民用航空發動機航材共享成本評價方法研究

文/姬長法

一、引言

航材儲備成本和維修成本是航空公司運營成本中的主要構成之一。據統計，航材庫存費用約占航空公司75%的庫存資金和25%的流動資金，而且每年的庫存備件以7%～10%的速度遞增。據《航空周刊》2019年維修市場預測，未來十年全球民用航空發動機維修業務的市場預期規模總值將達到近3000億美元，將占據整個世界民用航空維修服務總值的三分之一。根據PW4000機隊近十年的維修數據統計，該型發動機在普惠公司維修廠的維修成本中，航材成本占比最大為35%，時控件壽命調整費用為3%，這兩部分加起來達到38%[1-2]。由此我們可以看出，航材備庫成本將會為航空公司帶來巨大的成本壓力。

近年來，主流航空公司一般都以自主管理及租賃的模式，對日常運營所需的航材進行單獨管理或從其他航空公司租賃。但是，在市場經濟高度發達的環境下，舊的管理模式已經不再適用航空公司日漸發展的形勢，造成的資本壓力也越來越明顯；在固有的模式下還總是會出現航材短缺的現象，由此造成飛機正常的運營支持航材因庫存不足而無法保障的情況。在這種背景下，新的航材服務模式應運而生，航材共享為航空公司提供了行之有效的航材保障方案。航材共享模式能為航空公司隨時提供所急需的各種航材，在有力支持航空公司飛機適航的同時，可以有效降低航空公司自己備庫的庫存量以及縮短航材送修周期。不過，如何控制航材共享的成本就成為了一個重要的考量，只有合理控制航材共享的成本，才能決定該模式的成敗。

航材儲備成本和維修成本是航空公司運營成本中的主要構成之一

二、航材共享模式

國內航空公司的機隊規模龐大，機型復雜，涵蓋歐美等主流飛機制造商制造的飛機。主力機型主要是波音的B737飛機和空客的A320飛機，其他的機型機隊規模都比較小。截至2020年底，國內共有52家航空公司，包括客運、貨運與混營公司。這些機型根據座級劃分有：支線噴氣客機（20-100座級，如ARJ21、ERJ170、CRJ700、MRJ、Superjet等）；單通道噴氣客機（100-230座級，如B737、A320等）；小型寬體客機（230-310座級，如B787、A330等）；中型寬體客機（310-400座級，如B777、A350等）；大型寬體客機（400座級以上，如B747、A380等）。主要的機型與所配裝的發動機型號，如圖1所示。

圖1 典型飛機與發動機機型

由于飛機機型眾多，航材備件的件號也非常龐雜，因此航空公司必須要為每一種機型都儲存相當數量的航材，導致航空公司航材儲存及管理占用較多的流動資金[3-5]。由于目前的主流機型都是國外飛機制造商生產的飛機，航材也主要需要從國外進口，航材周轉件在國內的維修能力非常有限，幾乎大多數航材需要送到國外修理，這就導致航材的采購及送修周期很長。為了達到航材保障率的要求，航空公司不得不增大庫存量，這也導致航空公司在航材上的投入成本增加。因此，如何在確保飛機適航和航材保障率的前提下，減少航材的成本，成為航空公司急需解決的重要問題之一。

20世紀以來，歐美大型航空公司為解決上述問題，提出了航材共享的新型管理模式。從概念上說，“航材共享”即是組成共享聯盟的各航空公司共享一個航材保障資源，參與共享的各家航空公司都可以得到有力的航材保障。具體的保障形式是由參與航材共享的各航空公司按協商投入所需資源，主要有航材、庫存管理、物流保障等形成一套統一的航材保障系統，該航材保障系統采取市場化運作，為參與共享的各個航空公司提供經濟、高效、全面的航材保障，使共享聯盟的各個成員在保持目標保障率的情況下有效降低航材支出成本。

航材共享的另外一種形式，是由第三方提供航材共享服務，這個“第三方”是指一個獨立于各航空公司的航材資源管理者，將航材的采購、物流、倉儲、供應、送修等過程統一管理，建立共享信息管理系統，確保各家航空公司可以實時高效獲取共享航材信息[6-7]。對于航空公司使用的航材，按商定的方式來進行收費，收取的費用來維持航材共享平臺的運營。通過航材共享，既能達到一定的規模效應，又能實現合理化分工，并節省航空公司的管理與投資成本。

