一种航空器直接维修成本计算方法

一种航空器直接维修成本计算方法
【专利摘要】一种航空器直接维修成本计算方法，属于航空【技术领域】。本发明基于航空器设计数据或者航空器使用数据来计算航空器成熟期DMC或者在某一时间段内DMC，它是航空器研制阶段DMC控制及运营阶段DMC监控的基础，主要包括计算对象所属范畴判断、计算方法应用及统计求和三个方面。其中，“计算对象所属范畴判断”给出了DMC计算的整体流程及输入条件，“计算方法应用”包括基于航空器设计的DMC预计及基于航空器使用数据的计算两个部分，包括执行基于航空器设计的DMC预计时应遵循的接近时间及维修时间的整合流程，“统计求和”对计算结果进行分类处理，方便未来数据分析使用。
【专利说明】一种航空器直接维修成本计算方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于航空【技术领域】，特别是涉及一种航空器直接维修成本计算方法。

【背景技术】
[0002] 根据调查显示，影响航空器购买者满意度的因素有可靠性、旅客舒适性、维修性、 经济性、技术性能等方面，其中排在第一位的是经济性因素。国际上通常以直接运营成本 (Direct Operation Cost, D0C)来评价航空器的经济性。航空器的运营成本是指运营人 在航空器使用过程中产生的所有费用，包括D0C和间接运营成本（Indirect Operation Cost, I0C)。以民用飞机为例，D0C主要包括燃油成本、机组成本、起降和导航成本、维修成 本、保险及租金成本等。直接维修成本（Direct Maintenance Cost, DMC)是反映航空器维 修经济性的重要参数，是D0C的重要组成部分，一般占10% -20%的比例。
[0003] 国外对航空器DMC的研究始于20世纪40年代，当时航空器的维修经济性已经得 到广泛重视，并开始注重D0C方面的研究。DMC作为D0C的重要组成部分也开始引起了人们 的注意。当时，对于D0C研究比较多得主要是一些航空组织和政府部门，其中美国航空宇航 局（NASA)、美国航空运输协会（ΑΤΑ)和欧洲航空运输协会（AEA)对航空器维修成本研究的 发展具有重要意义。以民用飞机为例，国际上主要的航空制造商均投入了大量的人力、物力 和财力探索飞机DMC的相关问题，他们根据市场需求，研究建立了完善的DMC监控体系，并 与飞机运营商形成了实时监控和信息反馈机制。借助于多个系列的机型，积累了大量DMC 数据，并借此开展飞机DMC预测和控制，一定程度上降低了维修成本，同时协助航空公司对 机队维修成本进行有效的管理和控制，提高了航空公司盈利率。通过实时的DMC监控和信 息反馈，不仅使飞机制造商能够实时掌握飞机的维修成本、维修工时等信息；同时也使飞机 运营商能够及时掌握本公司在全球同一机型维修成本中所处的地位，为飞机维修改进提供 目标与依据。
[0004] 国内对维修成本的研究起步较晚，近年来开始重视对航空器直接维修成本的研究 工作，但涉及的方面还很有限，即使涉及到了也没有进行更加深入的专项研究。部分航空器 使用者虽然对维修成本研究的相对较多一些，但多从本企业的角度出发，寻求从技术和管 理方面控制维修成本的方法。所以，国内对于如何从整体上把握DMC问题还没有一个成熟 的概念，对于如何从航空器全寿命的角度考虑DMC的分析与控制问题也没有形成一套成熟 的方法。
[0005] DMC的分析与控制工作主要包括目标设定及分配、预计、设计阶段控制及使用阶段 监控几个方面，而DMC计算是航空器设计阶段DMC控制及航空器使用阶段DMC监控的基础。 因此，形成系统的、科学的DMC计算方法在DMC分析与控制领域具有十分重要的意义。


【发明内容】

[0006] 本发明基于航空器设计数据或者航空器使用数据来计算航空器成熟期的DMC或 者在某一时间段内的DMC，用以为航空器研制阶段DMC控制及运营阶段DMC监控的提供基础 数据输入，以最终实现航空器产品的设计改进与维修成本控制与优化。本发明主要包括前 提条件与假设、基本框架、核心算法、整合方法四个方面。
[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008] -种航空器直接维修成本计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0009] 第一步：判断成本计算所属分类，并确认对应分类下具体计算对象所属范畴；
