Beter, sneller en goedkoper onderhoud vergroot de beschikbaarheid van vliegtuigen en helikopters voor zowel de civiele als militaire luchtvaart. Nieuwe technologieën zoals digital twins en artificial intelligence spelen daarbij een belangrijk rol.
Het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum (NLR) speelt een belangrijke rol in het doen van onderzoek en het omzetten van kennis in waarde. Dit doet NLR aan de hand van negen strategische programma’s. Voor de serie ‘De luchtvaart van de toekomst’ spreekt Innovation Origins met alle programmaleiders.
Voor de zevende aflevering spraken we met Tim Leeuwerink (programmaleider Operationele Beschikbaarheid) over nieuwe manieren om de beschikbaarheid van vliegtuigen en helikopters te vergroten.
Wat houdt het kennisprogramma Operationele Beschikbaarheid precies in?
“Voor een goed functionerende luchtvaart, zowel aan de civiele als aan de militaire kant, is het belangrijk dat vliegtuigen en helikopters voldoende beschikbaar zijn. Zijn er toestellen kapot of onderdelen niet leverbaar, dan zorgt dat voor een lagere beschikbaarheid. In dit programma onderzoeken we hoe we – onder andere door middel van nieuwe technologieën – de beschikbaarheid kunnen vergroten.
Zo onderzoeken we bijvoorbeeld de mogelijkheden van automatisering en robotisering. Onderhoud aan vliegtuigen en helikopters is op dit moment namelijk nog voor een groot deel handwerk. Dat maakt het een kostbare activiteit. Bovendien is het in toenemende mate een uitdaging om op een krappe arbeidsmarkt voldoende mensen te vinden om het werk uit te voeren Robots zouden een deel van de oplossing kunnen zijn.”
Over de programmaleider
Tim Leeuwerink is business manager op het gebied van Aerospace Vehicles en programmaleider van het programma Operationele Beschikbaarheid. Hij is opgeleid als natuurkundige en daarna meer de commerciële kant opgegaan. Het onderhoud van vliegtuigen heeft zijn interesse gewekt.
“De combinatie van technologie en praktische toepasbaarheid maakt dit vakgebied zo fascinerend”, vertelt Leeuwerink over zijn werk. Ook het samenwerken met collega’s is voor hem een belangrijk aspect. “In mijn werk als business manager ben ik vooral met klanten en specifieke opdrachten bezig. Als programmaleider ontwikkel ik samen met collega’s de roadmaps voor de toekomst. Dat is een hele andere kant.”
Wat is de impact van het programma op de maatschappij?
“Het maatschappelijk belang van een goede operationele beschikbaarheid is drieledig. Allereerst is er een economisch belang. Wanneer partijen als KLM kostenefficiënter onderhoud kunnen doen, dan hebben die partijen een betere concurrentiepositie ten opzichte van andere luchtvaartmaatschappijen. Ten tweede is er een belang als het gaat om een veilige samenleving. We willen de luchtmacht in staat stellen beter te opereren door een hogere beschikbaarheid van toestellen. Tot slot dragen we bij aan verduurzaming door het tegengaan van verspilling en onderhoud groener te maken.
Een voorbeeld van ondersteuning van de luchtmacht is een opstelling om rotorbladen van helikopters te inspecteren op de luchtmachtbasis in Woensdrecht. Inspectie van de rotorbladen is tot nu toe tijdrovend handwerk; iemand tikt op het rotorblad met een hamertje en luistert naar de klank om zo verborgen defecten op te sporen Iedere vierkante centimeter van een blad van 9 meter lang en 1 meter breed wordt op deze wijze gecontroleerd. Wij hebben dit proces geautomatiseerd, het rotorblad wordt in een opstelling opgehangen en met sensoren doorgemeten om defecten te signaleren. Dit geautomatiseerde proces gaat veel sneller dan het handmatige proces waardoor de helikopter weer sneller inzetbaar is.”
Predictive maintenance
“Een ander belangrijk onderwerp is predictive maintenance. Door slim te meten kunnen we op een gegeven moment voorspellingen doen over de onderhoudsbehoefte van vliegtuigen en helikopters. Nu vindt onderhoud van vliegtuigen plaats na een van tevoren vastgesteld aantal uren of vluchten, vergelijkbaar met de onderhoudsbeurt van auto’s. Wij willen een stap verder kijken dan dit periodieke onderhoud.
