文献综述基于CMP的飞机机体维修成本评估.docx

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文献综述基于CMP的飞机机体维修成本评估

文献综述

基于CMP的飞机机体维修成本评估

1研究问题的提出及其意义

作为一个独立的运营实体，航空公司在保障安全的前提下，其生产的最终目的是最大限度的获取利润。

然而自1998年以来，尤其是经历了SARS的侵袭，中国的民用航空业遭受了重创，经济效益严重滑坡，行业全面亏损。

同时，随着科学技术的发展，设备性能和技术复杂度的提高，飞机维修成本已经达到了购置成本的5倍[1]，直接运营成本的10%-20%[2]。

如何摆脱当前严峻的现实，从低谷中走出，通常的做法是

（1）是增加收入，

（2）是降低成本[3]。

其中降低成本不仅是航空公司盈利的直接来源，而且运输的价格还可以相应降低，增加运输产品的市场竞争力，从而会带来运量的进一步扩大，形成盈利水平不断增长的良性循环。

因此，不断降低成本是实现航空公司盈利目标最主要、最可靠途径。

2维修成本的概念

根据WATOG（WorldAirlineTechnicalOperationsGlossary）标准，维修成本的定义如下：

维修成本是直接维修成本（DirectMaintenanceCosts,DMC）与间接维修成本（IndirectMaintenanceCosts,IMC）之和。

其中，直接维修成本是指在完成飞机或设备维修中直接花费的人工时和材料的费用；间接维修成本是指在维修管理业务、航线航站维修保养、行政管理、记录管理、监督检查、工艺装备、检测设备、维修设施等方面花费的间接费用。

维修成本中，DMC与飞机的研制水平和维修设计水平息息相关，而IMC受航空公司维修管理的水平影响比较大。

一般来讲，维修成本分析主要针对DMC，并把IMC看作DMC的倍数。

根据航空公司管理水平的不同，这个倍数在50%～200%之间[4]。

最初的航空维修仅仅是简单的航线维修，排除飞机故障，完成恢复性工作。

维修成本与维修活动是密不可分的。

有维修活动必然产生维修成本，并且维修活动安排是否合理、实施是否有效都直接决定了维修成本的高低。

维修活动分为两类：

一类是计划维修（ScheduledMaintenance）,一类是非计划维修（UnscheduledMaintenance）。

计划维修是指在产品寿命周期中按预定的安排所进行的预防性维修。

其目的是通过对产品的系统检查、测试，发现故障征兆，以防止故障发生，使产品保持在规定状态。

工作内容包括调整、润滑、定期检查和必要的修理。

预防性维修又可分为两类：

一类是例行维修，其维修时机与项目使用时间（或次数）无直接关系，如：

飞行前、飞行后、过站、停放等，另一类是维修时机与项目使用的时间（或次数）有直接关系，如定期检查（Ａ检、Ｃ检、结构检）、翻修、大修、更新等[5]。

非计划维修是指不按预定安排，而是根据产品的某些异常状态或某种需要而进行的修复性维修。

计划维修取决于预先定好的维修方案，而非计划维修是在没有预定安排时对计划维修的有利补充，二者互相依存、不可分割。

3国内外的研究情况

航空公司衡量飞机经济性水平的标准是直接运营成本，而飞机的维修成本是运营成本的重要组成部分之一，运营成本的计算必然的包括维修成本的计算。

在当今欧美国家先进航空运输企业中，对于飞机运营成本的控制方面的研究早在20世纪中叶就已经开始了。

其中主要有一下几大研究机构和航空公司做了这方面的研究工作：

（1）美国航空运输协会（ATA）。

1940年，1940年，美国联合航空公司的Messrs.Mentzer和Nourse在，《JournalofAeronauticalSciences》杂志上发表了一篇题为“SomeEconomicAspectsofTransportAirplane”的论文，以此为基础，1944年美国航空运输协会首次公布并采用飞机直接运营成本评价民用飞机的经济性，成为国际上较为通用的评价民用飞机经济性的方法，简称ATA方法。