[0010] 所述的成本计算所属分类包括：基于产品设计数据的预计计算及基于维修数据采 集的统计计算两种类型；
[0011] 所述的基于产品设计数据的的预计计算具体包括如下几类范畴：系统及动力装置 维修范畴、结构维修范畴、区域维修范畴或特殊事件维修范畴；
[0012] 其中，系统及动力装置维修范畴具体分为：不包括恢复与报废的计划维修范畴、非 计划维修范畴或恢复与报废范畴；
[0013] 所述的基于维修数据采集的统计计算具体包括如下几类范畴：机体维修范畴、部 附件送修范畴或发动机维修范畴；
[0014] 第二步：根据所选范畴，采用相应的计算方法进行直接维修成本的计算；
[0015] 第三步：统计与求和
[0016] 对于步骤二中各种范畴的计算结果，进行数据统计与求和得出维修总成本。
[0017] 所述的第二步中涉及的所属分类对应范畴的计算方法具体为：
[0018] 隶属于基于产品设计数据的的预计计算分类下的系统及动力装置直接维修成本 算法、结构直接维修成本算法、区域直接维修成本算法和基于特殊事件直接维修成本算 法；
[0019] 其中系统及动力装置直接维修成本算法，还分为：不包括恢复与报废的计划维修 直接维修成本算法、非计划维修直接维修的成本算法、恢复及报废直接维修的成本算法；
[0020] 隶属于基于维修数据采集的统计计算分类下的机体计划维修直接维修成本算法、 机体非计划维修直接维修成本算法及发动机维修DMC算法。
[0021] 所述的不包括恢复及报废的计划维修任务直接维修成本算法为：
[0022]

【权利要求】
1. 一种航空器直接维修成本计算方法，其特征在于：包括如下步骤： 第一步：判断成本计算所属分类，并确认对应分类下具体计算对象所属范畴； 所述的成本计算所属分类包括：基于产品设计数据的预计计算及基于维修数据采集的 统计计算两种类型； 所述的基于产品设计数据的的预计计算具体包括如下几类范畴：系统及动力装置维修 范畴、结构维修范畴、区域维修范畴或特殊事件维修范畴； 其中，系统及动力装置维修范畴具体分为：不包括恢复与报废的计划维修范畴、非计划 维修范畴或恢复与报废范畴； 所述的基于维修数据采集的统计计算具体包括如下几类范畴：机体维修范畴、部附件 送修范畴或发动机维修范畴； 第二步：根据所选范畴，采用相应的计算方法进行直接维修成本的计算； 第三步：统计与求和 对于步骤二中各种范畴的计算结果，进行数据统计与求和得出维修总成本。
2. 根据权利要求1所述的一种航空器直接维修成本计算方法，其特征在于：所述的第 二步中涉及的所属分类对应范畴的计算方法具体为： 隶属于基于产品设计数据的的预计计算分类下的系统及动力装置维修直接维修成本 算法、结构维修直接维修成本算法、区域维修直接维修成本算法和基于特殊事件的直接维 修成本算法； 其中系统及动力装置直接维修成本算法，还分为：不包括恢复与报废的计划维修直接 维修成本算法、非计划维修直接维修成本算法、恢复及报废直接维修的成本算法； 隶属于基于维修数据采集的统计计算分类下的机体计划维修直接维修成本算法、机体 非计划维修直接维修成本算法及发动机维修直接维修成本算法。
3. 根据权利要求2所述的根据权利要求1所述的一种航空器直接维修成本计算方法， 其特征在于： 所述的不包括恢复及报废的计划维修任务直接维修成本算法为：
其中，DMCK为计划维修任务成本，单位：$/Π 1 ;LR为人工时费率，设定值，单位：$/MH ; QPA为单架飞机装机数量；TMtcU为执行任务的人工时，单位：H〇ur ;TA,为接近时间，单 位：Hour ;ΙΝ?\为执行任务的间隔时间，单位为原位材料费，单位：$ ;n为任务 数； 所述的非计划维修任务直接维修成本算法为：
其中，DMC冊为非计划维修任务成本，单位：$颜;n为部附件数;LR为人工时费率，设定 值，单位：$/MH ;QPAi为单架飞机装机数量；TK/I;i为执行拆卸/安装的人工时，单位：Hour ; 为接近时间，单位：Hour ;MTBURi为平均非计划拆卸间隔时间，单位：FH 为 原位材料费，单位：$; 为平均维修费，单位：$ ;MTBFi为平均故障间隔时间，单位：ra; RNFF，i为NFF率（％ ) ; f w以为NFF平均费用，单位：$ ; 所述的恢复及报废任务直接维修成本算法为：
