CFM56-5B 發動機送修成本管理策略淺析

■ 鄭冉/春秋航空股份有限公司

0 引言

隨著空客A320neo 飛機投入使用，空客A320ceo 飛機自2020 年開始趨于停產，但空客A320ceo 機隊仍將繼續運行很長一段時間。按照飛機18 ～24 年的經濟壽命來看，空客A320ceo 飛機預計將使用到2036 ～2040 年前后才會退出運營。眾所周之，發動機修理費用高昂，按照IATA 及國內主要航空公司的統計數據，發動機維修成本占航空公司維修總成本的40%以上。作為空客A320ceo 飛機主要的發動機型號之一，CFM56-5B 發動機航材目錄價格以大約每年6.5%的幅度上漲，發動機修理費用逐年快速升高，發動機維修成本在航空公司重大成本中的比重呈現不斷上升趨勢。如何在保證發動機安全、可靠運行的前提下，合理控制并降低發動機維修成本，是航空公司關注的重要課題。

1 發動機送修成本

圖1 發動機修理成本構成（不含LLP）

圖2 CFM56-5B發動機LLP新件成本

另外，按照具體費用類型來區分，發動機送修成本可分為工時費、廠內修理費、轉包修理費、材料費四個部分。

1）工時費：含進廠檢查、分解拆裝、試車等人工費用。

2）廠內修理費：指修理廠在發動機分解后對發現缺陷的部件在廠內執行相應的修理，收費標準按照廠內修理目錄價或參照CFM 公司公布的目錄價清單計算。該部分價格的占比與修理廠的廠內修理能力有直接關系。

3）轉包修理費：對于廠內沒有修理能力的部件，修理廠需要轉包給其他供應商修理，常見的部件有發動機氣路核心部件（HPTN/HPTB/LPTN/LLP 等）、LRU 件、QEC 件等。

4）材料費：指用于購買新件替換報廢部件的費用，按照新件目錄價/采購價收費。

以首輪核心機大修為例，按照統計數據，各部分成本占比如圖3 所示。

王良指出，制定新舊動能轉換促進條例是貫徹落實省委重大決策部署的重要舉措，省人大常委會高度重視這項立法。這次立法調研，有關部門、單位、企業和人大代表等各方面結合實際提出了一些很有針對性、建設性的意見建議，對修改完善三件法規草案具有很好的參考作用。王良要求省人大法制委員會和常委會法工委對有關問題進行深入研究論證，積極吸收采納這些意見建議，把法規草案修改好完善好，確保法規立得住、行得通、真管用，為推進全省新舊動能轉換重大工程，實現高質量發展等提供良好法治保障。

圖3 發動機送修成本費用類型及占比

2 發動機送修時機選擇

合理確定發動機的使用和下發時機，對發動機的使用經濟性有著非常重要的影響。過早拆下送修將損失發動機的使用壽命，即提高了發動機的單位小時維修成本；但不合理地延長發動機的使用間隔，則可能對發動機運行的可靠性甚至安全性造成影響，如CFM56-5B老齡發動機常出現的熱端部件（HPTN/HPTB）損傷、HPC 靜子防轉銷和固定銷脫落等問題。

按照CFM 公司公布的機隊數據，CFM56-5B 排名前列的送修原因主要是壽命件LLP、軟時限、HPT 轉子葉片（HPTB）損傷、性能衰退、HPT 導向葉片（HPTN）損傷等。受環境因素的影響，HPTB 和HPTN 損傷下發比例在中國區相對較高。首輪送修時，通常在達到核心機20000FC 壽命限制之前就可能出現HPTB 或HPTN 燒蝕、裂紋等損傷，有的發動機甚至在15000FC 之前就出現了大量燒蝕。另外，CFM 公司針對中國區運行的發動機HPTB 腐蝕斷裂風險發布了SB，針對特定的HPTB 裝機件號，要求在17500FC 軟時限內進行檢查和更換，這也對國內航空公司發動機的送修間隔形成了很大的限制。

因此，就送修時機而言，應在發動機軟/硬時限不超限的情況下，盡可能延長發動機的在翼時間，降低單位小時修理成本。例如，發動機首輪核心機大修，過早送修除了會損失發動機的可用使用壽命外，還會造成拆下LLP 件剩余壽命的浪費，并在全壽命期內使發動機下一輪核心機大修時間提前。在盡可能延長在翼時間的同時，為使發動機的運行可靠性得到保障，航空公司還需要提高工程管理和可靠性管理能力，結合機隊情況進行總結研究，針對特定故障缺陷及時制訂相應的預防性檢查維修方案，并做好發動機的監控和預測，以減少或避免非計劃換發事件和故障的發生。

