TEKNILLINEN KORKEAKOULU Konetekniikan osasto Lentotekniikka

Transkriptio

1 TEKNILLINEN KORKEAKOULU Konetekniikan osasto Lentotekniikka Toni Matikka TOIMINNANOHJAUSJÄRJESTELMÄN IMPLEMENTOINTI LENTOYHTIÖN MOOTTORIKORJAUSTOIMINTOON Diplomityö, joka on jätetty opinnäytteenä tarkastettavaksi diplomi-insinöörin tutkintoa varten Espoossa Valvoja: Ohjaaja: Professori Olli Saarela Diplomi-insinööri Tommi Valtonen

2

3 TEKNILLINEN KORKEAKOULU Tekijä Työn nimi Toni Matikka DIPLOMITYÖN TIIVISTELMÄ Toiminnanohjausjärjestelmän implementointi lentoyhtiön moottorikorjaustoimintoon Päivämäärä Sivumäärä Osasto Professuuri Valvoja Ohjaaja Konetekniikan osasto Kul-34 Lentotekniikka Professori Olli Saarela Diplomi-insinööri Tommi Valtonen Finnair Oyj:n moottorikorjaustoiminnoissa käytetään tällä hetkellä rinnakkain useita erillisiä tietojärjestelmiä. Nykyinen järjestelmätuki on kokonaisvaikutuksiltaan tehotonta, eikä vastaa teknisesti nykyisiä tai tulevia tarpeita. Tämän takia toimintaan implementoidaan kokonaisvaltainen toiminnanohjausjärjestelmä (Enterprise Resource Planning, ERP). Järjestelmä luo integroitujen sovellusratkaisujen avulla teknisen valmiuden liiketoiminnan tehokkuuden kehitykselle. Tehokkaan järjestelmäkäytön hyödyillä moottorikorjaamo voi turvata lentomoottoreiden kunnossapitopalveluiden markkina-asemaa ja saavuttaa kilpailuetua. Järjestelmän tehokas hyödyntäminen edellyttää järjestelmätoimintojen ja kehitysmahdollisuuksien tuntemusta. Tämän työn tarkoituksena on kuvata Finnair Tekniikan ERP-järjestelmän lentomoottoreiden korjaamotoimintoon tarkoitetun sovelluksen perusteita, toimintoja ja logiikkaa. Mallinnetut järjestelmätoiminnot on heijastettu lentomoottoreiden korjaamotoiminnan reaaliprosesseihin. Moottorikorjaamon toimintamallikuvaukset havainnollistavat järjestelmän käyttöä ja toteutusta uudessa järjestelmäympäristössä. Toimintojen mallinnuksella luodaan paremmat edellytykset omaksua ja ymmärtää järjestelmän toimintaa. Tavoitteena on myös parantaa järjestelmän hyödyntämisastetta. ERP-järjestelmien luvatuista hyödyistä huolimatta, järjestelmän implementointi on hyvin altis epäonnistumisille. Epäonnistumiset voivat johtua teknisestä toteutuksesta tai hallinnollisista tekijöistä. Työn toisessa osassa analysoidaan moottorikorjaamon implementointimallia ja sen toteutusta. Implementointi- ja riskianalyysin perusteella on muodostettu toteutussuosituksia, joiden tavoitteena on parantaa ERP-järjestelmän implementoinnin onnistumismahdollisuuksia muissa yhtiön yksiköissä.

4

5 HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Author Title of the thesis Toni Matikka ABSTRACT OF THE MASTER S THESIS Enterprise Resource Planning System Implementation in Airline Engine Service Operations Date Number of pages Department Department of Mechanical Engineering Professorship Kul-34 Aeronautical Engineering Supervisor Instructor Professor Olli Saarela Master of Science Tommi Valtonen Aeroengine service operations at Finnair require currently parallel usage of several information systems. Such utilization makes the operations ineffective. The system support does not as well meet all current or future operational requirements. An Enterprise Resource Planning (ERP) system provides a total, integrated software solution and the technical readiness to manage and develop the core business. It supports a process-oriented view of the business, and increases the efficiency and effectiveness of business processes. Efficient system utilization helps sustaining the market positioning and competitive edge of aeroengine maintenance services. When aiming for maximal utilization benefits of an ERP-system, an orthodox use of system operations requires knowledge of both system functions and development potential. This thesis describes the solution basics, functions and logic of the Finnair Technical Services ERP-system acquired for engine servicing operations. The systems functional models are projected to real business processes. These process specifications illustrate the system usage and execution logic in the new system environment at the Finnair Powerplant department. The system model enhances the chances for adopting the system and acquiring the needed knowledge, which is necessary for efficient system utilization. Despite the promise of ERP-system benefits, difficulties and implementation failures are known. The failure factors derive from technical and administrative issues. The second part of this thesis analyzes therefore the powerplant department s ERP system implementation plan and its execution. The implementation and risk analysis results are aligned for the future aircraft maintenance implementation phase, for assuring it to be successful.

