplacements entre ateliers.
ETUDE DE CAS : Sécurisation des outils en zone FOD par RFID
Toutes les informations récoltées par vos lecteurs RFID sont disponibles au sein d’une application dédiée à votre infrastructure, dont le tableau de bord est entièrement personnalisé.
FOCUS : Formation à l’usine aéronautique digitale
Pour disposer des compétences internes sur tout le périmètre de déploiement de ces solutions d’analyses, ifm forme vos équipes. Organisme de formation certifié, nous offrons des modules centrés sur la mise en pratique pour apprendre à diagnostiquer vite et bien !
Comment mettre en place une stratégie de maintenance prédictive ?
La mise en place d’une stratégie de maintenance prédictive repose sur plusieurs étapes clés, chacune jouant un rôle essentiel dans l’optimisation des performances des équipements et la prévention des pannes.
Instrumentation des systèmes et centralisation des données
Cette étape consiste à installer des capteurs intelligents et des dispositifs de connectivité, comme IO-Link, pour surveiller les paramètres essentiels des équipements. Ces capteurs collectent des données sur des éléments tels que la température, la pression et les vibrations, fournissant ainsi des informations pour l’analyse prédictive. Une fois les données collectées, elles doivent être intégrées dans une plateforme IIoT. Cela permet de les stocker et de les traiter efficacement, facilitant leur analyse et leur exploitation pour la maintenance prédictive.
Analyse via IA et machine learning
Dans cette étape, des algorithmes d’intelligence artificielle sont utilisés pour analyser les données centralisées. Un jumeau numérique peut être créé pour simuler le comportement des équipements réels, permettant ainsi d’identifier les modèles de dégradation et de prédire les pannes potentielles.
Définition des seuils critiques et modèles prédictifs
Il s’agit de définir des seuils de performance pour chaque équipement en se basant sur l’analyse des données historiques et des modèles mathématiques. Cette étape permet d’anticiper les défaillances et de planifier la maintenance de manière proactive.
Déploiement opérationnel et amélioration continue
Enfin, les modèles prédictifs sont intégrés dans les opérations quotidiennes, accompagnés des solutions logicielles nécessaires pour simplifier leur mise en œuvre. L’amélioration continue est primordiale pour ajuster et affiner les modèles en fonction des performances réelles observées sur le terrain, garantissant une efficacité accrue de la maintenance prédictive.
Disponibilité et performance machines : les fabricants en renfort de l’exigence aéronautique
Vous produisez des machines d’usinage, d’impression 3D et d’assemblage pour l’industrie aéronautique. C’est en collaboration avec vos clients avionneurs, et leurs sous-traitants, grâce à leurs feedbacks récurrents, que vous pouvez améliorer la performance de vos machines. Ce feedback, vous pouvez aussi l’obtenir directement de la part de vos machines. Comment ? En les rendant « intelligentes », en les connectant, pour une meilleure compréhension des problématiques rencontrées par vos clients.
Votre objectif : vous démarquer et proposer des machines de plus en plus fiables et performantes
Vos enjeux
- Apport de services supplémentaires à vos clients
- Identification fiable des pannes machines à distance
- Efficience des dépannages
- Rentabilisation des déplacements chez vos clients
Amélioration continue de la conception machine
L’installation de capteurs IO-Link sur les machines offre de nombreuses sources d’information :
- données précises et fiables: la valeur indiquée est exactement celle mesurée, contrairement à l’analogique ;
- données croisées : un capteur en vaut deux. Vous obtenez par exemple des informations de pression ET de température grâce au seul et même capteur ifm de pression.
Cela représente des économies de matériel, de câblage et de montage aussi bien à la conception que pour la maintenance ou l’évolution de la machine.
Grâce à cette meilleure compréhension globale, vous n’avez plus besoin d’attendre l’incident mécanique pour savoir comment optimiser le process de votre machine. Vous avez à tout moment la possibilité de limiter les déchets générés par les pannes et l’éventuelle casse technique.
Vous pouvez ainsi comprendre :
- comment votre machine est utilisée au quotidien
- comment elle évolue dans le temps
- comment la faire évoluer sur site ou pour la version suivante
Ces connaissances vous offrent le retour d’expérience nécessaire pour continuer à innover et surtout pour accompagner vos clients sur le long terme.
Identification et anticipation des pannes machines pour de meilleures garanties clients
La mise en place d’un véritable monitoring à distance rend votre accompagnement client proactif. La remontée de données précises permise par l’instrumentation de la machine offre de multiples gains :
- identifier l’origine de la panne: défaillance machine, usure d’outils, problème d’équilibrage seuil de vibration fréquemment dépassé, lubrification insuffisante, … ;
- réduire le temps de diagnostic, que vous pouvez mettre à profit en étant plus efficient pour votre client ;
- déterminer les pièces ou éléments nécessaires à votre dépannage, d’autant plus appréciable lorsque votre client se situe à l’étranger ;
- assurer une maintenance à long terme, au-delà de la garantie d’origine.