3 全壽命期送修方案分析

發動機的全壽命期送修方案與飛機的使用需求息息相關，每一輪的送修方案都會影響整個壽命期內的送修間隔和成本，需要長遠考慮，提前研究分析。

全壽命周期分析的難點在于發動機退出時機的精確預測，空客A320ceo 飛機的使用需求將直接決定發動機的需求，而飛機的退役時間又與市場需求、燃油價格、維修成本等因素息息相關，各方面都存在不確定因素。參照ICF 咨詢公司的統計數據分析預測，全球窄體機的平均退役機齡高峰為19 ～24年，假設按照折中的飛機退役平均年限22 年、月利用率130FC 測算，發動機全壽命期的使用需求平均循環數約為34300FC。

按照前文介紹，CFM56-5B 發動機的三個主單元體LLP 循環限制不同，CORE 的修理成本最高，占比超過60%。為保證發動機全壽命周期的修理成本最優，應重點考慮CORE 的使用壽命。結合國內航空公司運行特點，假定發動機CORE 大修間隔為17500FC，全壽命期修理方案如圖4 所示。

圖4 發動機全壽命周期修理方案

1）根據假設條件（發動機使用平均需求34300FC），多數發動機無須執行 第2 輪CORE 大 修，在35000FC 附近退役。

2）方案A 與方案B 相比，方案A在30000FC 時多一次送修，增加了發動機的拆換、送修、備發等成本；但若使用二手件，方案A 中5000FC 剩余壽命的Fan LLP 相比方案B 中10000FC 剩余壽命的Fan LLP 可能更容易獲取。

3）若發動機在35000FC 退役，方案B 與方案C 送修次數一致，方案B的優勢在于減少了LPT 修理費的資金提前投入，在25000FC 時存在使用LLP二手件的可能，并且發動機退役時方案B 中的LPT 剩余壽命價值大于方案C。若發動機繼續執行第2 輪CORE 大修，方案C 中發動機在42500FC 時將再次發生LPT LLP 到壽。若不送修，則損失CORE 使用壽命，導致期內單元小時修理成本增加；若執行LPT 大修更換壽命件，則相比方案B 在全壽命周期內多了一次LPT 大修和壽命件更換，維修成本提高。

4）方案B 和方案D 在35000FC 內均執行一次FAN、CORE 和LPT 大修。方案D 可減少一次送修成本，若不考慮LLP 二手件使用、殘值、資金成本等因素，則整個壽命期內方案D 優于方案B。但方案D 的主要劣勢在于FAN 和LPT提前大修，更換LLP 的資金有提前投入的風險，也降低了后續送修中通過使用二手壽命件或模塊交換等方式降低送修成本的可能性。

按照以上假設和分析，方案B 較為保守合理，方案A 需視二手件的情況而定。當然，實際情況下機隊中不同發動機之間的技術狀態和送修時間必然存在一定的差異，無法參照完全統一的模式，最合理的方式可能是幾種方案的組合，或者結合其他新的方案。例如，對于首輪CORE 大修較早的發動機，第2 輪CORE 可能無法超過30000FC，因此可以考慮在30000FC 時評估是繼續修理還是直接退役發動機。再如，如果機隊中早期的部分發動機執行過第2 輪CORE大修，到了生涯后期機隊可能出現發動機過剩，因此部分發動機可以考慮不執行第一輪CORE 大修，直接對發動機進行拆解或模塊交換，充分利用LPT 和FAN 單元體的剩余使用壽命，降低機隊其他發動機的送修成本。

綜上所述，全壽命期間送修方案難以制訂統一的標準，要以機隊和發動機全壽命期內多次送修作為研究對象，結合航空公司機隊特點和不同發動機狀態進行動態分析，研究每臺發動機特定的全壽命期送修方案和退出時機，避免機隊生涯后期發動機使用壽命過剩，從而保證全機隊發動機送修成本最優化。