6

7 Esipuhe Tämä diplomityö on tehty moottorikorjaamon toimeksiannosta, osana Finnair Tekniikan erppi-projektia. Haluaisin tässä yhteydessä kiittää moottorikorjaamon johtoa annetusta työmahdollisuudesta ja luottamuksesta. Saamani kokemus on ollut minulle ensiarvoisen tärkeää ja arvostan sitä suuresti. Erityisen iso kiitos kuuluu Tommi Valtoselle, joka on suuresta työkuormastaan huolimatta toiminut asiantuntevana ohjaajana, tukihenkilönä ja esimiehenä. Kiitokset myös professori Olli Saarelalle osallistumisesta, panostuksesta ja rakentavasta palautteesta jota tarvittiin työn päämäärän saavuttamiseksi. Omassa työympäristössä on ollut useita henkilöitä jotka ovat ehkä tietämättäänkin auttaneet minua diplomityöni aikana. Muun muassa Heikille, Harrylle, Samille, Juhalle kuuluu kiitokset korjaamotoimintaan perehdyttävistä selvityksistä ja tarkennuksista. On ollut hienoa työskennellä motivoituneiden ja kokeneiden mutelaisten kanssa. Valmistuminen on ollut pitkäaikainen tavoitteeni, jonka saavuttaminen merkitsee yhden opettavaisen etapin päättymistä ja seuraavan alkamista. Tässä yhteydessä haluan ilmaista kunnioitukseni ja kiitollisuuteni vanhemmilleni. Teidän henkilökohtainen motivointi, usko ja tuki on ollut minulle erittäin merkityksellistä. Samalla olette omalla esimerkillänne opettaneet minulle vastuun ja luottamuksen ylpeän merkityksen elämässä. Espoossa, Toni Matikka i

8 ii

9 Sisällysluettelo ESIPUHE...I SISÄLLYSLUETTELO...III TERMINOLOGIA JA KÄYTETYT LYHENTEET...VI SYMBOLILUETTELO...VIII 1 JOHDANTO TYÖN TAUSTA ONGELMAKUVAUS JA TAVOITEASETTELU LÄPIVIENTI MOOTTORIKORJAAMO LENTOMOOTTORIEN KORJAAMOTOIMINTA KORJAAMOTOIMINNAN LÄHTÖKOHDAT KUNNOSSAPITO Kunnonvalvonta KORJAAMON TOIMINNOT Työnsuunnittelu Moottorin purku Puhdistus Tarkastus Osakorjaus Kokoonpano Koekäyttö MOOTTORIKORJAAMON LIIKETOIMINNALLINEN TAVOITETILA MATERIAALIHALLINTA JA MATERIAALISUUNNITTELU TUOTANNONSUUNNITTELU JA TÄSMÄLLISYYS Pitkän, keskipitkän ja lyhyen aikavälin suunnittelu KORJAAMOKUSTANNUSTEN HALLINTA JA KOHDISTUS KORJAAMOPALVELUJEN TUOTTEISTAMINEN ERP-JÄRJESTELMÄT JÄRJESTELMÄKONSEPTI JÄRJESTELMÄKEHITYS NYKYAJAN ERP-JÄRJESTELMÄ JÄRJESTELMÄIMPLEMENTOINNIN HYÖDYT Materiaalivarastojen arvot Materiaalikustannukset Abstraktit hyödyt ERP-JÄRJESTELMÄN LIIKETOIMINNALLISET HYÖDYT MOOTTORIKORJAAMOLLA MOOTTORIEN LÄPIMENOAJAT Kilpailuetu Sijoitetun pääoman tuotto Varamoottoritarve MATERIAALIEN PUUTETILANTEET KORJAAMOTOIMINNAN KANNATTAVUUSTASO OSIEN JÄLJITETTÄVYYS JA SEURANTA iii

