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Impressão 3D e DLTs (Distributed Ledger Technologies) como a blockchain são tecnologias que estão a ganhar cada vez mais importância nas mais diversas áreas e indústrias. Na aviação ambas estão já a ser utilizadas, embora separadamente. Esta dissertação tem como objetivo perceber de que modo as duas tecnologias se podem associar para permitir aos fabricantes a produção e certificação de componentes, analisando para tal todos os requisitos existentes. Ao imprimir componentes e fornecer os certificados através de blockchain, o tempo e os recursos dos fabricantes serão rentabilizados, dado que podem produzir diretamente os materiais, reduzindo a sua dependência de terceiros. Consequentemente, o tempo que as aeronaves ficam inoperacionais por estarem à espera de que um componente seja substituído é minimizado e todo o processo será mais rápido e seguro.
No setor aeronáutico, o processo de aquisição de componentes passa por contactar o fornecedor - que geralmente é o fabricante da aeronave ou do próprio componente -, proceder ao pagamento e aguardar o envio e receção do mesmo. Para além disso, e tão importante quanto a chegada do componente, é a documentação que o acompanha, nomeadamente um certificado (por exemplo EASA Form 1, FAA Form 8130-3) em papel, assinado por uma entidade e pessoa que certificam o componente como aeronavegável. Sem este certificado, o componente não pode ser instalado numa aeronave.
O principal objetivo desta dissertação é mostrar a viabilidade da utilização da impressão 3D no setor aeronáutico, nomeadamente no que diz respeito à impressão de peças simples para o interior da cabine (que sendo uma estrutura secundária, não tem impacto tão relevante na segurança). O desenvolvimento destas peças deve, no entanto, ser também alvo de certificação, garantindo ao instalador a aeronavegabilidade do componente impresso e dando-lhe garantias, através desse mesmo certificado e de uma DLT, de que o componente pode efetivamente ser instalado.
Por forma a estudar a viabilidade do projeto e responder ao propósito da investigação foram levantadas as seguintes questões:
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Pode a blockchain ser usada para a emissão de certificados aeronáuticos? Se sim, que limitações e vantagens tem?
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Podem as entidades que não detenham o Type Certificate de determinado produto emiti-lo com a autorização da organização que detém o Type Certificate?
De modo a responder às questões de investigação foram definidos os seguintes objetivos de estudo:
Definir blockchain e impressão 3D e avaliar a sua utilidade para os processos logísticos da indústria aeronáutica;
Identificar o estado-da-arte das duas tecnologias na indústria;
Analisar a regulamentação europeia acerca da produção e substituição de materiais e o uso de blockchain e impressão 3D na aviação;
Analisar de que modo a blockchain associada à impressão 3D pode ser aplicada no setor aeronáutico.
Para a concretização do estudo, tendo como base os pressupostos acima descritos, adotou-se um método dedutivo e uma análise extensiva que visa, através dos resultados, extrapolar para conclusões maiores. Desenvolveu-se um estudo qualitativo com base em análise e confronto documental, regulamentar e técnico dos dados e factos, partindo de uma posição geral em direção a objetivos mais específicos.
Esta dissertação propõe uma solução inovadora, capaz de revolucionar a indústria aeronáutica. Os conceitos abordados não são novos por si só; contudo quando aplicados em conjunto podem potencializar a eficiência e segurança do processo logístico no setor. A tecnologia blockchain permite a criação de um registo imutável e descentralizado das transações realizadas, garantindo a confiabilidade das informações envolvidas no processo de emissão de certificados. Além disso, pode também aumentar a transparência e a rastreabilidade de todo o processo, desde a fabricação da peça por impressão 3D até à sua instalação na aeronave.
Ao imprimir peças de cabine e certificá-las através da tecnologia blockchain, o custo de armazenamento das peças irá desaparecer, uma vez que a necessidade de ter as partes em stock será atenuada ao imprimirem as próprias peças segundo este método. Deste modo, a supply chain será modificada, criando-se um fluxo entre o fabricante e o cliente, com base nas necessidades do mesmo e recorrendo à estrutura em blockchain.
De modo a demonstrar a viabilidade do projeto, um caso geral será apresentado, seguido de dois casos de estudo aplicados a duas companhias aéreas de países e dimensões diferentes, tendo sido estimados os ganhos e custos do projeto em função da quantidade de peças impressas.
As principais conclusões extrapoladas demonstraram que o projeto de impressão 3D em blockchain se torna mais rentável em companhias de maiores dimensões, uma vez que são as que experienciam, anualmente, um maior número de assentos inoperacionais devido a peças de cabine danificadas. Um maior número de lugares afetados indica também uma maior necessidade de peças a imprimir e, por sua vez, um retorno do investimento mais rápido quando comparado a uma companhia onde não ocorrem essas situações com tanta frequência.
Nos casos de estudo apresentados a atenção centrou-se na mesa de refeição; contudo, no futuro, seria importante considerar a inclusão de outros componentes de cabine com características semelhantes, tais como apoios de braços ou persianas, que pudessem também ser impressos em 3D e certificados através da blockchain. O alargamento do âmbito de aplicação a estes componentes poderia facilitar o processo de substituição de peças danificadas da cabine, tornando-o mais rápido, mais simples e mais económico.
Como investigação futura será importante realizar uma prova de conceito do projeto, colocando-o em prática num caso real de uma companhia aérea. Tal será fundamental para perceber se o impacto desta inovação vai ao encontro do expectado, e se existem outros fatores importantes que se devem ter em conta. Não sendo o objetivo deste projeto a análise da regulamentação europeia emitida pela EASA (European Union Aviation Safety Agency), compreende-se a importância de envolver uma Part 21 J e G, que, acompanhados por essa agência, melhor poderão definir o caminho da regulamentação dos componentes impressos pelos métodos aqui propostos.
3D printing and DLT's (Distributed Ledger Technologies) like blockchain are technologies that are gaining more and more importance, nowadays, in the most diverse areas and industries. In aviation both are already being used, although separately. The aim of this work is to understand how the two technologies can be associated to allow manufacturers to produce and certify components, studying all the existing requirements. By printing components and providing the certificates through blockchain, manufacturers' time and resources will be monetised as they will not have to rely on their stock. Consequently, the time that planes are inoperable because they are waiting for a component to be replaced is minimised and the whole process will be faster and more secure.
3D printing and DLT's (Distributed Ledger Technologies) like blockchain are technologies that are gaining more and more importance, nowadays, in the most diverse areas and industries. In aviation both are already being used, although separately. The aim of this work is to understand how the two technologies can be associated to allow manufacturers to produce and certify components, studying all the existing requirements. By printing components and providing the certificates through blockchain, manufacturers' time and resources will be monetised as they will not have to rely on their stock. Consequently, the time that planes are inoperable because they are waiting for a component to be replaced is minimised and the whole process will be faster and more secure.
Description
Keywords
Blockchain, Impressão 3D, Fabricação aeronáutica Blockchain, 3D Printing, Aeronautical Manufacturing