Au gré des évolutions proposées sur la machine d’usinage, d’impression 3D ou d’assemblage, vous contribuez à la productivité de votre client, dans une démarche de partenariat pérenne.
Vos pistes d’amélioration tiennent compte des relevés de niveaux obtenus à distance, via le logiciel de monitoring Smart Observer.
Transformation numérique de machines avec IO-Link :
Témoignage d’un fabricant de machine-outil pour l’aéronautique
Cas d’usage concrets de maintenance prédictive dans l’aéronautique
Dans l’industrie aéronautique, plusieurs cas d’usage concrets illustrent l’efficacité de la maintenance prédictive. Par exemple, la surveillance des moteurs d’avion repose sur des capteurs qui mesurent des paramètres tels que le taux de vibration, la température et la pression, fournissant les données nécessaires pour détecter toute anomalie avant qu’elle ne provoque une défaillance majeure. De même, la surveillance des trains d’atterrissage est primordiale, grâce au suivi du nombre de cycles d’atterrissage, des efforts hydrauliques et de la température des circuits hydrauliques, pour anticiper d’éventuels problèmes liés à des contraintes opérationnelles.
Les grands acteurs du secteur, comme Airbus, Safran et Rolls-Royce, exploitent des technologies avancées, notamment des capteurs sophistiqués et des jumeaux numériques, pour améliorer la fiabilité des composants critiques. Ces jumeaux numériques, qui simulent le comportement réel des systèmes, permettent une analyse approfondie des données afin d’anticiper les pannes et d’optimiser les interventions de maintenance.
Airbus, par exemple, a intégré des solutions de surveillance en ligne afin de réduire les interventions au sol. Cela permet de diminuer le temps consacré à la maintenance tout en maximisant la disponibilité des avions pour les vols commerciaux.
La distinction entre la maintenance en ligne (détection des problèmes pendant l’opération) et la maintenance au sol (interventions réalisées lorsque l’avion est à l’arrêt) est essentielle pour comprendre l’impact de la maintenance prédictive. La maintenance en ligne assure une surveillance continue, réduisant les coûts liés aux interventions non planifiées. Cependant, la maintenance au sol reste indispensable pour gérer des opérations plus complexes.
En combinant ces deux approches, la maintenance prédictive améliore significativement l’efficacité opérationnelle et renforce la sécurité des vols.
La transformation digitale de l’usine aéronautique est aussi incontournable pour la performance industrielle qu’elle peut être progressive. En facilitant l’interconnexion des automatismes avec le système de pilotage centrale, la technologie IO-Link vous révèle les informations-clés inusitées de votre production. Permettant une sécurisation de vos données, vos capteurs connectés deviennent les meilleurs alliés de votre maintenance comme de votre gestion de projet.
En tant que fabricant de machines, les capteurs de diagnostic et les capteurs numériques communicants ifm vous permettent de garantir à vos clients de l’industrie aéronautique l’augmentation substantielle du TRS de leurs machines. Cette innovation, accompagnée d’une extension de garantie, vous démarque dans un contexte d’internationalisation qui met de plus à rude épreuve votre réactivité et votre capacité de diagnostic distant.
Questions fréquentes sur la maintenance prédictive aéronautique
Plusieurs questions reviennent souvent lorsqu’il s’agit de maintenance prédictive en aéronautique :
- Quelles technologies sont utilisées pour anticiper les pannes ?
La réponse repose principalement sur l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle (IA), de machine learning (ML) et d’Internet des Objets (IoT). Ces technologies permettent de collecter et d’analyser des données en temps réel sur les équipements.
- Quel est le ROI de la maintenance prédictive sur un moteur ?
Le retour sur investissement (ROI) peut être conséquent. En effet, la maintenance prédictive réduit significativement les coûts liés aux réparations imprévues et augmente la disponibilité des moteurs, générant ainsi des économies substantielles à long terme.
- Quels types de capteurs sont les plus utilisés ?
Les capteurs de température, de vibration et de pression figurent parmi les plus couramment employés pour surveiller l’état des moteurs et d’autres systèmes critiques à bord des avions.
- Quelle différence avec la maintenance conditionnelle ?
La maintenance conditionnelle se base sur l’état réel des équipements pour planifier les interventions. En revanche, la maintenance prédictive va plus loin en utilisant des modèles prédictifs pour anticiper les pannes avant même que des signes visibles ne se manifestent. Cela améliore la planification et réduit les coûts de maintenance.
- Quels sont les défis à relever ?
Parmi les principaux défis, on trouve la fiabilité des modèles prédictifs, l’interprétation correcte des données nécessaires, et la cybersécurité des systèmes de collecte et d’analyse. Étant donné que la stratégie repose sur l’intégration de technologies innovantes, il est également essentiel de s’adapter aux contraintes inhérentes à l’optimisation des achats de matériels et à la pénurie de main-d’œuvre qualifiée.
David Justo
Responsable commercial marché aéronautique France
Je suis en charge du développement commercial de l’offre Industrie 4.0 pour le marché aéronautique France (Users, Oems, intégrateurs).
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