三、民用航空發動機航材共享成本評價模型

1.民用航空發動機航材共享運行流程

民用航空發動機的航材通常包括周轉件和消耗件兩種。周轉件是用于發動機故障時用于更換的零部件或成附件,經過修理可以反復使用的航材；消耗件是維修過程中必須更換或消耗掉的材料,如墊圈、開口銷、油漆等。

民用航空發動機航材共享的形式，一般是由發動機OEM為各航空公司提供共享服務。對于國產民用航空發動機制造商來說，針對國內市場建立航材共享平臺，比國外的發動機OEM更具有地域優勢。國產航空發動機OEM可以依托國內航空公司的基地把部分高頻使用的NOGO件、GOIF件放置在航空公司的庫房內，由發動機OEM管理，為航空公司飛機航線排故及維護提供第一時間的航材保障。OEM的中心共享庫則涵蓋所有加盟航空公司的航材需求，依托國內先進的物流體系，為航空公司提供高效的航材保障服務。對于故障件，發動機OEM則集中送到OEM自身所有的維修單位，或第三方合同維修單位。這樣可以很大程度上節約交貨時間及送修周期。航材共享運行示意圖，如圖2所示。

圖2 航材共享運行示意圖

2.航空發動機航材共享成本構成分析

民用航空發動機的航材通常包括周轉件和消耗件兩種。周轉件是用于發動機故障時用于更換的零部件或成附件,經過修理可以反復使用的航材；消耗件是維修過程中必須更換或消耗掉的材料,如墊圈、開口銷、油漆等。

航空發動機航材共享成本主要由四個方面費用構成，第一部分是存放于航空公司基地庫房內的現場備件的使用費用，主要包括高頻使用的NOGO件和GOIF件；第二部分是存放于發動機OEM中心共享庫的綜合保障航材使用費用，該中心共享庫庫存航材清單包含了存放于航空公司基地的現場航材備件清單；第三部分是故障件的維修費用，這部分備件主要是高價周轉件；第四部分主要是航材倉儲管理費用[8-11]。

作為國內航空發動機OEM，針對航空公司基地庫高頻使用的NOGO件及GOIF件的補充，是從OEM設在國內的中心共享庫發貨到航空公司基地庫房；而航空公司庫房換下來的故障件直接發回OEM的中心共享庫，由OEM直接把故障件發給自身維修單位或第三方合同維修單位，故障件修復后返回中心共享庫備用；對于故障報廢或不可用航材，OEM會直接采購相應的備件以補充共享庫。另外，由OEM實施對故障件或不可用件的集中索賠處理，同時對部件的改裝升級及備件補充也可以集中批量處理。而這些費用均分攤在共享成本中，這樣就可以有效降低航材保障成本，提高航線保障率，降低航空公司航材庫存資金壓力。與傳統的保障模式相比，由于共享模式把使用頻率高的NOGO件、GOIF件提前放在航空公司的基地庫房內，航線一旦出現故障，馬上就可以拿到需要的航材，因此可以解決航空公司傳統保障模式的痛點，既能及時得到航材支援，又能節約運輸成本。

（1）現場備件使用成本

對于放于航空公司庫房內的現場庫存備件的使用費用，根據備件數量（M1）和當年發動機OEM發布的航材目錄價格清單，航材單價表示為UPi，則可以計算出全部的備件價值（C1）。

根據數據統計，通常航材新件從裝機運營到報廢大約為12年左右，假如共享合同為10年，現場航材備件的使用費大概每年為總價的10%左右[12-13]，根據機隊規模（FS）、單機年飛行小時（FH），就可以算出每個飛行小時的現場備件使用成本為10%C1/（FH＊FS）左右。

（2）綜合保障共享庫航材使用成本

綜合保障庫中的航材依據裝機數量（QPA）、非計劃拆換間隔（MTBUR）、機隊數量（FS）、單機年飛行小時（FH）等，計算備件的年拆換量（Q1）。

根據年拆換量和送修周期（TAT）計算航材送修期間的預計需求數量（Q2）。

如果Q2大于10時，利用高斯分布，計算需要投入的航材備件數量（M2）。

式子中α—高斯系數，對于NO GO的部件，一般系數為2.05；GOIF的部件，一般系數為1.65；GO的部件，一般系數為1.28。

如果Q2小于10時，采用泊松方程，可以算出需要儲備的航材數量（M3）。

然后，根據投入的備件數量M2/M3和當年航材目錄價格清單，航材單價表示為UPi，則計算出綜合保障庫中全部備件的總價值C2。此處主要針對周轉件，如果是消耗件則TAT為零，直接根據消耗備庫。