10 7 IFS APPLICATIONS JÄRJESTELMÄALUSTA JÄRJESTELMÄMODUULIT IFS MANUFACTURING Shop Floor Reporting Shop Order Costing Planning IFS MAINTENANCE Vehicle Information Management Laivaston mallinnus Operointi ja valvonta Complex MRO Huoltosopimukset Korjaussuunnitelmat Korjaamotuotteiden konfiguraatiohallinta Korjaamotoimintojen toteutus JÄRJESTELMÄSPESIFIKAATIOT MUUTOSTYÖT MATERIAALINSEURANTA AIKARAJOITTEISIEN OSIEN TOIMINTAYMPÄRISTÖT TARKASTUS OSAKORJAUS Sisäinen korjauskierto Alihankinta TUOTANNONSUUNNITTELU, -AJOITUS JA -HALLINTA Korjaamotoiminnan tuotannonsuunnittelu Rajatun ja rajattoman kapasiteetin mukainen ajoitus Gantt Chart VIRANOMAISVAATIMUSTENMUKAISUUS OLETUKSET HUOLTOTODISTE HUOLTOREKISTERI HENKILÖSTÖSUUNNITTELU TYÖKALU- JA MATERIAALIHALLINTA HUOLTOKIRJANPITO ERP-JÄRJESTELMÄN MUKAISET REAALIPROSESSIT TOIMINNALLINEN VALMISTELU ASIAKASSOPIMUSVALMISTELU KORJAUSSUUNNITELMA TUOTANTOPROSESSIT KORJAAMOKÄYNNIN PÄÄTTÄMINEN ERP-JÄRJESTELMÄN IMPLEMENTOINTI ONNISTUNUT JÄRJESTELMÄIMPLEMENTOINTI IMPLEMENTOINTIMENETELMÄT IMPLEMENTOINTIMALLI JA -ANALYYSI Aikataulu Resurssit Projektijohto ja -hallinnointi Järjestelmäräätälöinti ja toimintamallien uudelleensuunnittelu Järjestelmätestaus iv

11 Datamigraatio Koulutus LIIKETOIMINNALLINEN RISKIANALYYSI SUOSITUKSET MUILLE OSASTOILLE SUUNNITELMALLISUUS MUUTOSTENHALLINTA JÄRJESTELMÄ KOULUTUS JOHTO LOPPUSELVITYS TOIMINTAYMPÄRISTÖ JA JÄRJESTELMÄARKKITEHTUURI JÄRJESTELMÄN TOIMINTA IMPLEMENTOINTI JATKOTUTKIMUS LÄHDELUETTELO LIITE A... 1 Töiden priorisointi... 1 Tarvepäivämääräperusteinen priorisointi... 1 Kriittisyyssuhde... 2 Priorisointimenetelmien toteutus... 3 Kuvaluettelo Kuva 1-1 Diplomityön läpivientisuunnitelma Kuva 6-1 Moottoriyksilöiden kunnossapitokustannukset Kuva 7-1 IFS Application 2004 ohjelmistorakenne [20] Kuva 7-2 VIM-sovelluskomponentn laivastonhallinnan asetelma Kuva 7-3 Complex MRO työmääräysrakenne Kuva 8-1 Puhaltimen kiekon CTG-laskentalogiikka (esimerkki) Kuva 8-2 Tarkastusprosessissa tapahtuvan identifioinnin järjestelmävaikutukset Kuva 8-3 Kuormitusryhmien rajatun kapasitettilaskennan mukainen kuormitus Kuva 8-4 Kuormitusryhmien rajattoman kapasitettilaskennan mukainen kuormitus Kuva 8-5 Gantt Chart, jana-aikataulu, IFS Applications Kuva 10-1 Toiminnallisen valmistelun prosessi Kuva 10-2 Korjaamokäynnin toiminnallisen valmistelun määrittelyt Kuva 10-3 Asiakassopimusvalmistelu Kuva 10-4 Korjaussuunnittelun prosessi Kuva 10-5 Korjaamokierron prosessi Kuva 10-6 Korjaamokäynnin päätösprosessi Kuva 11-1 Implementointimalli Kuva 12-1 Syy-seurausanalyysin riskiluokituskuvaaja v

12 Terminologia ja käytetyt lyhenteet ABC Activity Based Costing. Toimintopohjainen kustannuslaskennan allokointimenetelmä, jossa kustannuslaskentaa toteutetaan transaktioille identifioitujen yksikköhintojen mukaisesti. AD Airworthiness Directive. Ilmailuviranomaisten julkaisema lentokelpoisuusmääräys. Ad Hoc Ennakoimattomaan tilanteeseen räätälöity ratkaisu, joka ei vastaa normaalitoiminnan malleja. BPR Business Process Reengineering. Toimintamallien uudelleensuunnittelu. CO Condition Code Customer Order. Asiakastilaus. Tilakoodi, joka ilmaisee materiaalikomponentin toimintakunnon Complex MRO Complex MRO (CMRO) on IFS Applications 2004 liiketoimintasovelluksen ohjelmistokomponentti, jolla hallinnoidaan monitahoisen kunnossapito- ja korjaustoiminnan prosesseja. Critical Ratio CRM CRP CTG Työn tärkeyden ja kriittisyyden ilmaisema suhdeluku. Customer Relationship Management. Organisaation konseptit, joilla hallitaan ja ylläpidetään asiakassuhteita. Capacity Requirement Planning. Kapasiteetin tarvelaskenta ennakoi suunniteltujen töiden toteutukseen tarvittavia resursseja, eli suunnitellun työkuorman. Cycles To Go. Aikarajoitetun komponentin jäljellä olevat lentosyklit DPF Different Part Found. Tarkastetun komponentin konfiguraatioeroavaisuuden luoma järjestelmätapahtuma. EDI Electronic Data Interchange. Sähköinen tiedonsiirron tapa Standardinmukainen organisaatioiden välinen tiedonsiirto. EGT Poistokaasujen lämpötila (Exhaust Gas Temperature). Suihkumoottorin kulumisastetta ilmaiseva parametri, joka toimii yhtenä tärkeimpänä ennakoivan huollon seurantaparametrina. vi

