Technical management analysis and optimization of the minimum equipment list for the Boeing 787-9 aircrafts operated by Neos air

The way of conceiving mobility has been rapidly evolving in recent years. In particular, in the recent economic and social context, mobility has begun to play an increasingly important role. The sectors affected by this change range from land to air, which is a fundamental pillar. It follows that air transport, and in particular the fleets of airlines, must ensure reliable, safe, long-lasting mobility and, above all, to move with the times. This Thesis, therefore, aims to optimize operational availability of the Boeing 787-9 Dreamliners aircrafts operated by Neos Air, in order to ensure a constant and high level of service. For an airline, such operational optimizations are strongly influenced by the immediate availability of spare parts in the event of breakdowns and/or failure and, for these situations, is essential to ensure rapid repairs and minimize operational delays. This Thesis has been developed in partnership with Neos Air through a full-time internship of 6 months. This experience has been fundamental in order to collect all the information and data required for the developed analyses. In aviation, the Master Minimum Equipment List (MMEL) is a list of systems, instruments and components that may be inoperative during flight. This document, drawn up by the manufacturer and valid for a specific type of aircraft, is used by the airline to write down its own customized MEL (Minimum Equipment List), which must be approved by the national authority and must guarantee equal or higher efficiency levels to the MMEL of origin. As a first step, all the Neos MEL of the B787-9 has been analysed. This analysis highlighted the MEL which, if applied, would generate operational limitations that are not acceptable for an airline that manages commercial operations such as Neos. Examples include flights with unusable cargo compartment, non-pressurized flights or reduced operating range. The MEL extracted from the described analysis have been defined as critical. Starting from a list of around 500 MEL, the critical ones were 76. Starting from the critical MEL, thanks to the manuals provided by Boeing, all the components related to the systems failure have been obtained. As a second step, an economic analysis has been carried out on all the components highlighted in the previous step. Thanks to this analysis, the costs associated with the possible purchase (or management in LHT Pool - Lufthansa Technik, a company with which Neos has a commercial agreement for the storage and management of several B787-9 spare parts) of the components which, in case of failure, would generate unacceptable operating limitations. The aim was to evaluate the possibility of purchasing (or having available in the LHT Pool) certain components and making them available in the Neos warehouse in Malpensa. Alternatively, if costs and dimensions were reduced, the goal would be to put the components directly into the B787-9 Fly Away Kits. For a more accurate evaluation of the systems to which the components refer, a reliability analysis has been developed in parallel. Through documents provided by Boeing, data on the reliability of each system and related components were obtained, in particular the data of MTBUR (Mean Time Between Unscheduled Removal). Unfortunately, the data collected for this analysis were not enough to get reliable and complete results. The final results have been obtained through a trade-off between the technical and economic analysis. Based on costs, sizes and weights, it has been evaluated whether to purchase, to add to the LHT Pool or to put each component (associated with the critical MEL) in the Fly Away Kits. During the Neos preliminary studies for the introduction of the B787-9 into the fleet, the components defined as critical by Boeing have been evaluated and the guidelines for the purchase and management of the LHT Pool of the components have been defined. All the reliability analyses were carried out by the TER - Maintenance Program & Reliability Department - which is a Neos Engineering Department which deals with the reliability analysis of the entire Neos fleet. The analysis carried out in this Thesis is more detailed than the analysis prepared by the Neos engineering department, as it goes beyond the collaboration with Boeing, and it covers a broader input spectrum. The innovation lies in the analysis of the operational limitations associated with MEL. This, in fact, had never been analysed by Neos; in particular, the complete involvement of various internal departments in Neos has led to balanced results in every different aspects, both technical and economic. To further validate the results obtained, the Manager of the relevant department was contacted after each analysis. The results obtained are coherent with the aim of the Thesis and could be useful for Neos in order to update their components management. In particular, the results presented in this Thesis could be used by Neos to organize in a new way the components in the B787-9 Fly Away Kit and in the Warehouse. This would lead to a reduction of the potential criticalities that could emerge in the event of anomalies related to the critical components under analysis. This would translate into large savings for the Airline in the event of reduced (or avoided) delays. During the analyses, some possible future developments emerged; among these the possibility of developing a similar analysis for the rest of the Neos fleet (Boeing 737 NG & MAX). A further development that could be widened is the integration of the analysis with the data of AHM (Airplane Health Management), a Boeing software that allows to view and monitor all the data of the B787-9 and B737MAX fleet updated in real time. Through the correct integration with AHM, more updated and reliable data would be obtained. Therefore, the list of critical systems (and related components) could be often updated in order to reduce operational criticalities and consequently minimize the duration of delays generated by possible operational anomalies.