全部備件的價值：

這樣就可以根據當年的貼現率i，計算出綜合保障庫中備件單機每飛行小時使用費率R1。

（3）航材備件維修成本

備件維修成本（C3）主要包括工時費（W）、材料費（P）以及運輸費用（T）等，工時費可以參考維修單位所在地的歷年工時費標準，材料費用的評估，可在已知年拆換量（Q1）情況下，參照市場上標桿企業的相似航空發動機機型的備件送修費用占新件價格的比例來評估。備件維修費用即為：

一般故障備件送修費用為新件價格的10-20%[14]，這樣可以評估合同期為十年的綜合保障備件總維修實際費用（C3），該總費用在已知W、P、T的情況下可以按上式計算得出，如果對于新投入的型號可以采用下式進行粗略評估。

備件維修費率為R2。

（4）航材倉儲管理成本

假設每單位時間單位航材存儲的費用為H（10萬元/年/單位數量）[15]，穩定狀態下的航材庫存數量為M0，則航材倉儲管理成本（C4）為：

具體在項目實施過程中，應綜合考慮航材成本的年度平均漲幅、報廢航材以及其他因素引起的成本增加。

3.航空發動機航材共享成本算例分析

假設用于共享的某型航空發動機航材備件如表1所示，該清單中的航材即作為現場保障件，同時也是綜合共享庫存件。保障的機隊規模分別為10架、50架、500架，年飛行小時總數為單機平均每年3500飛行小時，利用上述公式可以計算。

表1 某型發動機航材基礎數據

表1所列件號SPC=2，即均為周轉件，重要度碼為1、2，假設航空公司現場需要庫存該10個件號，根據公式分別計算了1架、10架、50架及500架飛機時，保障率在95%以上需要的備件數量如表2所示。

表2 不同機隊規模每年需要備件數量（保障率95%以上）

備件需求量與共享機隊規模對比，如圖3所示。可以看出，隨著共享機隊增長，所需備件數量并非正比例增加，實際隨著機隊規模增加，共享單機需求備件數量大幅度降低。

圖3 機隊規模與備件需求量曲線圖

根據表2所列不同機隊規模一年所需的備件數量，通過公式（1）、（5）、（6）、（9）、（11）可以計算出C1、C2、C3、C4的成本，如表3所示。

表3 不同機隊規模在共享模式下一年所需成本（保障率95%以上）

通過表3可以看出，單機航材保障成本在只有一架飛機時是2104125美元；10架飛機時，單機航材保障成本為248691美元；50架飛機時，單機航材保障成本為108694美元；500架飛機時，單機航材保障成本為72228美元。通過單機航材保障成本的對比，可以發現隨著機隊規模的增加，單機成本急劇下降。成本與機隊規模對比曲線，如圖4所示。

圖4 機隊規模與單機成本對比曲線圖

通過該算例，可以計算出不同機隊規模下，單機共享成本，也可以直接計算出單機共享每小時的費率來精準的評價航材投入的成本。航材共享在成本計算過程中，還要考慮航材成本的年漲幅、航材報廢及成本現值貼現率等因素的影響。作為國產航空發動機，相比較國外的OEM來說，更具有地域優勢，比如不用把故障件送到國外，可以節省物流報關等費用，關鍵是還可以節約送修周期，可以為客戶提供更為及時的保障服務。

四、結語

本文提出了一種全新的民用航空發動機航材共享成本評價方法，該方法充分考慮了航材的典型參數、備件的年拆換量、備件送修期間的需求量，根據重要度不同配置不同的保障率，并根據歷史經驗給出了不同情況下的經驗數據，對于航材共享成本的評估提供了多種選擇，比較具有操作性。站在航空公司的角度，通過本文提供的共享成本評估方法，可以在航空公司選擇航材共享提供方或者組建航材共享聯盟時極大提高航空公司的議價能力。另外，提出了現場高頻使用備件使用費率、綜合保障庫共享航材使用費率及維修評估費率模型，可以幫助共享各方便捷、精準地掌握共享成本。