13 ERP Enterprise Resource Planning. Toiminnanohjaus. Liiketoimintastrategia, jonka avulla integroidaan tuotannon, talouden ja logistiikan toiminnot. FCM FPI HT IFSD Finnair Cleaning Method. Moottoriosien puhdistusmenetelmä. Fluorescent Penetrant Inspection. Tunkeumaväritarkastus. Hard Time. Kiinteäjaksoinen aikaparametri, joka määrittelee esimerkiksi huoltovälin pituuden. In Flight Shutdown. Teknisestä syyn aiheuttama lennon aikainen moottorin sammutus. JIT Just in Time. Materiaalihallintastrategia, jolla pyritään vastaamaan materiaalitarpeeseen juuri tarveajankohtana. Tarkoituksena pienentää väli-, tai puskurivarastojen kokoa sekä niihin sijoitetun pääoman arvoa. LLP NDT Maintenance Level MPI MRB MRO MRP QEC PO ROI Life Limited Part. Aikavalvottu moottorin osa, jonka käyttöaika on joko lentotunti-, sykli, tai kalenteriaikarajoitettu. Nondestructive testing. Tyypillisesti tunkeumanesteellä toteutettu ainetta rikkomaton tarkastus, jolla pyritään havaitsemaan ja paikallistamaan moottoriosien mahdolliset säröt materiaalissa. Kokonaisuudelle (moottori, moduuli, jne.) määriteltävä purku- /huoltotaso. Magnetic Particle Inspection. Magneettihiukkastarkastus. Material Review Board. Spesifikaatioiden vastaavuuspoikkeamia käsittelevä työryhmä. Maintenance, Repair & Overhaul. Huollon ja korjauksen liiketoiminta-alueen palvelut, joiden avulla mekaaninen, tai sähköinen laite korjataan toimintakykyiseksi. Material Requirement Planning. Tuotannon suunnitteluun ja materiaalihallintaan tarkoitettu ohjelmisto. Quick Engine Change. Linjahuollon nopean moottorivaihdon menetelmä Purchase Order. Korjaus-, ostotilaus. Return of Investment. Sijoitetun pääoman tuotto. vii

14 SCM Supply Chain Management. Materiaalihankintaan, -toimitukseen, tai logistiikkaan liittyvät suunnittelu- ja hallinnointitoiminnot. SB Service Bulletin. Moottorivalmistajan julkaisema huoltoohjetiedote, jonka perusteella suoritetaan moottorin muutostyö (modifikaatio). SO SVR Task TAT TTG WIP Shop Order. Työmääräys. Shop Visit Rate. Moottorin korjaamokäyntien lukumäärä tuhatta lentotuntia kohden Yksilöity ja järjestelmäteknisesti vakiotoiminnoista eroteltu korjaustoiminto, työ, tai tapahtuma. Turn Around Time. Moottorin vastaanottoon, kunnostukseen ja uloslähetykseen kulunut aika. Time To Go. Aikarajoitetun komponentin jäljellä olevat lentotunnit Work In Progress. Keskeneräinen työ. WO Work Order. Päätyömääräys, joka yhdistää kaikki (ali-) työmääräykset yhdeksi laskutettavaksi kokonaisuudeksi. Work Center Tuotantosolu, kuormitusryhmä. Symboliluettelo A Korjaamolla olevien moottoreiden lukumäärä e Neperin luku (2,71828) EFH F N Moottorin lentotunnit Varamoottoreiden riski-/varmuustaso Moottoreiden lukumäärä N SV Korjaamokäyntien lukumäärä viii