其中，LR为人工时费率，设定值，单位：$/MH ;QPAi为单架飞机装机数量；TK/I;i为执行 拆卸/安装的人工时，单位MH ;TAeeess;i为接近时间，单位：Hour ;ΙΝ?\为执行任务的间隔时 间，单位：FH ;(：〇" Mat;i为原位材料费，单位：$ ;DMCKes/Dis为恢复/报废任务成本，单位：$/m ; G秦为平均恢复/报废费用，单位:$ ; 所述的结构直接维修任务成本算法为：
其中，LR为人工时费率；TMtcU为执行任务的人工时，单位：Hour ;TA_ss;i为接近时间，单 位：Hour ;NMtcU为检查次数；IA为寿命周期，单位：FH ;Cst，为结构维修成本，单位：$M1 ; 所述的区域直接维修任务成本算法为：
其中，LR为人工时费率；ΙΝ?\为维修间隔，单位：FH ;TMtcU为执行任务的人工时，单位： Hour ;TAeeessU为接近时间，单位：Hour ;CZmal为区域维修成本，单位：$/FH ; 所述的特殊事件的非计划直接维修成本计算方法为： Qe, ij - (Fse, ij/ALT) X (LBMtc, υ X LR+C〇n_Mat, υ) i j T^ccesSj ^ j
其中，ALT为平均航段时间，单位：ra，飞行小时；LR为人工时费率，设定值，单位：$/ra， IWj为第i种特殊事件在第j个部位发生的概率，单位：个每次飞行；LBMtcUj为第i种特殊 事件发生在第j个部位后所引发维修活动产生的人工时，包括接近时间及维修时间，单位： H，小时；为第i种特殊事件发生在第j个部位后所引发维修活动产生的原位材料费 用，单位：$ ;CSEj为第i种特殊事件发生在第j个部位后所引发维修活动产生的总成本，单 位：$/FH ;CSE为由于特殊事件引起的非计划维修产生的总成本，单位：$/FH ; 所述的机体计划维修成本，包括制造商维修计划文件涵盖的所有机体计划维修工作及 后续非例行维修工作产生的成本，不包括部附件非计划送修费用；机体计划直接维修成本 的算法为：
其中，lr为人工时费率，单位：$/ra ;i为依据维修间隔划分的不同维修级别；j为相应 维修级别上执行维修的次数；TTMtcU为第j次维修花费的总工时，单位：Hour，包括例行维修 工时及非例行维修工时；m为采集期内相应维修级别上执行维修的总数；为客舱工作 花费的工时，单位：Hour ;ΤΡΤ^为在某些对成本有较大影响的喷漆工作上花费的工时，单位： Hour ;TM(IU为执行非强制性改装花费的工时，单位：Hour ;TDIF;j为执行某些延期修理花费的 工时，单位：H〇ur 为花费在其它与计划维修工作或计划维修时产生的非例行工作不 相关的工作上的工时，单位：H〇ur ;CTMtcU为第j次维修花费的总材料费，单位：$，包括例行 及非例行维修费用、时控件费用、部附件计划送修费用及在计划维修中产生的非计划送修 费用；为客舱工作花费的材料费，单位：$ ;CPT^为在某些对成本有较大影响的喷漆工作 上花费的材料费，单位：$ ;CMOTU为执行非强制性改装花费的材料费，单位：$ ;CDIFj为执行某 些延期修理花费的材料费，单位：$ 为花费在其它与计划维修工作或计划维修时产 生的非例行工作不相关的工作上的材料费，单位：$ ;TINT ACT^为执行计划维修时的实际维修 间隔，单位：ra，如果维修间隔的单位与ra不一致时，须按照小时循环比、日/月/年使用率 等转化为FH ;i代表不同的维修级别；η代表总的维修级别数；X代表航空器个数，如第X架 航空器；y代表航空器总数；cSAFiX为单架飞机在计划维修时花费的成本，包括计划维修中发 生的非例行项目产生的成本，单位：$/FH ; ^^^为所采集航空器花费在计划维修中的平均成 本，包括计划维修中发生的非例行项目产生的成本，单位：$/ra; 所述的机体非计划维修成本包括所有与机体相关的且在非定期维修中产生的维修成 本；机体非计划维修成本算法为：
其中，lr人工时费率，单位：$/ra 」为飞机X第j次故障事件所产生的原位维修时 间，单位：H〇ur 为飞机X第j次故障事件所产生的原位材料费，它是故障事件j所 涉及部附件的原位材料费用之和，单位：$ 为飞机X第j次故障事件所产生的离位维 修时间，它是故障事件j所涉及部附件的离位维修时间之和，单位：H〇ur ;CMf May为飞机x 第j次故障事件所产生的离位材料费，它是故障事件j所涉及部附件的离位材料费用之和， 单位：$，对于送修来说，TMfdXLR+C Mf Ma^又可定义为送修费用为方便数据分析， Τ〇"，」、Τ_、T^.XLR+Q^ ^亦可依据不同部附件进行独立统计后再求 和；CUAF，x;i为飞机X对于某特定故障产生的总维修成本，单位：$ ;CUAF，X为飞机X在采集期内 的平均非计划维修成本（$/FH) ;TData。为采集期，单位：Day，UDay为日使用率，单位：FH/Day， 采集期内的飞行小时总数也可使用如年数乘以年使用率，或月数乘以月使用率计算； 为整个机队的平均非计划机体维修成本，单位：$/FH，y为所运行的航空器总数； 所述的发动机直接维修成本算法为：
