民機計劃維修成本靈敏度分析

梁若曦

摘要：直接維修成本（DMC）是飛機設(shè)計的重要參數(shù)，其中計劃維修成本更是能直接反映飛機維修性設(shè)計的好壞，筆者通過對比不同DMC計算方法，結(jié)合民用飛機研制階段特點，選取了對于參數(shù)變化影響最大的因素進(jìn)行了重點分析。并結(jié)合算例，通過回歸分析方法，對該因素對計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的預(yù)測。

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；計劃維修；維修性；民用飛機；靈敏度分析

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

中圖分類號：V267 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）21-0168-02

0 引言

民用飛機的經(jīng)濟性一直以來都是飛機制造商和運營商關(guān)注的重點，直接維修成本（Direct Maintenance Cost，DMC）是反映飛機經(jīng)濟性和維修性的重要參數(shù)，對改善飛機設(shè)計、提升客戶滿意度、增強飛機競爭力至關(guān)重要，因此受到業(yè)內(nèi)廣泛重視[1]。同類機型DMC競爭分析，是航空公司購機選型、制造商新機研制及銷售時對飛機經(jīng)濟性進(jìn)行評估的重要工具[2]。

目前民用客機研發(fā)過程多用NASA95法進(jìn)行直接維修成本的測算。該方法將飛機的整個維修成本分為：機身維修成本和發(fā)動機維修成本，上述兩項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法測算民用客機直接維修成本時，由于所需的計算參數(shù)較少，該方法嚴(yán)重依賴經(jīng)驗數(shù)據(jù)得出的各類系數(shù)，同時，該方法是面向“將于2005年服役的先進(jìn)亞音速飛機”開發(fā)，與未來將研制的型號具有技術(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直接維修成本計算方法[4]。該方法使用大量客觀參數(shù)進(jìn)行DMC計算，計算中不考慮組織機構(gòu)、運營計劃和保障流程及航空器修理（一次性的初始費用）有關(guān)的因素，可以使計算結(jié)果更加接近航空公司真實運營狀況。該方法將預(yù)期運營環(huán)境下的每飛行小時平均直接維修成本分為了三部分進(jìn)行計算：計劃維修成本、恢復(fù)使用所需成本及非計劃維修成本。本文由于篇幅限制，將就影響計劃維修成本的主要因素進(jìn)行討論分析。

1 計劃維修成本計算模型建立

成本計算前，需要運用統(tǒng)一的折算方法，明確選定年份所有的材料使用售價和人力成本[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量單位不是以飛行小時為單位，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 平均計劃維修成本

平均計劃維修成本的計算公式為：

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算。該項成本包括：

①周期性維修中，機上直接作業(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劃維修中。

日常維修計算公式：

costservicing=CMH×MMHdaily

式中MMHdaily是日常維修平均人工時。

2 算例及敏感度分析

采用回歸分析法研究平均工時單價及飛機年飛行小時數(shù)對計劃維修成本的敏感度[6]。根據(jù)民用飛機實際運營經(jīng)驗，低于在設(shè)計空間選取樣本點，在Matlab仿真計算環(huán)境下對每個樣本點進(jìn)行數(shù)值計算，根據(jù)計算結(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數(shù)，縱軸體現(xiàn)總計劃維修費用。從圖中可以看出，當(dāng)年飛行小時數(shù)大于2000FH時，曲線逐漸趨于平緩，總計劃維修成本對年飛行小時數(shù)的敏感性降低。

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

其中，a為工時單價折扣系數(shù)，b為維修單位可接受的最低人工時單價。

從圖3可以看出，總計劃維修成本的總趨勢總體是上升的。但由于隨飛行小時數(shù)的增加，工時單價呈現(xiàn)下降趨勢，總計劃維修成本的增長也逐漸趨于平緩。當(dāng)超過某一拐點后，總計劃維修成本對年飛行小時數(shù)和工時單價的敏感性降低。

3 結(jié)論

上面的分析可以得出飛機計劃維修成本對平均工時單價及飛機年飛行小時數(shù)的敏感度。需要說明的是，參數(shù)變化范圍的選取對最終的分析結(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際應(yīng)用的經(jīng)驗對參數(shù)選取范圍進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化調(diào)整。實際應(yīng)用的經(jīng)驗表明，本文所討論的民機計劃維修成本分析控制方法對于實際的飛機研制工作具有很強的指導(dǎo)意義。本文所討論的飛機計劃維修成本隊平均工時單價及飛機年飛行小時數(shù)的敏感度分析結(jié)果，對于后續(xù)國產(chǎn)大型客機研制中推進(jìn)價值工程、開展全壽命周期運行成本控制的工作，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.民用飛機經(jīng)濟性[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2013：141.

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

[4]OCT 1 02799-2012.民用航空器運營直接維修成本計算方法[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：社會科學(xué)文獻(xiàn)出版社，2013.