15 1 Johdanto 1.1 Työn tausta Finnair Tekniikka on päättänyt implementoida liiketoimintaan integroidun tuotannonohjaus- ja hallintajärjestelmän (ERP-järjestelmä). Kaikki nykyiset Finnair Tekniikan ns. stand-alone tietojärjestelmät korvataan tällä uudella kokonaisvaltaisella toiminnanohjausjärjestelmällä. Moottorikorjaamo suorittaa implementoinnin projektin ensimmäisessä vaiheessa, jonka jälkeen lentokonehuolto ja korjaamo siirtyvät järjestelmän käyttöön. Kansainvälisessä ilmailuteollisuudessa ei ole aiemmin suoritettu toiminnallisesti yhtä laajaa Maintenance Repair & Overhaul (MRO) korjaamotoimintoja tukevan ERP-järjestelmän implementointia. Järjestelmäkokonaisuuden toimittaja on IFS, joka toimittaa Finnair Tekniikalle kaikki järjestelmämoduulit. Lisäksi IFS kehittää Finnairin kanssa yhteistyössä eri järjestelmäsovelluksia. Erityisen kehityksen kohteena ovat IFS Manufacturing ja IFS Maintenance moduulien sovellukset, joilla hallitaan ja ohjataan lentomoottoreiden korjaamotoimintaa. Tavoitteena on kehittää nimenomaan ilmailuteollisuuden korjaamotoimintaan soveltuva toiminnanohjausjärjestelmä joka on kattava, tuotteistettu ja valmis from-the-shelf järjestelmä. 1.2 Ongelmakuvaus ja tavoiteasettelu Implementoitavilla toiminnoilla saavutetaan moottorikorjaamolla reaaliaikainen tuotannonseurannan ja ohjauksen tekninen valmius. Järjestelmätuki kattaa moottorikorjaamolla laivastohallinnan, korjaustoiminnan, materiaalihallinnon ja työnsuunnittelun toiminnat. Kattavan toiminnallisuuden takia on varmistettava, että organisaation sisällä on vankka järjestelmäosaaminen. Tällöin järjestelmä on hyödynnettävissä kaikilla osa-alueilla eikä merkittäviä tuotannollisia seisokkeja muodostu järjestelmän takia. Tämän hetkisenä ongelmana on, että sisäinen järjestelmätuntemus ei vastaa tehokkaan järjestelmäkäytön edellytyksiä. Työn ensimmäisenä tavoitteena on kuvata - 1 -

16 moottorikorjaamon toimintaan vaikuttavat järjestelmätoiminnot. Järjestelmäkuvaksen tulisi selvittää toimintojen keskinäiset riippuvuudet ja vaikutukset. Mallinnetut järjestelmätoiminnot tulisi myös yhdistää moottorikorjaamon reaaliprosesseihin. Tutkimustuloksia voidaan tämän jälkeen käyttää hyväksi muun muassa moottorikorjaamon johdon koulutuksessa. ERP-järjestelmän implementointi on myös hyvin vaativa projekti, koska järjestelmän toiminnallinen laajuus on kattava ja vaikutusalueita on useita. Esiintyneiden ongelmien ja viivästymisen takia halutaan varmistaa tulevien implementointivaiheiden onnistuminen. Työn toisena päätavoitteena on selvittää miten järjestelmäimplementointi tulisi toteuttaa hallitusti ja onnistuneesti. Analyysitulokset toimivat Finnair Tekniikassa myöhemmin suoritettavan lentokonehuollon ja -korjaamon järjestelmäimplementoinnin läpivientisuunnitelman tukena. 1.3 Läpivienti Työ on jaettavissa neljään osakokonaisuuteen (Kuva 1-1): Toimintaympäristön kuvaus ERP-järjestelmätoimintojen tutkimus Sovitettujen reaaliprosessien kuvaus Järjestelmän implementointianalyysi Toimintaympäristön kuvauksessa tarkastellaan moottorikorjaamon toimintoja, joihin ERP-järjestelmä vaikuttaa. Kuvauksella luodaan ymmärrys korjaamotoiminnasta (Luvut 2 ja 3) sekä järjestelmän tarjoamista kehitysmahdollisuuksista (Luku 4). Kirjallisuuteen pohjautuva järjestelmätutkimus (Luvut 5-7) on toteutettu omana kokonaisuutena. Tällä luodaan toiminnallisuuksien yleistuntemus. Osioon sisältyy myös MRO-toimintoihin kohdistettu järjestelmämoduulien toiminnallisuustutkimus. Merkityksellisille tuotantoprosesseille on suoritettu tarkempi toiminnallisuustutkimus (Luku 8), erityisesti tuotannonsuunnittelu huomioon ottaen. Järjestelmätutkimuksen ja empiiristen menetelmien perusteella on mallinnettu moottorikorjaamon reaaliprosessit ja - 2 -

