民機(jī)計(jì)劃維修成本靈敏度分析

梁若曦

摘要：直接維修成本（DMC）是飛機(jī)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，其中計(jì)劃維修成本更是能直接反映飛機(jī)維修性設(shè)計(jì)的好壞，筆者通過(guò)對(duì)比不同DMC計(jì)算方法，結(jié)合民用飛機(jī)研制階段特點(diǎn)，選取了對(duì)于參數(shù)變化影響最大的因素進(jìn)行了重點(diǎn)分析。并結(jié)合算例，通過(guò)回歸分析方法，對(duì)該因素對(duì)計(jì)劃維修成本的影響的靈敏度進(jìn)行了定量分析和變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)。

Abstract： Direct maintenance cost （DMC） is an important parameter during aircraft design. The scheduled maintenance cost could reflect the quality of aircraft maintenance design directly. By comparing the different DMC calculation methods and considering the features of civil aircraft development， the most influential factors are analyzed. Combined with an example， through regression analysis， the quantitative effectiveness analysis of the factors sensitivity to the scheduled maintenance cost is provided and the trend of change is forecasted.

關(guān)鍵詞：直接維修成本；計(jì)劃維修；維修性；民用飛機(jī)；靈敏度分析

Key words： direct maintenance cost；scheduled maintenance；maintainability；civil aircraft；sensitivity analysis

中圖分類(lèi)號(hào)：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）21-0168-02

0 引言

民用飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性一直以來(lái)都是飛機(jī)制造商和運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)，直接維修成本（Direct Maintenance Cost，DMC）是反映飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性和維修性的重要參數(shù)，對(duì)改善飛機(jī)設(shè)計(jì)、提升客戶(hù)滿(mǎn)意度、增強(qiáng)飛機(jī)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要，因此受到業(yè)內(nèi)廣泛重視[1]。同類(lèi)機(jī)型DMC競(jìng)爭(zhēng)分析，是航空公司購(gòu)機(jī)選型、制造商新機(jī)研制及銷(xiāo)售時(shí)對(duì)飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估的重要工具[2]。

目前民用客機(jī)研發(fā)過(guò)程多用NASA95法進(jìn)行直接維修成本的測(cè)算。該方法將飛機(jī)的整個(gè)維修成本分為：機(jī)身維修成本和發(fā)動(dòng)機(jī)維修成本，上述兩項(xiàng)成本又可再分為直接人工勞務(wù)成本、維修材料成本和分?jǐn)偝杀綶3]。采用NASA95法測(cè)算民用客機(jī)直接維修成本時(shí)，由于所需的計(jì)算參數(shù)較少，該方法嚴(yán)重依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的各類(lèi)系數(shù)，同時(shí)，該方法是面向“將于2005年服役的先進(jìn)亞音速飛機(jī)”開(kāi)發(fā)，與未來(lái)將研制的型號(hào)具有技術(shù)代差，因此，由該方法得出的結(jié)論工程參考意義較小。

根據(jù)長(zhǎng)期調(diào)查研究與資料收集分析，筆者選取了由俄羅斯聯(lián)邦工業(yè)與貿(mào)易部航空工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化組于2013年7月1日頒布的OCT 1 02799-2012直接維修成本計(jì)算方法[4]。該方法使用大量客觀參數(shù)進(jìn)行DMC計(jì)算，計(jì)算中不考慮組織機(jī)構(gòu)、運(yùn)營(yíng)計(jì)劃和保障流程及航空器修理（一次性的初始費(fèi)用）有關(guān)的因素，可以使計(jì)算結(jié)果更加接近航空公司真實(shí)運(yùn)營(yíng)狀況。該方法將預(yù)期運(yùn)營(yíng)環(huán)境下的每飛行小時(shí)平均直接維修成本分為了三部分進(jìn)行計(jì)算：計(jì)劃維修成本、恢復(fù)使用所需成本及非計(jì)劃維修成本。本文由于篇幅限制，將就影響計(jì)劃維修成本的主要因素進(jìn)行討論分析。

1 計(jì)劃維修成本計(jì)算模型建立

成本計(jì)算前，需要運(yùn)用統(tǒng)一的折算方法，明確選定年份所有的材料使用售價(jià)和人力成本[5]。如果配套產(chǎn)品的使用壽命或使用年限，或者維修工作周期的計(jì)量單位不是以飛行小時(shí)為單位，那么需要根據(jù)相關(guān)的轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行歸一化處理。

