Eckdaten

  • Unternehmen: Rolls-Royce Holdings
  • Unternehmensgröße: ~42.000 Mitarbeiter, Umsatz: £16,5 Mrd. (2023)
  • Standort: London, UK
  • Eingesetzte KI-Tools: Digitale Zwillinge + prädiktives maschinelles Lernen (IntelligentEngine)
  • Ergebnis: <strong>48% Steigerung</strong> der Einsatzdauer; <strong>Verdopplung</strong> der Lebensdauer des Trent 7000-Triebwerks

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Die Herausforderung

Triebwerke sind hochkomplex und arbeiten unter extremen Bedingungen, mit Millionen von Bauteilen, die Verschleiß ausgesetzt sind. Fluggesellschaften sahen sich unerwarteten Ausfällen gegenüber, die zu kostspieligen Bodenbleiben führten, wobei ungeplante Wartungen täglich Millionenverluste pro Flugzeug verursachten. Traditionelle geplante Wartungsintervalle waren ineffizient und führten oft zu Überwartung oder übersehenen Problemen, was die Ausfallzeiten und den Treibstoffverbrauch verschlimmerte.[1]

Rolls-Royce musste Ausfälle proaktiv vorhersagen angesichts der enormen Datenmengen von Tausenden von Triebwerken im Einsatz. Zu den Herausforderungen gehörten die Integration von Echtzeit-IoT-Sensordaten (Hunderte pro Triebwerk), die Verarbeitung von Terabytes an Telemetrie und die Sicherstellung der Genauigkeit der Vorhersagen, um Fehlalarme zu vermeiden, die den Betrieb stören könnten.[2] Die strengen Sicherheitsvorschriften der Luft- und Raumfahrtbranche erhöhten den Druck, verlässliche KI-Lösungen ohne Leistungseinbußen zu liefern.

Die Lösung

Rolls-Royce entwickelte die Plattform IntelligentEngine, die digitale Zwillinge—virtuelle Abbildungen physischer Triebwerke—mit maschinellen Lernmodellen kombiniert. Sensoren streamen Live-Daten in cloudbasierte Systeme, wo ML-Algorithmen Muster analysieren, um Verschleiß, Anomalien und optimale Wartungsfenster vorherzusagen.[3]

Digitale Zwillinge ermöglichen die Simulation des Triebwerksverhaltens vor und nach Flügen und optimieren Design sowie Wartungspläne. Partnerschaften mit Microsoft Azure IoT und Siemens verbesserten die Datenverarbeitung und VR-Modelle und skalierten die KI über Trent‑Serien-Triebwerke wie Trent 7000 und 1000.[4] Ethische KI‑Rahmen gewährleisten Datensicherheit und vorurteilsfreie Vorhersagen.

Quantitative Ergebnisse

  • <strong>48% Steigerung</strong> der Einsatzdauer vor der ersten Demontage
  • <strong>Verdopplung</strong> der Einsatzdauer des Trent 7000
  • <strong>Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten</strong> um bis zu 30%
  • <strong>Verbesserte Treibstoffeffizienz</strong> um 1–2% durch optimierte Betriebsabläufe
  • <strong>Reduzierte Wartungskosten</strong> für Betreiber um 20–25%
  • <strong>Verarbeitete Terabytes</strong> an Echtzeitdaten von Tausenden von Triebwerken

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Implementierungsdetails

Technologiestack und Architektur

Rolls-Royce's IntelligentEngine integriert digitale Zwillinge mit prädiktivem maschinellen Lernen. Jedes Triebwerk hat ein virtuelles Gegenstück, das mit CAD-Modellen und physikbasierten Simulationen aufgebaut wurde. Hunderte von Sensoren pro Triebwerk ([1]) liefern Daten per IoT an die Azure-Cloud, wo ML-Modelle (z. B. Anomalieerkennung, Zeitreihen‑Prognosen) diese in Echtzeit verarbeiten. Deep Learning skaliert die IoT-Datenanalyse und sagt Ausfälle Wochen im Voraus voraus.

Umsetzungszeitplan

Gestartet um 2018 mit dem IntelligentEngine‑Konzept, beschleunigte die vollständige Einführung nach 2020. Bis 2021 waren Echtzeit‑Digitale‑Zwillinge auf Trent‑Triebwerken live; 2023 brachte das Trent‑7000‑Haltbarkeits‑Paket, das die Einsatzdauer verdoppelte. Jüngste 2025-Upgrades umfassen Quantensimulationen, die die Modellierungszeit von Wochen auf Stunden verkürzen ([5]). Ein Flug‑Testbett (ausgemusterte 747) validiert die KI im echten Flugbetrieb.

Überwundene Kernherausforderungen

Die Datenmenge war enorm—täglich Terabytes. Das wurde durch Edge Computing und KI‑gestützte Kompression gelöst. Die Integration in Altsysteme erforderte maßgeschneiderte APIs. Die Sicherheitszertifizierung beinhaltete strenge Validierungen, die FAA/EASA‑Konformität erreichten. Robotiklösungen wie SWARM und INSPECT automatisieren Inspektionen und liefern sauberere Daten an die Zwillinge ([6]).

Vorgehen und Partnerschaften

Agile Pilotprojekte auf ausgewählten Flotten wurden flächendeckend skaliert. Kooperationen: Microsoft für IoT/AI, Siemens für digitale Workflows, Altair für ML‑Design. Proprietäre Datenhoheiten wurden durch Patente auf Twin‑IP abgesichert. Ethische KI umfasst Bias‑Audits und sichere Datenfreigabe mit Fluggesellschaften ([2]). VR‑Modelle erlauben Designvorhersagen ohne physische Prototypen und reduzieren so F&E‑Zeiten.

Skalierbarkeit und aktueller Stand

Deckt nun Trent 1000 XE (50+ im Einsatz, 2025) und neue MRO‑Standorte wie Peking ab. Die KI optimiert die Nachhaltigkeit, indem sie durch effiziente Wartung CO2 reduziert. Zukunft: quantenunterstützte Zwillinge für hochpräzise Simulationen ([7]).

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Ergebnisse

Die KI‑Initiative von Rolls‑Royce lieferte transformative Ergebnisse. Die 48%‑Steigerung der Einsatzdauer vor der ersten Wartungsentnahme minimierte Betriebsunterbrechungen, wobei Trent‑7000‑Triebwerke durch neu gestaltete HPT‑Schaufeln, die von digitalen Zwillingen informiert wurden, eine verdoppelte Einsatzdauer erreichten ([4]). Fluggesellschaften sparten erheblich bei Überholungs‑ und Wartungskosten, geschätzt 20–25% weniger.

Ungeplante Ausfallzeiten sanken um bis zu 30%, da prädiktive Warnungen proaktive Maßnahmen ermöglichten. Die Treibstoffeffizienz verbesserte sich um 1–2% durch optimierte Betriebsabläufe und schlankere Wartungspläne, was die Nachhaltigkeitsziele unterstützte ([3]). Die Verarbeitung von Daten tausender Triebwerke eröffnete neue Erlösquellen durch intelligente Services.

Breitere Auswirkungen: Erhöhte Wettbewerbsfähigkeit mit 50 Trent 1000 XE‑Triebwerken im Einsatz bis 2025. Patente auf Digital‑Twin‑IP sichern die Führungsposition. Kundenreferenzen heben die Zuverlässigkeit hervor und positionieren Rolls‑Royce als Vorreiter für KI in der Luftfahrt ([1]).

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