17 tarkasteltu toteutuksen viranomaisvaatimustenmukaisuutta (Luvut 9, 10). Lopuksi on tarkasteltu kuvattujen sovelluksen implementointia moottorikorjaamolla. Implementointianalyysi koostuu implementoinnin toteutuksen mallinnuksesta sekä siihen perustuvista riskianalyysistä ja toimenpide-ehdotuksista (Luvut 11-13). Kuva 1-1 Diplomityön läpivientisuunnitelma - 3 -

18 2 Moottorikorjaamo Moottorikorjaamo (MUTE) on lentotoimintapalveluiden liiketoiminta-alueelle kuuluvan Finnair Tekniikan liiketoimintayksikkö, jonka toiminta koostuu liikennelentokoneiden moottoreiden ja laskutelineiden huollosta, korjauksesta ja kunnossapidosta. Suoritettavat korjaamopalvelut vaihtelevat korjaamotuotteiden vikakorjauksista aina peruskorjauksiin asti. Moottorikorjaamon ja reittiliikenteen oman sisäisen asiakkuussuhteen lisäksi korjaamopalveluja ja asiantuntijatukea myydään ulkopuolisille asiakkaille. Moottorikorjaamon teknillinen toimisto vastaa lentomoottoreiden huolto- ja tarkastusvaatimusten laadinnasta, tuotannollisten korjaamoprosessien ohjeistuksesta, kunnonvalvonnasta sekä kunnonvalvontajärjestelmien tuottaman tiedon teknillisestä analysoinnista. Tuotannollinen yksikkö vastaa työsuunnittelusta, moottoreiden purusta, osien puhdistuksesta, tarkastuksesta, osakorjauksesta, kokoonpanosta sekä moottoreiden koekäytöstä. Tuotannon toimet voidaan luokitella seuraaviin osa-alueisiin [1]: Työsuunnittelu Kokoonpano / purku Tarkastus Prosessointi / puhdistaminen Koekäyttö Reverssikorjaus Sähkötyöt Osakorjaus / Koneistus Moottorikorjaamon tuotteet koostuvat lentokoneiden suihku- ja potkuriturbiinimoottoreista, lentokoneiden apulaitteistoista (APU) sekä laskutelineistä. Korjaamon tuotanto on jaettu tuotekokonaisuuksiin: isot suihkumoottorit, pienmoottorit sekä laskutelineet

19 Suihkumoottoreiden tuotekokonaisuus koostuu MD-11, 757, Embraer 170/190, A340 sekä A320 laivaston päämoottoreista. Pienmoottoriryhmä kattaa ATR koneiden potkuriturbiinimoottorit sekä Finnairin laivastossa käytettävät APU:t. Laskutelineiden korjaamokelpuutettu tuoteryhmä koostuu tällä hetkellä ATR koneiden laskutelineistä. Tuoteryhmä laajenee tuotantovalmiuden laajentuessa muun muassa Airbus 320 laivaston laskutelinemalleilla. Taulukossa 1 on esitetty laivastokohtaisesti korjaamovalmiuden omaavat tuotteet. Taulukko 1 Moottorikorjaamon tuotteet Konetyyppi Moottori APU Laskuteline MD-11 CF6-80C2 TSPC 700-4E A32 laivasto CFM56-5B APS 3200 Nokkateline A319 pääteline A340 CFM56-5C E170 / E190 CF34-8E / -10E APS 2300 ATR-42 / -72 PW120 / PW124 Nokka- ja pääteline Boeing 757 PW2040 Tuotteiden korjaamokelpuutuksilla ei ole suoraa vaikutusta toiminnanohjausjärjestelmän perusluontoisiin toimintamenetelmiin tai toimintalogiikkaan. Moottorimallien korjausvalmiuksien laajuudet määrittelevät järjestelmällä valvottujen moottoreiden tietosisältövaatimukset ja tuotteiden rakenteellisen vaatimustason

