Decision Analytics and Decentralized Ledger Technologies for Determination and Preservation of Spare Part Value in Aircraft Maintenance

Aircraft spare parts are used to quickly replace defective parts and ideally avoid expensive aircraft-on-ground situations. Understanding the Fair Market Value of surplus parts is of eminent importance for the competitive advantage of a company. Decisions such as purchase, sale, storage or scrapping are made on the basis of the determined value. Domain experts state that the value of a part depends significantly on its specific characteristics, condition and workshop event history. If the documentation of this history is incomplete, this can lead to a complete loss of value of the part, since, for example, safety-relevant parts may no longer be used without complete documentation. For companies that want to be able to survive in the highly competitive Maintenance Repair and Overhaul market, the use of digital technologies for data-based decision making has become unavoidable. The drowning of data while at the same time thirsting for information affects all market participants who manage their spare parts using digital technologies. The competitive advantage over others is now to use this data efficiently and make decisions based on data rather than experience and instinct. On the other hand, processes still exist in this industry that require documentation in paper form. One such process is the documentation of workshop events for safety-relevant spare parts by means of certificates. Low mutual trust and the heterogeneity of regional requirements in a global market prohibit the establishment of a central instance for data management. The determination of a Fair Market Value was carried out manually for a long time, with great personnel effort and low reliability. The design of an Automated Spare Part Valuation concept provides a basis for data owners to use the amount of data reliably. Similar implementations in industry and with integrated automated evaluation prove the usability. The problem of incomplete certificates of workshop events is addressed and solved by the conception, implementation and evaluation of a Blockchain-based Certification System. The characteristics of a blockchain, in particular its decentralization and persistence, meet the requirements that could not previously be met in an environment with a lack of trust and due to the danger of a single point of failure.Flugzeugersatzteile dienen dem schnellen Austausch von defekten Teilen und vermeiden im Idealfall teure Aircraft-on-Ground-Situationen. Das Verständnis für einen Fair Market Value der überschüssigen Teile ist von eminenter Bedeutung für den Wettbewerbsvorteil eines Unternehmens. Entscheidungen wie Kauf, Verkauf, Einlagerung oder Verschrottung werden auf Basis des ermittelten Werts getroffen. Domänenexperten geben an, dass der Wert eines Teils maßgeblich von seinen spezifischen Charakteristika, seinem Zustand und seiner Werkstattereignishistorie abhängt. Ist der Nachweis dieser Historie lückenhaft, so kann es zum vollständigen Wertverlust des Teils kommen, da etwa sicherheitsrelevante Teile ohne lückenlose Nachweise nicht weiter verwendet werden dürfen. Für Unternehmen, die in der Lage sein wollen im starken Wettbewerb des Maintenance Repair and Overhaul Markts zu bestehen ist der Einsatz digitaler Technologien zur datenbasierten Entscheidungsfindung mittlerweile unumgänglich. Das Ertrinken an Daten bei gleichzeitigem Verdursten an Informationen trifft alle Marktteilnehmer, die ihre Ersatzteile mittels digitaler Technologien verwalten. Der Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen besteht nun darin, diese Daten effizient zu nutzen und Entscheidungen weniger nach Erfahrung und Instinkt, sondern datenbasiert zu treffen. Andererseits existieren auch in dieser Branche immer noch Prozesse, die eine Dokumentation in Papierform erfordern. Ein solcher Prozess ist die Dokumentation von Werkstattereignissen für sicherheitsrelevante Ersatzteile durch Zertifikate. Ein geringes Vertrauen untereinander und die Heterogenität regionaler Anforderungen in einem globalen Markt verbieten die Etablierung einer zentralen Instanz zur Verwaltung der Daten. Die Ermittlung eines Fair Market Value erfolgte lange Zeit manuell, unter großem personellen Aufwand und geringer Zuverlässigkeit. Die Konzeption eines Automated Spare Part Valuation Konzepts bildet eine Grundlage für Inhaber von Daten, um die Menge an Daten verlässlich zu nutzen. Ähnliche Umsetzungen in der Industrie und mit integrierter automatisierter Bewertung belegen die Einsatzfähigkeit. Das Problem der lückenhaften Zertifikate von Werkstattereignissen wird durch die Konzeptionierung, Implementierung und Evaluation eines Blockchain-based Certification System adressiert und gelöst. Die Eigenschaften einer Blockchain, insbesondere die Dezentralität und Persistenz, erfüllen die Anforderungen, die in einem Umfeld mit mangelndem Vertrauen und aufgrund der Gefahr eines Single Point of Failure, bisher nicht zu erfüllen waren

Maintaining Privacy in a Blockchain-based Platform: Application to Aviation Industry MRO Documentation

