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Comment Rolls-Royce pilote les données dans la conception de ses moteurs

Neil Crockett, CDO de Rolls Royce, regroupe ses développeurs dans le R2 Data Labs (photo CIO UK).

Rolls-Royce, fabricant de moteurs d'avions, trouve de nouveaux gains d'efficacité grâce à l'exploitation des données.

PublicitéLes moteurs Rolls-Royce propulsent les avions depuis plus d'un siècle, mais de récents problèmes financiers ont contraint l'entreprise à lancer un programme de transformation pour réduire ses coûts. Neil Crockett, le Chief Digital Officer, joue un rôle clé dans cette opération. Il dirige la stratégie numérique en utilisant les données pour améliorer l'efficacité et les produits et services de Rolls-Royce.

« Nous ne pouvons pas compter uniquement sur les moteurs que nous avons construits auparavant », a-t-il déclaré à l'AI Summit London il y a quinze jours. « Nous devons penser à tous les types d'énergie disponibles et utilisables. Nous devons aussi penser à être un pionnier, être à la pointe, nous devons être une entreprise de technologie, pas une entreprise de moteurs, nous devons penser davantage au climat et pas seulement aux produits que nous utilisons. »

Derrière cette tirade et en tant que CDO, Neil Crockett se concentre sur plusieurs points : construire des jumeaux numériques qui améliorent les actifs physiques, utiliser l'apprentissage automatique pour aider l'ingénierie et construire un centre d'innovation qui découvre de nouvelles applications.

Comprendre Rolls-Royce

Lorsque Neil Crocket a rejoint Rolls-Royce il y a deux ans, il a eu du mal à comprendre la complexité de l'entreprise, jusqu'à ce qu'un voyage dans une usine de Singapour lui donne la clé. Flottant sur des poulies au-dessus de lui, dix des moteurs à réaction XWB qui alimentaient les avions Airbus étaient assemblés. Quand les ventilateurs des moteurs sont en action, ils aspirent une goulée d'air impressionnante chaque seconde. Il y a environ 50 pales de turbine au centre de chaque moteur, qui fonctionnent à des températures trois fois supérieures au point de fusion du métal. Les turbines ont collectivement la puissance de 55 voitures de Formule 1.

Produire ce mélange de puissance et de précision coûte cher. Ce que Rolls-Royce ne peut se permettre que grâce à des contrats de service à long terme. Un tel mode de fonctionnement a présenté une opportunité pour montrer la valeur des données. Rolls-Royce utilise désormais l'analytique pour prévoir les défaillances futures et guider la planification de l'inspection autour d'elles, contribuant ainsi à réduire les temps d'arrêt.

Désormais, « 97% des défauts trouvés sur nos moteurs sont automatiquement prédits », estime Neil Crockett. « En planifiant et en comprenant le fonctionnement de nos moteurs, nous avons réduit les perturbations subies par nos clients de 40% au cours des 13 dernières années et nous avons réduit notre charge d'entretien de 30% depuis 2012. »

Miser sur les jumeaux numériques

Rolls-Royce stimule l'efficacité grâce à l'utilisation de «jumelles numériques». Ces répliques à l'échelle des moteurs physiques sont utilisées pour modéliser numériquement les performances des machines réelles. Rolls-Royce les utilise pour gagner du temps et de l'argent dans les tests rigoureux requis avant qu'un moteur ne soit certifié apte à voler. Un test particulièrement difficile est celui qui porte sur la performance d'un moteur lorsque l'un de ses ventilateurs se brise au cours d'un vol.

PublicitéAuparavant, les testeurs accéléraient la vitesse du moteur aussi vite que possible, puis allumaient une petite charge explosive afin de briser l'une des lames. Pour passer le test, le moteur devait rester dans son boîtier et prouver qu'il peut survivre jusqu'à la fin du vol. Chaque moteur coûtant des dizaines de millions de livres à produire, il y a un prix élevé à payer quand un test se passe mal. L'utilisation de jumeaux numériques dans les tests virtuels permet à Rolls-Royce de contourner cet obstacle.

« C'est un jumelage numérique incroyablement avancé », explique Neil Crockett. « En l'espace de 0,2 seconde, lorsque vous savez que vous avez échoué au test, il suffit de six semaines pour traiter ce type de données. Il s'agit d'une puissance intense et d'une consommation de calcul, bien sûr, le fait que nous ayons ces données nous permet de les réintégrer dans la conception, de mieux la comprendre et d'impacter nos calendriers de maintenance. »

R2 Data Labs

Les jumeaux numériques et l'analyse de données ont déjà prouvé leur valeur, mais pour rivaliser avec les start-up et leurs concurrents traditionnels, Rolls-Royce doit continuellement innover. En novembre 2017, la compagnie a dévoilé son plan pour rester à la pointe de l'innovation. Elle a déplacé 274 de ses principaux développeurs de huit sites mondiaux dans une nouvelle unité d'innovation de données appelée R2 Data Labs, dirigée par Neil Crockett.

La stratégie consiste à créer de petits centres de talents entourés de grands écosystèmes d'experts des secteurs privé et public et à concentrer la recherche sur les problèmes industriels. Cette approche a déjà donné des résultats. R2 Data Labs a utilisé l'analyse pour comprendre comment un système de contrôle moteur peut être utilisé pour optimiser le rendement énergétique, l'apprentissage automatique pour évaluer les termes des contrats avec des entrepreneurs externes, la vision par ordinateur pour diagnostiquer les défauts et la reconnaissance visuelle.

Viser une approche libre-service

« Nous utilisons maintenant l'apprentissage automatique pour trouver les possibilités de conception inconnues en termes de conception du moteur », a estimé Neil Crockett. « Nous constatons que les propositions étonnantes issues de ces solutions IA sont en réalité plus performantes que le travail manuel que nous réalisons. » Neil Crockett conseille aux autres entreprises qui souhaitent créer des centres d'innovation de se concentrer sur l'entreprise plutôt que sur la technologie, de viser une approche libre-service au lieu de s'appuyer sur des équipes d'experts centralisées et de se concentrer sur l'automatisation.

Ces entreprises devraient choisir une plate-forme commune d'analyse collaborative et façonner leurs produits dans les sprints, en développant des compétences à travers les académies et en travaillant avec de petits hubs pour développer un grand écosystème.
« Les avantages porteront sur la réduction des coûts », a-t-il déclaré. « Ce sont des centaines d'experts, des centaines de millions de livres. Nous allons prendre des secondes et des minutes, pas des mois, pour concevoir des moteurs. Nous allons retrouver le sourire pour la conformité, rendre les clients heureux, réduire la routine et apprendre des choses pour notre conception et pour notre maintenance à venir. »

Thomas Macauly / IDG News Service (adapté par Didier Barathon)