航空公司的航材首批计划采购分析

郑 烨深圳航空有限责任公司维修工程部郑烨，女，任职于深圳航空有限责任公司维修工程部，担任航材计划高级工程师职务，有多年的航材计划采购经验。



航空公司的航材首批计划采购分析

郑 烨
深圳航空有限责任公司维修工程部
郑烨，女，任职于深圳航空有限责任公司维修工程部，担任航材计划高级工程师职务，有多年的航材计划采购经验。

本文针对航空公司新机型引进前的航材首批计划采购，提出的观点在民用航空航材保障领域起到具作用。

如付诸现实，将产生约1000万美元的航材成本节省（以B787机队为例）。

点评人：郑小华，男，毕业于武汉大学数学与统计学院，现供职于中国航空器材进出口有限责任公司，担任高级项目经理职务，拥有近十年的航材管理经验。

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航材，航空器材的简称，是航空公司为保证飞机正常运行时，需要更换的零备件。加强航材的计划采购管理，对航空公司控制运营成本，增加营业利润有十分重要的意义。对航材首批计划采购管理进行研究的目的就是要降低航空公司航材采购费用并减少航材储备，尽力节省航材成本，这对于竞争日益激烈的航空市场有着十分重要的意义。

相对于其他行业普通维修器材采购而言，航空业的航材采购需要更加谨慎，需要综合考虑各种因素，如证书状态、可追溯性文件、有效期限制、运输以及存储要求等等。

航材计划和采购是航空公司运输生产过程的首要环节，在公司运营前，必须预先做好航材的计划和采购工作。从技术管理角度看，由于航材件号范围多，数量大，要求高等特点，航材采购管理工作显得非常复杂繁琐；从成本管理的角度看，加强航材的计划采购管理对控制运营成本具有重要的作用。

据不完全统计，航空公司的航材首批计划采购的器材，在机队快退役时，仍然存在很大比例的器材从未使用过，且首批采购的总金额可以占到库存总资金的60%以上，因此研究航空公司首批航材计划采购具有十分重要的意义。

名词解释

PN　航材件号　ATA　IPC章节号FS　　适用机队规模　TAT　航材送修时间SPQ　　标准包装数量λ泊松分布的参数值ESS重要程度，ESS1表示不可放行，ESS2表示有条件放行，ESS3表示可放行SPC航材分类，SPC1为消耗件，SPC2为周转件，SPC6为可修件FH　　每架飞机年飞行小时　MSQ　最小订货量QPA　　每架飞机装机数量　MTBUR　平均非计划拆换周期

首批航材计划采购工作流程

当航空公司飞机引进部门对于一种新的机型BFE和SFE选型结束后，飞机制造商如空客或波音需要收集航空公司对于航材日常保障运营的数据要求，制作针对性的首批推荐清单RSPL，所需航空公司提供的数据主要包括：首批飞机采购数量、飞机计划交付时间、飞机计划平均年飞行小时、航材预计平均修理时间、平均日飞行循环数、航材保障率水平要求等。

在收集数据后，飞机制造商会组织召开首批订货会议，航空公司航材部门结合公司工程部门、质量部门及其他相关部门的综合要求，从RSPL中筛选出所需的航材订购。该工作一般需要在第一架飞机到达之前6个月左右完成，但对于A320NEO或者B737MAX这种升级机型而言，相对提前的时间可以稍短。

由于航空公司在该机型的整个引进期间内，每架飞机的装机件因为制造技术的提高、设计的改进等因素可能会有构型的差异以及改装升级的要求，特别是新推出的机种如B787，变更更大，飞机制造商需要定期的更新推荐清单，因此，严格意义上说，首批航材的计划采购过程一直到最后一架飞机到达才算结束。

首批航材计划项目范围及方法

航空公司首批计划采购的航材主要包括：航线可更换件LRU、航线维护件LMP，消耗件，标准件，化工品和发动机制造商推荐的发动机附件清单。除此之外，航空公司还需计划以下航材：大部件如起落架、反推、APU等，客户选型项目BFE，快速发动机更换件清单QEC。由于一些相似性原因，这里主要介绍LRU、消耗件和化工品的计划。

LR U的计划

首批计划的核心部分集中在LRU件的计划，此部分主要针对的是周转件，原因是此部分占首批采购的总金额80%以上，根据空客公司的数据统计，LRU的件号数量和金额占比情况如下图所示。