4 送修模式和選廠

由于發動機修理的特殊性和復雜性，很多航空公司基本采用全權外委的方式委托修理廠執行送修，對發動機送修過程中的各環節控制較為粗糙，發動機修理的質量、周期甚至成本控制等大多直接依賴修理廠。因此，選擇合適的修理廠尤為關鍵。而發動機選廠與發動機送修合同模式有關，實際上是一個合同談判的過程。發動機送修模式通常有小時包修、固定價、封頂價格（NTE）、人工材料等種類。由于修理成本與零部件的報廢率關系很大，不同發動機之間可能存在較大的狀態差異，在翼很難精確預測發動機送修時的零部件報廢率。因此，純粹的固定價模式實際占比較少。幾種主要送修模式的優劣及特點如表1所示。

表1 發動機送修合同模式對比

從成本控制角度來講，當前CFM56-5B 發動機技術狀態和送修已相當成熟，隨著將來發動機拆解、二手件、PMA/DER 的推廣應用，小時包修已不具備明顯優勢，當前主要的送修模式應以NTE 或人工材料為主。近年來，OEM 廠家為了在發動機選型時提高產品競爭力，有時會提供相應發動機的材料或部件修理折扣，航空公司可以借選型時機與OEM 廠家積極爭取。若沒有合適的時機，也可以嘗試通過招標的方式，對比OEM 廠家在內的各供應商提供的材料/送修折扣、工時價格、內修價格、質量、周期、運輸成本等，綜合評估選廠。

5 送修工作范圍制定

發動機工作范圍主要由發動機模塊工作包、附件工作包和服務通告執行清單組成。

首先，對于發動機模塊工作包，航空公司通常會按照維修計劃文件（WPG）和LLP 更換需求制定。通常分為Overhaul（LEVEL 3），Partial（LEVEL 2），Minmum（LEVEL 1）三個等級。而對于各模塊工作的細節，航空公司較少參與研究，大多直接依賴于大修廠。然而，發動機的實際送修成本是由航空公司承擔的，不同的修理、檢查方法也會造成成本的差異，航空公司工程師應該知曉送修工作包的關鍵細節，尤其對于小修或者排故修理的發動機，標準引用不當很容易造成不必要的成本投入和工作范圍的擴大。

其次，對于附件工作包，常規的做法是按照WPG 中的推薦工作范圍來執行。然而實際上每家航空公司都有各自機隊的可靠性管理方案，對部件的可靠性會有監控和相應的分析調查。航空公司可以基于可靠性數據分析來建立客戶化的部件修理方案，尤其是對于一些小修或間隔較短進廠的發動機，完全按照WPG 可能會存在一定的成本浪費。例如，對于VBV 系統部件，WPG 中要求每次送修時全套翻修并更換VBV軟軸，而航空公司通常會按照CFM SB 要求在翼定期執行同樣工作，倘若送修的發動機在翼剛執行過VBV系統部件的翻修，那么發動機送修時就沒有必要再次執行。再如潤滑組件，WPG 中要求大于15000FH 執行翻修，而實際上潤滑組件的MTBUR 可能遠遠大于15000FH。

按照CFM廠家分類，服務通告（SB）會劃分為1 ～9 以及A ～F 不同的等級。在判斷一個SB 是否需要執行時，除了參考SB 等級外，也需要結合機隊實際和可靠性數據進行分析，判斷哪些SB的執行可以切實有效地提高可靠性，而哪些SB 的執行效果存在不確定因素或者投入產出比較高。實際運行中發生過執行SB 改裝后可靠性降低的情況。另外，還需要注意SB 評估結論的動態評估，如10 年前的SB 評估結論并不一定適用于當前情況。此外，SB 執行時機需要結合模塊送修范圍來定，避免為執行SB 而額外擴大送修工作范圍或造成額外成本投入的情況。

當然，工作范圍并非越小越好。對于影響發動機可靠性的相關缺陷，需要在送修時采取一些針對性措施，避免影響其在翼時間。以上措施的落實需要依托航空公司強有力的工程技術管理能力和可靠性管控能力，需要有豐富經驗和業務積累的發動機工程師來對送修工作包進行精細化評估和管控，才能達到合理的維修和成本投入，實現發動機在翼時間、運行可靠性和修理成本之間的最佳平衡。

6 二手航材的使用

材料成本是發動機維修成本的最主要組成部分，占比超過75%。降低材料成本的主要方法有爭取OEM材料折扣、PMA/DER 修理、使用二手件、提前采購等。其中，爭取OEM 材料折扣需結合談判時機，難度較大且力度有限；PMA/DER的應用目前還不是特別廣泛，提前采購存在資金成本壓力。當前較為方便可行的方法是使用二手件。

