基于故障模式的飞机部附件修理价格模型研究

许旺 刘晓东 魏东涛

摘要：飞机部附件修理具有种类多、数量大特点，其修理價格的审价和定价作为成本控制的关键环节，存在着越来越突出的矛盾，严重影响了部队装备维护保障的战备训练和战斗力生成。文章主要从故障模式的角度去研究部附件修理价格的关系，构建了修理价格模型，并对模型的原理和应用进行了阐述，为部附件修理价格的研究提供了一种新的思路。

Abstract： As the key link of cost control， there are more and more prominent contradictions in the evaluation and pricing of repair price， which seriously affect the combat readiness training and combat effectiveness generation of military equipment maintenance support. This paper studies the relationship between the repair price of accessories from the perspective of fault mode， constructs the repair price model， and expounds the principle and application of the model， providing a new way of thinking for the study of the repair price of accessories.

关键词：故障模式;部附件;模型

Key words： fault mode;department of attachment;model

中图分类号：V267                                         文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）20-0018-03

0  引言

飞机部附件修理是维修保障工作的重要内容，对保证战训任务的顺利实施起着至关重要的作用。随着国防和军队建设加速推进，空军的装备建设也在发生着日新月异的变化，大批量的新型作战飞机进入部队服役，紧随而来的是飞机部附件修理量也在成几何倍数增加。按照目前管理模式，部附件修理价格制定主要采用事后审价模式，由此引起审价周期长、定价难的问题日益突出，引起各级机关的高度重视。文章试从部附件故障模式的角度研究其修理价格构成的内在规律及联系，以期为飞机部附件修理价格管理提供一种新的思路和参考。

1  部附件修理费用制定常用方法

部附件的修理价格属于费用估算问题，关于装备的费用估算问题相关的研究起步较早，目前也比较成熟，取得了较好的应用效果。部附件由于其数量多，相对于装备其本身价格也比较小，所以关于其研制费用和修理费用的估算模型的研究还不多。结合部附件的特点和常用的费用估算方法，我们对于部附件修理费用估算的常用方法作一个简单的评价和比较。

1.1 参数法

参数法是研究费用模型最常用的方法。建立部附件修理费用的参数模型，首先要选取与修理费用有关系的特征参数，如和部附件结构相关的参数重量和体积，和可靠性相关的参数平均故障间隔时间（MTBF），和维修性相关的参数平均车间修理时间，以及部附件本身的市场价格和修理费用等等。其次根据已有部附件相关特征参数的统计数据，建立修理费用和部附件各特征参数之间的函数。最后，利用统计分析方法（多采用偏最小二乘和多元回归分析）确定各待定系数的值，从而建立修理费用的回归方程。该类方法公式简单，从大量的历史统计数据挖掘总结出修理费用和各特征参数之间的函数关系，反映了部附件的结构参数、性能参数、维修参数等和修理费用之间变化规律，但估算结果较粗略，精度不高。

1.2 工程法

工程法的思想是将在修理过程中，部附件的分部件或分系统修理所需花费的成本依据费用分解结构进行逐项叠加，最终得出整个部附件修理的总费用。这是传统的成本估算方法，估算精度高，但过程复杂、费时，要求高。

1.3 作业成本法

作业成本法本质是以作业为基础，对相关费用进行计算，这是一种典型的基于过程的成本计算方法。在部附件修理过程中，对每一道修理工序都进行实时动态成本核算，然后逐项相加即得到整个部附件修理的总费用。该方法是建立在对修理全过程的精确掌控的基础之上，估算精度高，也是一种成本控制的好方法，但是需要耗费巨大的人力物力，实现难度较大。

1.4 定额法

定额是指在正常的环境条件下，按照科学的工作流程，完成部附件修理所需的人工、材料和设备台班等的社会平均消耗量标准，并根据相应的计价规则和程序计算所得出的费用。该方法在工程领域应用很广泛并且取得了良好的应用效果，但是目前部附件修理领域相关的定额制度不完善、定额数据库不系统，因此定额法应用于部附件修理费用估算还有待进一步发展完善。