Door onderdelen en componenten met sensoren individueel te monitoren, kunnen we goed in de gaten houden wat de kwaliteit is. Zo kunnen we bepalen wanneer het onderhoud echt nodig is of wanneer het einde van hun levensduur bereikt is en ze vervangen moeten worden. Dat maakt het een stuk efficiënter en daarmee ook goedkoper omdat we onderhoud zo bijvoorbeeld makkelijker kunnen clusteren. Bovendien zorgt het voor de nodige besparingen als het gaat om materialen. We doen alleen onderhoud wanneer het echt nodig is. Dat levert ook een stukje milieuwinst op.
Door onderdelen en componenten met sensoren individueel te monitoren, kunnen we goed in de gaten houden wat de kwaliteit is. Zo kunnen we bepalen wanneer het onderhoud echt nodig is of wanneer het einde van hun levensduur bereikt is en ze vervangen moeten worden. Dat maakt het een stuk efficiënter en daarmee ook goedkoper omdat we onderhoud zo bijvoorbeeld makkelijker kunnen clusteren. Bovendien zorgt het voor de nodige besparingen als het gaat om materialen. We doen alleen onderhoud wanneer het echt nodig is. Dat levert ook een stukje milieuwinst op.”
“Kunstmatige intelligentie wordt steeds belangrijker bij het analyseren van gegevens.”
Tim Leeuwerink
Additive manufacturing
“Daarnaast zijn we binnen NLR ook steeds meer bezig met additive manufacturing. Dat betekent dat we onderdelen van metaal maken met een 3D-printer. Zo ontstaat er minder afval bij de productie van onderdelen en er is minder voorraad nodig. Ook dat gaat verspilling tegen.”
Wat is de rol van NLR in dit geheel?
“NLR doet toegepast onderzoek. Wij hebben kennis en kunde in huis op verschillende thema’s en die kennis maken we beschikbaar voor bedrijven en overheid. Voor ons is het ook interessant om samen te werken met industrie en gebruikers. Zo weten we waar zij tegenaan lopen en hoe wij onze innovaties het beste kunnen laten aansluiten bij de praktijk. Die kruisbestuiving is ontzettend waardevol.
De implementatie van nieuwe technologieën is echter niet zo makkelijk. De luchtvaart is aan de ene kant hightech, er is veel ruimte voor nieuwe technologieën en materialen. Aan de andere kant is de sector ook erg conservatief. Dat heeft natuurlijk te maken met de vereiste veiligheid. Nieuwe componenten en technologieën moeten bewezen betrouwbaar zijn. Dat bereiken we natuurlijk niet met één programma. We werken ook veel samen met andere programma’s binnen NLR. Zo is er een link met Ontwikkeling van Lucht- en Ruimtevaartuigen – omdat dit programma zich voornamelijk op het ontwerpen van vliegen richt – als het gaat om onderhoud. Daarnaast is er op het gebied van militaire luchtvaart ook een link met de programma’s Informatie Gestuurd Opereren, Future Air & Space Power en het programma Onbemand en Autonoom. We zouden in de toekomst bijvoorbeeld drones kunnen inzetten voor de inspectie van vliegtuigen.
Waar richt het programma zich de komende tijd op?
“Predictive maintenance is een belangrijke stip op de horizon. Verschillende projecten werken hier naartoe. Dat betekent dat we stap voor stap kijken naar de implementatie van sensoren en de analyse van gegevens. Zo kunnen we de toestand van een vliegtuig steeds beter in kaart brengen en komen we tot steeds betere voorspellingen.
Ook denk ik dat kunstmatige intelligentie steeds belangrijker wordt bij het analyseren van gegevens. Ik denk dat we daarmee op den duur slimmere modellen kunnen maken en zodoende betere voorspellingen kunnen doen. Als aanvulling daarop denk ik dat sensoren in toenemende mate ingebouwd zullen worden in vliegtuigen. Dat gebeurt nu al, maar omdat sensoren goedkoper worden, kan dat in de toekomst verder worden uitgebreid. Dat maakt het verzamelen en analyseren van gegevens makkelijker.”