20 3 Lentomoottorien korjaamotoiminta 3.1 Korjaamotoiminnan lähtökohdat Korjaamoprosessitarkastelut edellyttävät korjaamotoiminnan pääpiirteiden tunnistamista. Toiminta tunnetaan yleisesti Maintenance, Repair & Overhaul (MRO) toimintana, joka viittaa suoraan ilmailualan korjaamotoimintaan. Teollisuudenhaara on kansainvälisten valtuutuksien alaista toimintaa, jonka tarkoituksena on ylläpitää turvallista ja luotettavaa lentoliikennettä. MRO-toiminnalle on tyypillistä kattava infrastruktuuritarve sekä usean eri liiketoiminnan osa-alueen yhteistyö. Korjaamon varsinaisen teknisen liiketoiminnan tasoa mitataan kolmella seurantaparametrilla: läpimenoaika (TAT), tuotannon suunniteltavuus sekä varaosien käyttöaste [2]. Teknisesti vaativien toimintojen ja spesifioidun laitteiston takia toiminnan edellyttämät pääomasijoitukset ovat huomattavia. MRO-toiminnan kustannusrakenne on hyvin materiaalipainotteinen. Moottoreissa käytettyjen osien valmistustekniikat ovat vaativia ja osat ovat tarkoin koneistettuja. Esimerkiksi siipien jäähdytyskanavien työstöt tai osien pinnoitusmenetelmät ovat pitkän kehitystyön tuloksia ja vaativat valmistajalta erikoistuneen koneistovalikoiman. Moottoriosilla on myös hyvin korkeita materiaalivaatimuksia, koska niiden toimintaympäristö on materiaaliteknisesti ankara. Moottoriosien on kestettävä suurta termistä ja fyysistä kuormitusta ja säilytettävä samalla aerodynaamiset ominaisuutensa. Valmistuksen ja valvonnan vaatimukset heijastuvat suoraan osien hankintahintojen kautta toiminnan materiaalikustannuksiin. Korjaamokäyntien kokonaiskustannuksista noin 60 % onkin suoria tai epäsuoria materiaalikustannuksia [3], joten materiaalilogistiikalla on suuri merkitys jokapäiväisessä korjaamotoiminnassa. 3.2 Kunnossapito Kunnossapidolla tarkoitetaan moottorin jatkuvaa toimintakuntoa ylläpitäviä toimenpiteitä sekä moottorin suorituskyvyn ja hyötysuhteen palauttavia korjauksia. Kunnossapidon toimintoihin kuuluu kohteen kunnonmäärittelyä, huoltoa, modifiointia, - 6 -

21 peruskorjausta sekä tarkastusta [4]. Linjahuoltotoiminnalla pyritään ylläpitämään moottorin jatkuvaa ja luotettavaa toimintaa sekä ehkäisemään ennenaikaisiin ja suunnittelemattomiin moottori-irrotuksiin johtavia korjaustarpeita. Moottoreiden jatkuvaa kunnossapitoa voidaan toteuttaa kahden eri korjausfilosofian avulla. Suunniteltu ja kiinteäjaksoinen (Hard Time) moottoreiden korjausfilosofia perustuu määriteltyihin huoltojaksoihin, joiden mukaan moottoreiden korjaamokäynnit toteutetaan. Menetelmä rakentuu moottorityypin aikaisempiin operointikokemuksiin, missä huoltojaksot määrittyvät joko huolto-ohjelman tai aikarajoitteisien osien ehdoin. Vaikka kiinteäjaksoisella kunnossapidolla saavutetaan tuotannollisia etuja, kuten resurssien kuormitusasteen ennakointia, sillä menetetään helposti kustannustehokkaan ja optimoivan korjaamotoiminnan piirteet. Kustannustehokkuuden ja käyttöasteen heikentyminen ovat merkittäviä syitä miksi kiinteäjaksoinen korjaamofilosofia on menettänyt merkitystään nykyaikaisessa korjaamotoiminnassa. Tällöin moottorin aikarajoitteeltaan heikoin osa aiheuttaa kiinteän huoltojakson myötä myös muiden osien vaihtoa tai korjausta. Moottoriosia vaihdetaan tai korjautetaan siis ilman välitöntä tarvetta. Kiinteäjaksoisessa korjaustoiminnassa tuotteiden läpimenoajat ovat tyypillisesti pitkiä, koska suoritettavat kunnostustyöt ovat laajoja [2]. On-Condition tai Condition Monitoring kunnossapito on huoltofilosofia, jolla toteutetaan lentomoottoreiden ennakoivaa kunnossapitoa ilman kiinteitä huoltojaksoja. On-Condition kunnossapidon tavoitteena on tapauskohtaisesti optimoida moottorin huoltojaksot, sekä varmistaa että toteutettavat korjaamotoiminnot vastaavat moottorin todellista toimintakuntoa [5]. Kunnossapitokonsepti huomioi moottorien ns. operate-tofailure komponentit. Komponenttien operoinnin aikainen vikaantuminen sallitaan, koska lentoturvallisuus ei vaarannu eikä ympäröiville moottorirakenteille aiheudu vahinkoa [4]