由上面两个图不难看出LRU件的重要性，主要有以下几个考虑原则。

1.按照MTBUR数据

在LRU的推荐清单中，每一个件号都会有MTBUR指标，它反映的是该件号航材的可靠性及理论平均装机使用时间，简而言之，就是该件号理论上在此时间后就会发生故障，需要更换。

按MTBUR指标可以把LRU分成三类：

1类，装机使用时间小于18个月， MTBUR小于5000左右；

2类，装机使用时间大于18个月小于5年；MTBUR大于5000，小于15000左右；

3类，装机使用时间大于5年，MTBUR大于15000左右。

在首批计划采购时，1类的LRU基本上都是需要采购的，2类件需要综合考虑其他因素后决定，一般在首批计划中不考虑3类，以后在机队运营过程中进行补充计划。

2.按照ESS等级数据

首批计划时，对于ESS=1的件肯定应该优先考虑计划采购，以确保飞机发生故障时航材可以保障到位，其次再考虑ESS=2的件。

3.按照件号所属的ATA章节信息

对于有经验的机务工作者，可以依据每个件号所属的系统来判断重要性，从而为计划采购提供决策，如发动机系统、起落架系统、飞控系统都是属于非常重要核心的系统。

4.按照价格

显然，对于航空公司首批决策来说，价格是一个非常重要的参考因素。

5.APU，QEC，起落架等

对于大部件如APU、起落架、反推，以及QEC等特殊器材，在机队初始运营期均不需要考虑采购，等机队达到一定规模以及运营一段时间后才考虑计划采购。

消耗件的计划

消耗件，特点是单价低，件号多，数量大，占用资金相对较少。因此首批消耗件的计划主要是控制数量和范围，以免因消耗件的缺件导致飞机停飞或延误。一般首批计划采购约一年的使用量，以后补充可根据情况进行，需要综合考虑采购周期、厂家MSQ和SPQ、运输报关时间及费用等因素。

化工品的计划

由于化工品有有效期以及运输周期较长的特点，首批计划中化工品是最后采购的，一般在飞机到达前一个月或两个月就可以了。目前国内许多航空公司的化工品都选择了寄售模式，是一种非常有效控制成本的航材保障模式。

首批航材计划数学模型

目前各OEM厂家以及空客波音等飞机制造厂采取的航材计划数学模型主要是泊松分布的概率分布模型，在此简单推理采取泊松分布算法的合理性。

两点分布

两点分布是一个最简单的概率分布，任何一个只有两种结果的随机现象，都可以用它来描述，比如，抛硬币观察正反面，新生儿是男还是女，检查产品是否合格等。

应用于航材领域，单个备件单次飞行只有两种可能，要么坏，要么不坏。坏的概率为p，不坏的概率则为1-p。根据每个件号的参数信息，以一个TAT为周期，不难得出以下公式：

二项分布

假设某个备件每架飞机装机1个，适用于n架飞机，每次飞行均有两种可能，坏的概率为p，不坏的概率则为1-p，则该备件坏的次数为k次的概率为：

显然可以看出，该备件故障的概率分布服从二项分布。

泊松分布

根据数学中的泊松定理，当n很大p很小时（np=λ），有以下的近似式子：

因此，对于备件拆换次数的概率分布，是服从参数为λ的泊松分布的。

备件拆换次数X的计算过程

根据各备件的参数，不难算出该备件的理论年拆换次数为：

对于一个TAT周期内的拆换次数为：

根据累计概率公式，该备件在一个TAT周期内，拆换次数小于m的概率为：

应用举例

某航空公司B737NG飞机惯导备件量算法。惯导的具体参数如下，年飞行时间FH=3200；机队规模FS=90；装机数量QPA=2；平均拆换周期MTBUR=26000；送修周期TAT=55；保障率水平要求PL：98%，ESS=1。

依次类推，有

因此可以算出：

惯导为不可放行件，ESS=1，按照公司保障率要求， 如果需要达到96%，则该公司理论上惯导的备件量应 该为7个；若需要达到98%，则该公司理论上惯导的备件量应该为8个。

结束语

本文推荐的备件计划算法基本都是基于备件理论的参数值，在实际运营中可能会有较大的出入。因此，航空公司在首批采购中还可以借鉴全球同机型机队已有的运营数据及备件拆换记录，尤其是参考本国内的运营数据，根据拆换数据及可靠性报告，调整相应的计划采购数量。

10.3969/j.issn.101- 8972.2016.12.043