该方法曾分别在1949年、1955年和1960年进行修正，并最终在1967年定型，也就是ATA67方法[6]。

由于这个方法提出的时间较早，存在以下不足：

第一，它估计的是飞机寿命周期的平均费用，而不能反映出飞机经济型在寿命周期内的变化；第二，它估计的结果不能直接与特定航线的实际成本比较，限制了它的应用范围。

但是可以用于竞争机型的比较。

（2）美国航空宇航局（NASA）。

20世纪70年代中期，美国航空宇航局（NASA）联合了美国航空公司、波音公司和普惠公司对飞机进行了深入的研究，并在1978年提出了自己的直接运营成本计算模型：

NASA78方法[7]。

NASA78方法将大部分模型和飞机的设计参数联系在一起，同时也结合了航空公司实际直接运营成本的计算方法。

它的最大的贡献是将维修费用的计算细化到了单元体，这有利于飞机系统的选择。

但是也存在提出年代过早的问题，对于新机型来说，有些参数已经不太适合。

所以在NASA78的基础上于1995年又提出了一个修正的方法：

NASA95方法[8]。

NASA95方法把直接维修费用看作飞机和动力装置设计参数的函数，比较适用于计算整机DMC。

只需几个设计参数就可以算出DMC的大小。

（3）欧洲航空公司协会（AEA）。

1989年欧洲航空公司协会（AEA）在ATA方法的基础上，根据欧洲的实际情况提出了AEA方法[9]，被广泛应用于评估各种飞机的DOC。

在ATA的体系结构上进行了创新。

其最大的创新在于用较少的参数解决了在民机使用过程中占重要地位的维修成本的预测问题，并且参数的选择跟飞机本身的参数是密切相关的，比如飞机的重量参数，发动机的性能参数。

（4）波音公司（BOEING）。

波音公司从1971年开始进行对ATA模型的改进工作，开发了一套预测直接运营成本的软件系统：

OPCOST（OperatingCost）[10]。

OPCOST系统有个强大的数据库支持，它包括了全部波音飞机和竞争机型的设计数据。

在90年代，波音公司又建立起了一套客户成本效益模型（CCB）。

CCB模型主要预测了飞机的购置成本、燃油成本和维修费用。

它考虑了飞机各参数对维修费用的影响，还提供了评估设计改变时对维修成本影响所必需的信息。

（5）空客工业公司（AIRBUS）。

空客工业公司将维修费用分成了直接维修费用和间接维修费用两大类,直接维修费用又分为原位维修费用和离位维修费用两种。

原位维修费用指在外场维修工作中消耗的人工时费和材料费。

离位维修费用指内场维修过程中测试、修理、翻修那些从飞机和发动机上拆下的部件而消耗的人工时费和材料费。

空客公司维修费用的计算是按照系统（ATA章节）计算的，较之NASA方法优越的地方，是它能够更好的计算非计划维修所产生的费用[4]。

还有其它一些研究机构和大学也作过相关方面的研究工作，如：

法国IFR软件公司开发的机务维修和航材管理信息系统（AircraftMaintenanceandSparesInformationSystem）——AMASIS系统[11]。

德国汉堡大学DieterScholz教授和它的学生们提出一种用于评估飞机系统直接运营成本的模型：

DOCsys方法[12]，DOCsys模型对于飞机系统的设计与选择是个非常有力的工具，但是它的实现必须已知很多飞机系统方面的详细数据。

相对国外而言，国内在飞机维修成本方面的研究，起步比较晚。

但是在近年来一些大学和航空研究所也先后开展了相关方面的研究，取得了一定的成就。

主要有一下几大机构：

（1）中国民用航空学院。

中国民用航空学院立足于民航，在飞机选型和航空企业经济性评估方面作了很多研究[13]。

该校都业富教授提出了一种评价民用飞机经济性的新方法，将飞机寿命周期经济性分析与工程经济相结合来评价飞机的经济性，克服了ATA方法的一些不足之处。

这种方法包括市场分析、航线分析、环境分析、飞机寿命周期经济分析、财务评价和不确定分析6个部分，此方法曾应用于西北、西南、长安和北京等航空公司飞机的选型工作。

另外，该校科研处韩晓玲老师也曾研究民用飞机经济性问题，并发表文章《民用飞机选型经济评估数学模型》。

她这种模型也是针对航空公司飞机选型问题，但抛开了DOC的计算，将飞机的经济评估作为一项较大的系统工程来看，由年度飞机经济分析、飞机寿命经济分析和费及综合评估三部分组成，该模型曾应用于西南航空公司飞机的选型。