22 3.2.1 Kunnonvalvonta Tekninen asiantuntijaorganisaatio suorittaa moottoreiden jatkuvaa kunnonvalvontaa. Moottorin toimintakunto ja sen suuntaus pyritään selvittämään moottorin operoinnin aikaisten parametrien perusteella. Muutokset ovat indikaatio moottorin vikaantumisesta, kulumisesta, instrumentointiongelmasta tai puutteellisista huoltotoimenpiteistä [6]. Myös suuntauksen muutosnopeudella on kunnonvalvonnallinen merkitys. Moottorin toimintakunto määritellään moottoriparametrien ja suorituskyvyn järjestelmällisellä ja reaaliaikaisella seurannalla. Moottoreiden valvontaparametreihin kuuluvat pakokaasulämpötila (EGT), tärinäarvot, öljyparametrit sekä polttoaineenkulutus. Myös toistuvat linjahuoltotasoiset tarkastukset kuuluvat moottorien On-Condition kunnonvalvontaan. Toimintakunnon suuntauksen indikoidessa heikentyneestä suorituskyvystä, moottorin korjaustarve analysoidaan. Tulosten perusteella ohjataan korjaamon tuotantosuunnitelmaa sekä määritellään moottorien irrotusajankohdat. Kunnonvalvonnan herättämät korjaukset ovat tyypillisesti tiivisluonteisia suorituskyvyn palauttavia kunnostuksia ja vikakorjauksia. Näin saavutetaan yksittäisten osien parempi käyttöaste, koska kokoonpanoa ei peruskorjata kokonaisuuden heikoimman osan kunnon perusteella. Toiminta asettaa kuitenkin suuremman painoarvon korjaamotoiminnan suunnittelulle ja sen onnistumiselle, koska moottori-irrotuksien ja materiaalitarpeen ennustettavuus vaikeutuu lyhyemmän reagointiajan myötä [2]. Kunnonvalvontaan perustuvassa kunnossapidossa on myös riskitekijöitä. Virheellinen kunnonvalvonta-analyysi voi kasvattaa suunnittelemattomien moottori-irrotuksien esiintymistiheyttä. Haittoihin kuuluu myös moottorien yli- tai alikunnostukset, jotka kasvattavat huoltokustannuksia ylimääräisten tai suunnittelemattomien irrotuksien muodossa. Haittojen merkityksiä voidaan karsia kynnysaikamäärityksien avulla, jolloin moottorin korjaustoimenpiteitä ohjataan ja kehitetään lentotunteihin sidottujen herätteiden avulla. Kynnysaikaylitykset indikoivat komponenttien kunnostustarpeesta, mutta eivät edellytä välitöntä korjausta. [4] - 8 -

23 3.3 Korjaamon toiminnot Korjaamokäyntien aikaiset prosessit vaihtelevat lukuisten eri korjaus- ja vikavariaatioiden takia, joten korjaamokäynnin yksiselitteistä sisältöä ei ole mahdollista kuvata. Tilastollisen tiedon avulla on kuitenkin mahdollista luoda empiirisiä malleja korjaamokäynneistä, mutta mallinnuksen hyötyarvo on työn tavoitteiden kannalta merkityksetön. Seuraavaksi kuvataankin korjaamotoiminnan pääprosessit, jotta voidaan yksityiskohtaisesti selvittää toiminnanohjausjärjestelmän käytön vaatimukset ja vaikutukset. Lentomoottoreiden korjaamokäynnit koostuvat moottorin purusta, purettujen osien puhdistuksesta, tarkastuksista, osakorjauksesta, kokoonpanosta sekä moottorin koekäytöstä [2]. Tuotteiden korjaamokäyntien läpimenoajat ovat tuotekohtaisia ja riippuvaisia suoritettavista kunnostustasoista. Stabiilissa tuotannossa korjaamokäynnin läpimenoaika on suuruusluokaltaan viikkoa (CF6-80) Työnsuunnittelu Suunnittelussa huomioidaan moottoriyksilöiden kunnonvalvonnallinen toimintakunto. Korjaamokäynnit ajoitetaan havaitun korjaustarpeen ja laivaston lentosuunnitelmien ehdoin. Optimaalinen irrotusajankohta (break-even point) määrittelee moottorille teoreettisen laskentapisteen, jossa lentoturvallisuuden varmuusmarginaalin ja talouden kannattavuuden raja-arvot kohtaavat. Ajankohdan jälkeinen operointi ei ole taloudellisesti kannattavaa, koska saavutettu operatiivinen lisätuotto ei kata operoinnista eksponentiaalisesti kasvavia korjaamokustannuksia. Korjaamolle tulevalle moottorille tehdään korjaussuunnitelma (Workscope). Moottorille määritellään kunnonvalvonnan, käyntiajan, käyttöhavaintojen, moottorin rappeutumisasteen, tuotantotilanteen ja tulevan operoinnin perusteella moottorin irrotusajankohta ja kunnostusaste. Korjaussuunnitelma määrittelee siten alustavasti moottoriyksilön purkutason ja materiaalitarpeen [2]. Operaattori voi korjaussuunnitelman ja purkuasteen koostumuksen avulla parhaiten vaikuttaa ja optimoida moottorin seuraavan huoltojakson ajankohdan. [5] - 9 -