Sivil havacılıkta APU'ların bakım zamanlarının WeibullAnalizi yöntemleri ile tahmin edilmesi /
Yazar: UFUK ÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Sivil Havacılık = Civil Aviation ; Uçak Mühendisliği = Aircraft Engineering

Özet:
Havayolu taşımacılığı sektörü, sistem ve alt sistemlerden oluşur. Bu sistemlerin
amacı uçuşun güvenli bir şekilde gerçekleşmesini sağlamaktır. Hizmetin oluşunda;
tasarım, seyrüsefer, hava trafik, eğitim ve havaalanı alt sistemlerinde karşılaşabilinecek olumsuzluklarda uçuş güvenirliliğini riske sokabilecektir. 

Bunlar içerisinde Üretim
ve bakım faaliyetlerinin düzgün bir şekilde yapılmaması uçuş güvenilirliği olumsuz
etkilemektedir. Uçuş güvenilirliği konusunda "Bir ürünün tasarımında, üretiminde ve bakımındaolması gereken güvenilirlik düzeyi ne olmalıdır?" sorusu her zaman sorulur. Bununyanıtı ise, "Ürünün arzulanan ömrü boyunca bakım ve işletim maliyeti ile fiyatının optimum güvenilirlik seviyesinde minimum olmasıdır." Maliyete hem müşteri, hem deüretici açısından bakmak gerekir.

Bir ürünün ömür boyu maliyetinin en düşük düzeyde olması ancak, güvenilirlik
testleri, ürün optimizasyonları, tasarımın gözden geçirilmesi ve arıza veri toplama ve
analizi çalışmalarının yapılması ile mümkündür. Bunun için ürünün ömrü boyunca
her aşamada güvenilirlik programı uygulanmalıdır. Bakım parçalarının en önemli
parçalarından biride APU'dur.

APU'lar ana motorlarla aynı mekanik özelliklere sahip fakat kumanda sistemleri daha
gelişmiş ve otomatik çalışan bir gaz türbinli motordur. APU oldukça pahalı bir
ekipmandır. Bakımının yapılması ve tükettiği yakıt açısından da havayolu şirketlerine
büyük maliyetlere neden olmaktadır. Bu nedenlerden dolayı, ekipmana sistematik bir
şekilde profesyonelce yaklaşılmış ve en ekonomik biçimde kullanılmak istenilmiştir.
Yolcu konforunun sağlanması ve uçağın yaptığı rötarsız kalkışlar, APU'yu maliyetler
açısından avantajlı hale getirmektedir. 16 tane Boeing 747 ve 6 tane DC 10' u olan bir havayolu şirketinin yıllık APU bakım maliyetleri 750 000 $ olarak hesaplanmıştır.
Bu kapsamda yapılan bakım optimizasyon çalışmalarda farklı algoritmalar kullanılmaktadır, bunlardan en yaygın olanlardan biri Weibull Dağılımıdır.

Günümüzde yaşam süreli veya başarısızlık oranları ile ilgili veri analizinde yaygın olarak kullanılan Weibull olasılık dağılımı, çoğunlukla iki parametreli logaritmik bir model içermektedir. Weibull olasılık dağılımının parametreleri, farklı yöntemler ile tahmin algoritmasına sahip.Bu yöntemler içinde en çok kullanılanlar, grafik yöntemi, en küçük kareler yöntemi, maksimum benzerlik yöntemi ve moment yöntemidir. Grafik yönteminde, tamamen grafik ortamında şekil yardımıyla bir tahmin yapılırken, diğer yöntemlerde matematiksel eşitlikler ve istatistiksel özellikler kullanılarak tahminler yapılmaktadır.

Öncesinde verinin uygunluğu Pareto Analizi ile incelenmiş .Weibull metoduyla bütün
APU ların Plansız servis dışı kalma zamanları incelenmiş ve bu analiz sonucunda çıkan Weibull parametreleri örnek bir data seti üzerinde değerlendirilmiştir. Karşılaştırmada yapılan tahminlerin gerçeğe yakınlığı incelenmiştir. İncelemeleri hızlandırma adına 3.parti yazılımlar kullanılarak sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
Air transport sector consists of systems and subsystems. Purpose of these systems to ensure
safe flight. During the service of flight; design, navigation, air traffic, education and airport
subsystems risk flight reliability. Among these, the lack of proper production and maintenance
activities adversely affects flight reliability.
About flight reliability we should always ask, what should be the required level of reliability
in design, manufacture and maintenance of a product. The answer for this is maintenance and
operating cost and price over the life of the product is optimum reliability level is minimum. We
need to look at the cost both from the manufacturer and customer point of view.
In order to keep a product's lifetime cost minimal, reliability testing, product optimizations,
design review, and failure data collection and analysis studies should be made. For these to be
possible there should be reliability testing in every part of the life of the product. One of the most
important parts of maintenance is APU.
APUs are gas turbine engine which have the same mechanical properties as the main
engines, but their control systems are more advanced and automatic. APU is a very expensive
equipment. Maintenance and in terms of fuel consumption of the APU causes great costs to the
airline companies. For these reasons it was professionally and systematically approached and
intended to be used in the most economical way.
Ensuring passenger comfort and untouched departures, makes APU advantageous in terms
of costs. The annual APU maintenance costs of the airline which has 16 Boeing 747 and 6 DC 10 are
calculated as $ 750 000. In this context, different algorithms are used in maintenance optimization
studies. One of the most common used is the Weibull Distribution. Weibull distribution mostly
includes a two-parameter logarithmic model and is commonly used in life cycles and failure
distribution analysis. Weibull probability distribution parameters have different estimation methods.
The most commonly used methods are, the graphical method, The Least Squares Method, Maximum
Likelihood Estimation method and moment method. In graphical method ,while making an
estimation completely in graphical form with the help of figure, in other methods estimates are
made using mathematical equations and statistical properties.
Firstly the suitability of the data has been examined by Pareto Analysis. With Weibull method
unplanned out-of-service time of APUs examined and Weibull parameters obtained from this
analysis were evaluated on a sample data set. The approximation of the predictions made in the
comparison is examined. To speed up reviews the results were obtained by using 3rd party software.