（2）南京航空航天大学。

南京航空航天大学RMS工程技术中心在飞机的直接运营成本方面也作过很多相关研究，特别是发动机直接维修费用方面。

2000年初到2001年底，中心与普惠中国公司以及美国联合技术公司中国研究中心共同合作进行了发动机维修费用研究的项目。

项目共分为两个主要部分：

第一，对发动机送修费用进行评估；第二，对发动机维修费用的影响因素进行分析，得到影响民航发动机维修费用的主要因素。

2002年5月到2003年底开始，中心又与国内某航空公司合作开展发动机性能预测与维修成本控制研究。

在该项目中，对这家航空公司的某几种型号发动机的大修成本进行了评估和控制策略研究。

首先是根据反馈回来得的账单和修理报告作结算模型分析，搞清楚总的维修费用与各因素之间的定量关系；第二步是根据结算模型的结论，建立发动机的维修费用参数化预测模型；第三步是从设计的角度出发，建立了设计阶段估算维修费用的参数化设计模型。

2002年10月到2003年6月，中心与国内某民机制造商联合开展“某型飞机直接运营成本分析”的项目研究。

给出了民用飞机DOC的计算模型、某型飞机基于DOC的设计方法研究和基DOC的使用经济性研究方法。

另外，在整机的直接维修成本评估方面，中心的吴静敏也做过不少的研究。

如提出了基于案例推理（CBR）的民机整机直接维修成本的评估方法[14]。

国内还有其他单位对直接运营成本和维修成本进行过相关研究，但是总的来说，国内对民用飞机的直接运营成本的研究才刚刚开了个头，还有很多内容等待我们去研究和探讨。

4飞机机体维修成本预测

本文通过对国内外在飞机维修成本方面的研究，在查阅大量文献资料的基础上，结合飞机机体维修成本的组成和产生，根据维修方式的不同，主要针对维修过程中产生的机体定检维修事件，预测其产生的成本值，建立适用于航空公司的维修费用估算模型。

为实现预测模型的建立，本人主要作了以下相关方面的研究：

（1）维修费用估算的基本概念。

费用估算方法广泛应用于各种领域的费用估算，因此是我们进行维修成本估算工作的基本理论和方法，只有详细透彻地了解这些方法才能在后面的工作中准确估算维修成本，达到我们的目的。

其主要包括这几个方面：

1维修费用估算的一般程序，主要有：

（a）确定费用分析任务，（b）费用模型分析，（c）建立与确认费用模型，（d）收集数据，（e）评估分析，（f）形成分析结果；2维修费用估算的条件，主要有：

（a）有确定的费用结构，（b）有统一的计算准则，（c）要有充足的产品费用消耗方面的历史资料或相似产品的资料；3费用估算的基本方法有工程估算法、参数估算法、类比法、专家判断法和仿真模型估算法等[15～18]。

（2）航空公司CMP的概念。

航空公司的维修方案（CMP），是营运人在持续适航管理范围内编写的，保证特定机型安全所要求实施的各类维修工作的航空企业技术性文件。

其编写的依据一般为由民机制造商所在国的适航主管部门批准的维修审查小组报告（MaintenanceReviewBoardReport,MRBR）和该公司提供的维修计划文件（MaintenancePlanningDocument,MPD）制定的。

5结论

本文通过研究发现，从民用飞机维修成本入手，进行维修成本的评估与分析对航空公司有着重要的意义，可以为航空公司成本的持续降低和经济效益的不断提升提供理论依据。

在研究了航空公司维修方案（CMP）和工程估算法的基础上，提出了民用飞机进行经济性评估的方法和策略，介绍了用于飞机维修成本评估的方法，最后建立了机体维修成本的预测模型。

对于航空公司而言：

通过对已有飞机的维修成本进行评估与分析，可以为航空公司合理规划、利用维修资金提供科学的数据支持，为航空公司优化其维修方案提供成本方而的辅助决策。

同时也为航空公司进行成本决策提供服务，如开辟航线和航线布局的决策、引进飞机数量及型号的决策等。

参考文献

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[3]曹子祥.论航空公司的成本管理[J].民航经济与技术,2000.19（10）:

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Toulouse,1989.

[5]《飞机设计手册》总编委会.飞机设计手册（21）[M].北京：

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[14]吴静敏,左洪福.基于案例推理的直接维修成本预计方法[J].航空学报,2005.26

（2）:

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[18]甘茂治,康建设,高琦.军用装备维修工程学[M].北京：

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