Des moteurs connectés pour traverser les nuages

 

On peut avoir une longue histoire et garder un esprit de pionnier. Conjuguer volonté d’innover, cahier des charges élevé et excellence opérationnelle. Rolls-Royce a l’habitude d’évoluer à de telles altitudes, et le numérique y est pour beaucoup. Avec une nouveauté : la maintenance connectée. Décryptage.

 

Si le nom reste synonyme de voitures de luxe, Rolls-Royce est avant tout une entreprise aéronautique, spécialiste des moteurs d’avion. Plus de 13 000 sont en service dans des avions de ligne et équipent par exemple les Boeing 787 ou les Airbus A380, A350 et A330neo, effectuant 50 000 vols par mois. De nombreux autres moteurs Rolls-Royce équipent des jets privés.

Pour améliorer l’efficacité de ses turbines, Rolls-Royce a décidé de développer des « moteurs connectés », avec des capteurs positionnés sur les pièces-clés de ses moteurs. Pression et température des fluides, vitesse et vibration des éléments mécaniques, conditions atmosphériques rencontrées pendant le vol, etc., ils collectent en temps réel des informations sur une cinquantaine de paramètres, et jusqu’à 200 sur certains modèles. Des données automatiquement transmises à chaque atterrissage, par 3G ou Wi-Fi, voire même en plein vol par satellite quand un capteur détecte une information ou une anomalie critique.

Tous les paramètres recueillis sont analysés par un algorithme, dans les usines de Rolls Royce. Dès qu’une valeur sort des limites, qu’une anomalie ou un dysfonctionnement est détecté, le logiciel lance une alerte qui permet ensuite aux équipes de changer une pièce défectueuse ou de vérifier le bon fonctionnement d’un système, au moment de la maintenance périodique d’un appareil ou d’une opération ponctuelle.

 

Premier avantage de la maintenance connectée : réduire les coûts

Coûts de maintenance, d’abord. Car ces informations précises permettent de réduire les interventions inutiles et se concentrer sur les interventions indispensables. « Cette maintenance ciblée, on-demand, permet d’augmenter la durée de vie des composants de 40%. Elle offre également une expérience sans frictions aux compagnies aériennes », explique Benjamin Wilkinson, Head of Solution Development Digital, Rolls-Royce.

Coûts opérationnels, ensuite. Les informations sur les conditions atmosphériques rencontrées en vol permettent d’optimiser les futurs trajets et de choisir les plus favorables. Ou de détecter les pilotes qui consomment le plus de carburant, pour leur donner des conseils « d’éco-conduite ».

Le fuel représentant quelque 40% des dépenses opérationnelles des compagnies, une diminution, même minime, de la consommation de carburant entraine d’importantes économies.

Deuxième avantage : détecter des faiblesses et des risques pour intervenir avant les défaillances

Les capteurs recueillent en effet les différents efforts et stress subis par les différentes pièces au cours des vols. Cela permet de savoir avec précision que telle pièce a été exposée à des conditions éprouvantes, telle autre présente des signes d’usure ou un risque de défaillance, etc. Après compilation et analyse, les techniciens peuvent donc mener des interventions de façon beaucoup plus précise, et uniquement pour des opérations justifiées et nécessaires. Des interventions ciblées qui permettent de mieux entretenir les appareils, et par la même occasion de limiter les pannes et les temps d’immobilisation.

 

Troisième avantage : réagir très rapidement quand une intervention est nécessaire

Ainsi, quand survient « le cauchemar des compagnies aériennes » selon Benjamin Wilkinson : un moteur endommagé et un avion cloué au sol suite à une collision avec un oiseau. Un incident fréquent, qui entraîne un manque à gagner élevé, avec en moyenne 21 vols annulés, plus de 8 000 passagers impactés, un avion immobilisé 3,5 jours et, pour la compagnie, un coût de… 3 millions de dollars !

D’où l’intérêt de pouvoir réagir au plus vite. « Avant même qu’un client ou une compagnie aérienne ne détecte le problème, nous organisons déjà l’expédition des pièces et des mécaniciens. Ils effectueront les réparations nécessaires à la prochaine escale, où qu’elle se trouve ». Un temps précieux et de l’argent gagné grâce à cette maintenance connectée. Pour les compagnies, et pour Rolls-Royce qui leur vend non plus des moteurs, mais des heures de vol garanties. Un modèle “power by the hour”, où les clients payent en fonction de l’utilisation des moteurs. A charge pour Rolls-Royce d’assurer la fiabilité et la maintenance des engins.

Rolls-Royce : maintenance connectée pour traverser les nuages

Tous ces avantages sont à la hauteur des challenges relevés. ll a d’abord fallu équiper les moteurs de capteurs connectés, mais aussi et surtout trouver des solutions capables de recueillir et analyser une quantité astronomique de données – 20 milliards d’informations recueillies chaque jour !

Rolls-Royce utilise donc Azure IoT Suite pour collecter et agréger les informations. La data est ensuite hébergée et traitée sur le cloud Azure, tandis que Cortana Intelligence Suite aide à l’analyse et la prédiction, pour nourrir par exemple l’algorithme optimisant la consommation de carburant.

Comment mener ces projets innovants ?

Pour réussir ce virage technologique, Rolls-Royce a créé R² Data Labs. Mission : « déverrouiller le design et le manufacturing, augmenter l’efficacité opérationnelle, créer de nouveaux services pour les consommateurs, accélérer la révolution numérique, identifier de nouvelles sources de revenues ». Il s’agit de mieux exploiter les données dans les différentes divisions du groupe – aérospatiale, marine, nucléaire et énergie. Les R² Data Labs s’appuient donc sur les analytics, l’intelligence artificielle et le Machine Learning ainsi que sur un réseau de partenaires – au premier rang desquels Microsoft. Un rapprochement qui permet d’allier différentes expertises : la connaissance des moteurs, pour le géant britannique, et coté Microsoft, la puissance  du cloud et la richesse des solutions offertes, pour développer des apps comme pour analyser des données et les rendre intelligibles.

En interne, ces Labs sont organisés en « Data Innovation Cells » : des équipes pluridisciplinaires qui se consacrent à différents projets, en sprint, avec itérations rapides.

Comment mener de tels projets innovants ? Comment les industriels peuvent-ils réussir et bénéficier de la transformation numérique ? Comment l’open innovation servir le business ? Les réponses en vidéo.

 

 

Outre les moteurs connectés, les R² Data Labs sont à l’origine d’une autre innovation prometteuse : le Digital Twin. Soit un « jumeau numérique », un double des moteurs en circulation dans les avions.

Les ingénieurs « nourrissent » ce double avec toutes les informations collectées en vol sur le moteur physique des avions. Ils peuvent ainsi étudier en détail son état, celui de ses composants et optimiser sa maintenance. D’autres parts, ces informations nourrissent en retour les futurs moteurs et leur conception. L’efficacité est alors optimisée, et de nouveaux cieux deviennent alors accessibles.

 

Toutes les images sont la propriété de Rolls-Royce