MRO-Dokumentationen (MRO, deutsch: Wartung, Reparatur und Instandsetzung) der Luftfahrtindustrie sind notwendig, um die Flugtauglichkeit von Flugzeugersatzteilen zu zertifizieren und den Handel mit Teilen auf dem Sekundärmarkt zu ermöglichen. Da Dokumente wettbewerbsrelevante Daten enthalten können, werden diese vertraulich behandelt. Dennoch besteht die Verpflichtung, die Validität von Dokumentationshistorien gegenüber Behörden und Handelspartnern nachzuweisen. Die Dokumentationspraxis ist durch analoge Erfassung sowie unterschiedliche Prozesse und Systeme geprägt. Dieser Umstand erhöht die Fehleranfälligkeit und Manipulierbarkeit von Dokumenten. Eine standardisierte Datenerfassung sowie der Einsatz eines einheitlichen Systems könnten zur Optimierung der Prozesse beitragen. Öffentliche Blockchains und der Einsatz von Smart-Contract-Systemen gewährleisten die Datenintegrität, ohne dass sich die Netzwerkteilnehmer gegenseitig vertrauen müssen. Durch automatische Überprüfung von Verträgen oder Dateneingaben können Fehler leicht identifiziert werden. Anreizsysteme erschweren zudem die Manipulation gespeicherter Daten und erhöhen deren Persistenz im System. Die Transparenz öffentlicher Netzwerke behindert die Adaption der Blockchain-Technologie zur Verbesserung der MRO-Dokumentationsprozesse. Ein Zielkonflikt entsteht aus der Unvereinbarkeit von Privatsphäre-Anforderungen einerseits und den Spezifikationen öffentlicher Blockchain-Netzwerke andererseits. Private oder konsortiale Blockchain-Anwendungen stellen einen Kompromiss dar, lösen das Problem aber nicht. Dieser Artikel folgt einem Design Science Research (DSR) Ansatz und stellt die Infrastruktur einer Blockchain-basierten Plattform für die MRO-Branche vor, die eine Lösung des beschriebenen Zielkonfliktes für den Anwendungsfall adressiert und damit die Grundlage für eine standardisierte Dokumentationspraxis bildet. Berücksichtigte Anforderungen und Designprinzipien sowie die abgeleiteten technischen Spezifikationen erläutern allgemein, wie Daten in Blockchain-basierten Plattformen vertraulich geteilt und validiert werden können.Aviation industry MRO (MRO: maintenance, repair and overhaul) documentation is necessary to certify aircraft spare parts’ airworthiness and allow parts to be traded on the secondary market. Since the documents may contain competitively sensitive data, they are treated confidentially. Nevertheless, there is an obligation to demonstrate the validity of documentation histories to authorities and trading partners. Documentation practice is characterized by analog recording and varying processes and systems. This circumstance increases the susceptibility to errors and manipulation of documents. Standardized data capture and a unified system could help optimize processes. Public blockchains and smart contract systems ensure data integrity without needing network participants to trust each other. Errors can be easily identified through automatic verification of contracts or data entries. Incentive systems also make it challenging to manipulate stored data and increase its persistence in the system. The transparency of public networks hinders the adaptation of blockchain technology to improve MRO documentation processes. A trade-off arises from the incompatibility of privacy requirements on the one hand and the specifications of public blockchain networks on the other. Private or consortium blockchain applications represent a compromise but do not solve the problem. This article follows a DSR approach and presents the infrastructure of a blockchain-based platform for the MRO industry that addresses a solution to the described trade-off for the use case and thus forms the basis for a standardized documentation practice. Considered requirements and design principles, as well as the derived technical specifications, explain in general terms how data can be confidentially shared and validated in blockchain-based platforms

Blockchain Aplicada à Aviação: Uma Revisão Integrativa da Literatura

O sector da aviação acumula uma enorme quantidade de dados e os armazena em um repositório central, de cada fornecedor de instalações, como no caso das companhias aéreas. Se nos referirmos somente a uma operação de voo, são muitos dados relacionados a aeronaves, voos, passageiros, bagagem e logística, alimentação e toda a equipe de operações. Um único voo é um item perecível e não pode ser consumido novamente, portanto, o setor deve apostar em métodos de alto nível para proteger os dados e informações. Em vez disso, as companhias aéreas ainda estão trabalhando em repositórios centrais que funcionam nas lógicas do DBMS (Database Management Systems). O sector da Aviação precisa ser transparente e cauteloso sobre seus dados depois de observar o tipo de crescimento que estamos enfrentando na área de viagens. O blockchain pode ser uma solução transparente e segura com a informação se mantida a rede privada e fornecido o acesso ao público para verificar as informações sem alterá-las. Além disso, a criptomoeda pode ser extremamente útil para qualquer transação, como reserva de bilhetes, vendas a bordo e outras compras relacionadas das companhias aéreas. O blockchain pode ser construído para facilitar as operações de companhias aéreas e aeroportos e, por sua vez, resolverá vários problemas de gerenciamento de dados junto com a segurança. A presente dissertação mostrou através de uma revisão integrativa de literatura que o blockchain pode ser o pilar que apoiará todo o ecossistema das companhias aéreas e do relacionamento com os clientes, pois envolve tecnologia muito avançada para gerenciar e transacionar dados em vários níveis.The aviation sector accumulates a huge amount of data and stores it in a central repository, for each facility supplier, as in the case of airlines. If we refer only to a flight operation, there is a lot of data related to aircraft, flights, passengers, baggage and logistics, food and the entire operations team. A single flight is a perishable item and cannot be consumed again, therefore, the sector must invest in high-level methods to protect data and information. Instead, airlines are still working on central repositories that work on the DBMS (Database Management Systems) logic. The Aviation sector needs to be transparent and cautious about its data after looking at the type of growth we are experiencing in the travel industry. The blockchain can be a transparent and secure solution with information if the network is kept private and provided access to the public to verify the information without changing it. In addition, cryptocurrency can be extremely useful for any transaction, such as booking tickets, onboard sales and other related airline purchases. A blockchain system can be built to facilitate the operations of airlines and airports which, in turn, will solve several data management problems along with security. The present dissertation showed through an integrative literature review that blockchain can be the pillar that will support the entire airline and customer relationship ecosystem, as it involves very advanced technology to manage and transact data at various levels