其中，LR为人工时费率，单位：$/ra ;i为发动机送修次数；TMt。为维修工时，单位：H ; CMat为除寿命件外的材料费用，单位：$ 为外部修理厂修理费用，单位：$ ;'为寿命 件费用，单位：$ ; 为发动机单次送修小时成本，单位：$/FH，TSO为第i次送修与第 i+Ι次送修的间隔，单位：FH ;CEngine为特定发动机在数据采集期内的平均维修成本；INT为 采集期内的发动机总工作小时数。
4.根据权利要求1所述的航空器直接维修成本计算方法，其特征在于： 对于步骤二中各种范畴的计算结果，进行数据统计与求和得出维修总成本，具体过程 如下： 对于基于产品设计数据的预计计算： 若DMC控制对象为单个工作包、单个ΑΤΑ航空运输协会章节，则可依据工作包内容、ΑΤΑ 组成对计算结果进行求和，计算公式如下。 Ο?Ρ/ΑΤΑ - Cstr； ffp/ATA+Cz〇nal, WP/ATA+DMCR； WP/ATA+DMCNR； wP/ATA+DMCRes/Dis； ffP/ATA 对由特殊事件引起的非计划维修成本，可直接使用cSE; 若DMC控制对象为单个部附件X，则可直接使用系统及动力装置的算法对该部附件的 DMC进行计算，计算公式如下。 Cleu, X - DMCe； x+DMCne； x+DMCEes/Dis； x 若DMC控制对象为整个航空器，则对该类别下所有范畴的DMC计算进行加和，计算公式 如下： Cac - CStr+Cz〇nal+DMCE+DMC NE+DMCEes/Dis+CSE 对于基于维修数据采集的统计计算采用直接求和计算采集期内的DMC值，计算公式如 下： ^ = ^SAF + ^~UAF + ^Engine
5.根据权利要求1所述的一种航空器直接维修成本计算方法，其特征在于：当具体计 算对象属于基于产品设计数据的预计计算时，需要根据航空器具体的设计特征通过整合流 程对接近时间及维修时间进行整合，具体为： 针对接近时间整合过程： a. 依据执行维修任务所处区域位置（区域号码）、所需打开的接近口盖或门（接近口 盖或门号码）、所需拆卸的具体零部件信息等判断任务的接近方式。 b. 判断是否有已分析的维修任务与当前分析维修任务具有完全或部分相同的接近方 式。 c. 如果已分析的维修任务与当前分析维修任务无完全或部分相同的接近方式，则不进 行整合，如果有完全或部分相同的接近方式，则转入步骤d。 d. 如果已分析的维修任务与当前分析维修任务有完全或部分相同的接近方式，那么判 断已分析维修任务的维修门槛或间隔与当前分析维修任务的维修门槛或间隔是否完全一 致？如果完全一致则对完全或部分相同接近方式的接近时间进行整合，否则转入步骤e。 e. 判断已分析维修任务的门槛及间隔分布与当前分析维修任务的门槛及间隔分布有 无重合点。如果没有重合点，则不进行整合，并建议进行设计更改以修正维修门槛或间隔， 如果有重合点，则转入步骤f ; f. 对维修任务门槛或间隔重合点部分的完全或部分相同接近方式的接近时间进行整 合； 针对维修时间整合过程为： a. 描述维修任务类型。 b. 判断是否有已分析的维修任务与当前分析维修任务的维修对象及目的完全或部分 相同。如果完全不相同，则不进行整合。如果完全或部分相同，则转入步骤c; c. 判断两个任务的维修门槛及间隔是否完全一致。如果完全一致，则转入步骤d，如果 不完全一致，则转入步骤e ; d. 对两个任务的相同维修对象及目的部分的维修时间进行完全整合。 e. 判断两个任务在维修门槛及间隔分布上有无重合点？如果无重合点，则不进行整 合，并考虑可能的设计更改，如果有重合点，则转入步骤f ; f. 对两个任务相同维修对象及目的部分在维修门槛及间隔重合点处的维修时间整合。
【文档编号】G06F19/00GK104217121SQ201410469273
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月13日 优先权日:2014年9月13日
【发明者】王勇, 徐志锋, 王莹, 蒋庆喜, 刘余, 王怀青 申请人:中航沈飞民用飞机有限责任公司