1.1 平均計(jì)劃維修成本

平均計(jì)劃維修成本的計(jì)算公式為：

DMCsch=costMPD+costservicing

其中，costMPD—平均周期性維修成本；

costservicing—平均日常維修成本。

1.2 平均周期性維修成本

平均周期性維修成本按航空器每飛行小時(shí)算。該項(xiàng)成本包括：

①周期性維修中，機(jī)上直接作業(yè)工作人員勞務(wù)成本；

②進(jìn)行周期性維修，修復(fù)和采購(gòu)消耗材料的成本。

1.3 平均日常維修成本

平均日常維修成本按航空器每飛行小時(shí)算。該成本包括進(jìn)行日常維修作業(yè)的勞務(wù)成本。需要注意的是，計(jì)算日常維修成本不考慮維修作業(yè)中排除故障的成本。這部分成本包含在非計(jì)劃維修中。

日常維修計(jì)算公式：

costservicing=CMH×MMHdaily

式中MMHdaily是日常維修平均人工時(shí)。

2 算例及敏感度分析

采用回歸分析法研究平均工時(shí)單價(jià)及飛機(jī)年飛行小時(shí)數(shù)對(duì)計(jì)劃維修成本的敏感度[6]。根據(jù)民用飛機(jī)實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，低于在設(shè)計(jì)空間選取樣本點(diǎn)，在Matlab仿真計(jì)算環(huán)境下對(duì)每個(gè)樣本點(diǎn)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果擬合回歸分析模型，確定輸入變量的敏感性。根據(jù)先驗(yàn)概率分布制定參數(shù)采樣方案如表1。

如圖1所示，橫軸代表年飛行小時(shí)數(shù)，縱軸體現(xiàn)總計(jì)劃維修費(fèi)用。從圖中可以看出，當(dāng)年飛行小時(shí)數(shù)大于2000FH時(shí)，曲線逐漸趨于平緩，總計(jì)劃維修成本對(duì)年飛行小時(shí)數(shù)的敏感性降低。

圖2中橫軸表示人工時(shí)數(shù)，縱軸為工時(shí)單價(jià)。考慮到維修單位的價(jià)格打包政策，單位工時(shí)的價(jià)格將隨著總工時(shí)數(shù)的增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，并最終收斂于一個(gè)定值。其定量關(guān)系為：

其中，a為工時(shí)單價(jià)折扣系數(shù)，b為維修單位可接受的最低人工時(shí)單價(jià)。

從圖3可以看出，總計(jì)劃維修成本的總趨勢(shì)總體是上升的。但由于隨飛行小時(shí)數(shù)的增加，工時(shí)單價(jià)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，總計(jì)劃維修成本的增長(zhǎng)也逐漸趨于平緩。當(dāng)超過(guò)某一拐點(diǎn)后，總計(jì)劃維修成本對(duì)年飛行小時(shí)數(shù)和工時(shí)單價(jià)的敏感性降低。

3 結(jié)論

上面的分析可以得出飛機(jī)計(jì)劃維修成本對(duì)平均工時(shí)單價(jià)及飛機(jī)年飛行小時(shí)數(shù)的敏感度。需要說(shuō)明的是，參數(shù)變化范圍的選取對(duì)最終的分析結(jié)論也存在一定的制約，從分析結(jié)論的普適性考慮，后續(xù)工作中還需要基于工程實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)對(duì)參數(shù)選取范圍進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)整。實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)表明，本文所討論的民機(jī)計(jì)劃維修成本分析控制方法對(duì)于實(shí)際的飛機(jī)研制工作具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。本文所討論的飛機(jī)計(jì)劃維修成本隊(duì)平均工時(shí)單價(jià)及飛機(jī)年飛行小時(shí)數(shù)的敏感度分析結(jié)果，對(duì)于后續(xù)國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)研制中推進(jìn)價(jià)值工程、開(kāi)展全壽命周期運(yùn)行成本控制的工作，具有重要的參考借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]商桂娥，楊瑾.民用飛機(jī)直接維修成本分析與控制[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015（14）.11：225-226.

[2]葉葉沛.民用飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2013：141.

[3]任斌.基于NASA95法的大型客機(jī)直接維修成本目標(biāo)值預(yù)測(cè)研究[J].科技信息，2014（04）：37.

[4]OCT 1 02799-2012.民用航空器運(yùn)營(yíng)直接維修成本計(jì)算方法[S].俄羅斯聯(lián)邦工業(yè)與貿(mào)易部航空工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化組，2013.

[5]Michael J， Wood W. Design to Cost [M]. Wiley Interscience， 1989.

[6]謝宇.回歸分析[M].北京：社會(huì)科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2013.