Il modo di concepire la mobilità sta evolvendo rapidamente negli ultimi anni. In particolare, nel contesto economico e sociale recente, la mobilità ha iniziato a ricoprire un ruolo sempre più importante. I settori interessati da questo cambiamento spaziano da quello terrestre a quello aereo, il quale ne è un pilastro fondamentale. Ne consegue che il trasporto aereo, ed in particolare le flotte delle Compagnie Aeree, devono assicurare una mobilità affidabile, sicura, duratura e soprattutto al passo con i tempi. La Tesi in oggetto si inserisce quindi in tale contesto e l’obiettivo della stessa è l’ottimizzazione della disponibilità operativa, al fine di assicurare un livello di servizio costante ed elevato, dei Boeing 787-9 Dreamliner che formano la parte più importante della flotta Neos. Per una Compagnia Aerea tale ottimizzazione operativa è fortemente influenzata dalla disponibilità immediata di parti di ricambio in caso di guasti e/o avarie ed è fondamentale per garantire riparazioni rapide e ridurre al minimo i ritardi operativi. Il lavoro di Tesi si è sviluppato attraverso un tirocinio a tempo pieno di 6 mesi in Neos Maintenance, necessario per comprendere le complesse tematiche regolamentari, organizzative e procedurali della manutenzione aeromobili. Grazie a questa collaborazione è stato possibile ricavare tutti i dati e le informazioni necessarie In aviazione le MMEL (Master Minimum Equipment List - Lista degli Equipaggiamenti Minimi) sono un elenco di sistemi, strumentazioni e componenti che possono risultare non operativi durante il volo. Questo documento, redatto dal costruttore e valido per un determinato tipo di aeromobile, viene utilizzato dalla Compagnia Aerea per stilare le proprie MEL (Minimum Equipment List) personalizzate, le quali devono essere approvate dall’autorità nazionale e devono garantire livelli di efficienza uguali o superiori alle MMEL di origine. Come primo passo sono state analizzate tutte le MEL Neos del B787-9. Da questa analisi sono state evidenziate le MEL che, se applicate, genererebbero delle limitazioni operative non accettabili per una compagnia aerea che gestisce operazioni commerciali come Neos. Alcuni esempi possono essere voli con stiva non utilizzabile, voli non pressurizzati o autonomia operativa ridotta. Le MEL estratte dall’analisi appena descritta sono state definite critiche. Partendo da un elenco di circa 500 MEL, quelle critiche sono risultate 76. Partendo dalle MEL critiche, grazie ai manuali forniti da Boeing, sono stati ricavati tutti i componenti correlati ai sistemi che, in caso di avaria, necessiterebbero dell’applicazione delle MEL stesse. Successivamente è stata portata avanti un’analisi economica su tutti i componenti evidenziati nel passo precedente. Grazie a questa analisi sono stati evidenziati i costi associati all’eventuale acquisto (o gestione in pool LHT - Lufthansa Technik, azienda con la quale Neos ha un accordo commerciale di stoccaggio e gestione delle parti di ricambio di maggior costo e dimensione/peso) dei componenti che, in caso di avaria, genererebbero delle limitazioni operative non accettabili. Il fine è stato quello di valutare la possibilità di acquistare (o avere disponibili in pool LHT) determinati componenti e renderli disponibili nel magazzino Neos a Malpensa. Alternativamente, se i costi e le dimensioni fossero ridotti, l’obiettivo sarebbe di imbarcare direttamente i componenti nelle Fly Away Kit dei B787-9. Per una valutazione più accurata dei sistemi a cui i componenti fanno riferimento, è stata sviluppata in parallelo un’analisi di affidabilità. Attraverso documenti forniti da Boeing sono stati ottenuti dati sull’affidabilità di ogni sistema e dei relativi componenti, in particolare dati sul MTBUR (Mean Time Between Unscheduled Removal). I risultati finali sono stati ottenuti attraverso un trade-off tra le diverse analisi: tecnica, economica e di affidabilità. In funzione dei costi, dimensioni e affidabilità è stato valutato se acquistare, aggiungere al pool LHT o mettere nelle Fly Away Kit ciascun componente (associato alle MEL critiche). Durante gli studi preliminari per l’immissione in flotta del B787-9 da parte di Neos, erano stati valutati i componenti definiti critici da Boeing ed erano state definite le linee guida di acquisto e gestione del Pool LHT dei componenti stessi. Tutte le analisi di affidabilità erano state effettuate dal TER - Maintenance Program & Reliability Department - ossia, dal dipartimento di Ingegneria Neos che si occupa dell’analisi di affidabilità di tutta la flotta Neos. L’analisi portata avanti in questa Tesi risulta più dettagliata rispetto alle analisi redatte dal dipartimento di ingegneria Neos, in quanto esula dalla collaborazione con Boeing e copre uno spettro di input più ampio. L’innovazione risiede nell’analisi sulle limitazioni operative associate alle MEL. Questo, infatti, è un argomento che non era stato precedentemente trattato da Neos; in particolare, il completo coinvolgimento di diversi dipartimenti interni a Neos ha portato ad esiti bilanciati in ogni aspetto, sia tecnico sia economico. Per avvalorare ulteriormente i risultati ottenuti, dopo ogni analisi è stato contattato il Manager del relativo dipartimento. I risultati ottenuti potranno essere realmente utilizzati da Neos per ottimizzare la gestione dei componenti critici e quindi ridurre ritardi operativi. Ciò porterebbe ad una riduzione delle potenziali criticità che potrebbero emergere in caso di anomalie legate ai componenti critici in analisi. Questo si tradurrebbe in forti risparmi da parte della compagnia aerea in caso di ritardi ridotti (o evitati). Durante l’analisi sono emersi possibili futuri sviluppi che potrebbero essere portati avanti; tra questi la possibilità di sviluppare un’analisi simile per il resto della flotta Neos (Boeing 737 NG & MAX). Un ulteriore sviluppo che potrebbe essere trattato è l’integrazione dell’analisi con i dati di AHM (Airplane Health Management), un software Boeing che permette di visualizzare e monitorare tutti i dati della flotta B787- 9 e B737MAX aggiornati in tempo reale. Attraverso la corretta integrazione con AHM si avrebbero dati più aggiornati e affidabili. Si potrebbe quindi tenere aggiornato l’elenco dei sistemi (e relativi componenti) critici in modo da ridurre le criticità operative e conseguentemente minimizzare la durata dei ritardi generati da possibili anomalie operative.