隨著CFM56-5B 發動機的送修或拆解，市場上的二手件逐漸增多。二手件的市場價格通常在新件目錄價的70%以下。若有效使用這些二手件，可以極大地降低發動機修理材料成本。根據市場調研，二手件的總體售價區間如表2 所示。

表2 二手航材市場售價區間

對于LLP，假設空客A320ceo 飛機在2040 年退出主體市場運行，按照130FC/月利用率測算，FAN（30000FC）和LPT（25000FC）的LLP 理 論 上 預計分別將在2021 年和2024 年后無須購買全新件，否則將在發動機退役時出現LLP 剩余壽命損失。但是，出于發動機修理的需要，市場上可能很難找到適合剩余壽命的LLP，尤其是剩余壽命較高的二手件，航司可能不得不去采購全新的LLP。因此，航空公司可以提前考慮一些應對方案，如不輕易報廢送修拆下的存在一定剩余壽命的LLP，根據送修計劃提前采購適宜剩余壽命的二手LLP，以及發動機拆解單元體交換等。

隨著未來CFM56-5B 發動機逐漸退出運營以及拆解數量的增加，新件的供給可能會受限，發動機二手件的使用增加將是必然趨勢。為了保障發動機送修周期，同時降低公司發動機送修成本，航空公司應建立完善的二手件使用評估規則和機制，簡化審批流程。

從質量上來講，二手件與新件確實沒有可比性，二手件可能存在長期使用后部件內部疲勞損傷積累、修理打磨后二次修理裕度下降等問題，也可能產生因使用二手件而影響發動機在翼時長的擔心。其實，可以將二手件比作航空公司自己發動機上的送修部件，如果可以接受自己發動機上送修的修理件，那么實際上使用二手件的情況是相同的。使用前，航空公司應重點關注和把控二手件的使用履歷、構型狀態、修理狀態，確認二手件履歷清晰準確，評估構型，確認不受可靠性問題影響，由正規部件修理廠家執行修理或翻修、記錄齊全等。如果實際運行中發現部分修后二手件存在可靠性問題，航空公司應及時進行調查分析，確認問題根源，判斷是部件本身壽命問題還是修理質量或工藝問題等，針對性地采取相應控制措施。

7 轉包修理

發動機送修成本中，轉包送修成本是除了材料以外的第二大成本。MRO沒有廠內修理能力的部件，需要轉包給其他供應商進行修理。常見的轉包部件有發動機氣路部件、LRU 件、QEC 件等。為便于修理廠對發動機修理周期和供應商的管控，航空公司通常很少介入轉包修理的管理。

對于發動機氣路部件，收費標準通常按照CFM 公司發布的修理目錄清單中的價格收取。出于技術保護，CFM56-5B 發動機有些部件僅在OEM 廠家指定的供應商中有修理授權，修理價格也受OEM 廠家制約。而對于其他一些部件，可以嘗試與有修理能力的第三方修理供應商進行合作，爭取一定比例的修理價格折扣。

對于LRU 件和QEC 件，收費標準通常直接按照轉包送修的實際賬單價格執行。然而，通過對比發現，有些部件送不同的廠家修理的價格差異較大，如線束、活門等，尤其是國內外的部件修理廠商之間的價格差異更為明顯。因此，可以對送修價格的差異原因進行深入分析，嘗試更換指定的供應商。

當然，過多的介入勢必增加修理廠在發動機周期管理上的難度，需要投入很多的管控精力。可以通過送修數據收集分析，對送修價格高或差異大的部件有針對性地進行研究，嘗試與修理廠和轉包送修供應商之間進行合作談判，約定送修價格，確保指定的第三方供應商加入到修理廠的供應商授權清單內，由修理廠直接轉包至指定的第三方進行修理，確保轉包送修執行的順暢性。

8 結束語

發動機維修成本是航空公司財務成本的重要組成部分。為實現發動機送修利益最大化，需要提高對發動機送修精細化管理的程度，收集分析發動機送修數據和可靠性數據，通過優化工作范圍、合同談判、轉包送修評估、二手件評估使用、PMA/DER 的評估應用等手段，加大與OEM 廠家、部件供應商、部件修理廠家及航空公司之間的交流合作，增加發動機送修成本管控策略的多樣化和創新性，降低發動機送修單次成本。另外，送修成本的高低評判不僅需要關注單次送修，也需要從機隊和長遠角度對全壽命周期內的整體發動機送修方案和成本進行動態評估，在保證發動機安全可靠運行的前提下，降低機隊全壽命周期內的發動機單位小時修理成本。