2  基于故障模式的部附件修理价格估算模型

部附件的修理是通过对发生故障的部附件进行诊断、故障定位、分解、更换故障组件等环节，恢复部附件功能的过程，因此，部附件修理与故障模式存在着天然的密切关系。故障模式就是部附件的“病症”，找准病症，才能对症下药。从故障模式的角度研究部附件的修理费用构成，便于制定更加科学的修理措施和施行更加精准的成本控制，并且通过修理价格反应部附件的故障变化规律，进一步完善和丰富了部附件修理价格定价的可选方案。

2.1 模型概述

文章试从部附件的故障模式的角度对部附件的修理价格进行研究。在实际调查中发现，针对一个特定的部附件，其可能发生的故障模式有若干种（可统计），在某种特定的故障模式下，对应一个修理价格。在长期的修理过程中，积累了大量的部附件可能发生的故障模式，并且还可以通过故障树分析的方法对其可能发生的典型故障模式进行详细分析。同时，其特定的故障模式下的修理成本也能给出一个相对准确的计算结果，而且，该故障模式发生的概率也能够从历史数据中统计并计算出来。据此，就可以计算出该部附件的平均修理价格。该方法的核心思想可以用公式表述为：

其中：

Ci——部附件典型故障模式i下的修理成本;

Pi——故障模式i发生的概率;

C——部附件的平均修理价格。

为便于研究，将Ci记作单元成本价格。假定一个部附件同时仅出现一个故障，一个故障通常对应一种典型故障模式，故本文研究中假定某一特定的部附件发生故障时只存在一种故障模式的情况。

2.2 故障树分析——单元成本估算

故障树分析就是从部件发生故障（顶事件）不能正常工作出发，查找可能产生故障的原因（底事件）。一般来说，故障的原因有两个及以上，每一个底事件就是一种故障模式。因此，故障树分析是进行单元成本估算的关键。科学全面的对部附件进行故障树分析，将可能发生的所有故障模式都能够一一罗列出来，然后对每一种故障模式下的修理成本就可以很快的计算出来，这样对该部附件可能发生的修理成本就有了一个全面的掌握，在这里，把每种故障模式下的修理成本定义为单元成本。单元成本和故障模式是一一对应的关系。

单元成本的估算主要从两个方面着手。一方面，在长期的修理过程中积累了大量的关于修理成本的数据，而且这个成本数据比较公开透明，具有一定的科学性和实用性;另一方面，对于修理成本历史数据不全面的部附件，我们可以通过邀请相关领域专家对该部附件各种故障模式下的修理成本进行估算得来。

2.3 故障模式发生的概率分析

在本文研究中，故障模式发生的概率不同于通常定义的部附件的故障率，在这里用故障模式频数比来表示故障模式发生的概率。它表示零部件或产品按第i种故障模式出现的次数与该零部件或产品出现的全部故障次数之比，用小数来表示。故障模式发生的概率的求法，可以从历史修理故障数据源头求出，也可以从试验及使用数据中求出。如果没有可以利用的故障模式数据，则可组织相关专家通过专家打分，最终取平均值作为该部附件各故障模式发生的概率。

若某部附件共有A、B、C、D四种故障模式，在历史数据中其分别发生的故障频数为NA、NB、NC、ND，则故障模式A发生的概率的计算公式为：

故障模式B、C、D发生的概率同样按照此公式计算得出。

3  部附件修理费用估算实例分析

我们将飞机的部附件主要分为机械类、机电类、电子类三种类型，在这里我们以机械类部附件飞机前起落架收放作动筒为例收集相关的数据资料，整理结果如表1所示。

那么该部附件的各故障模式下的发生概率计算分别带入公式：

可得P1、P2、P3、P4的值。

因此该部附件平均修理价格带入公式：

得到C即为该部附件平均修理价格。该价格适合于在部队和修理厂签订长期修理协议时作为参考价，不必再执行目前一件一审的定价模式，大大地节省了人力物力，提高了修理效率。同时，也适合为机关在制定维修预算时提供参考依据。

4  该模型的应用前景及意义

基于故障模式的飞机部附件修理价格模型通过单元成本分析的方式将部附件的修理价格构成模块化了，然后通过计算各故障模式的发生概率并最终求期望的方式得出了该部附件的平均修理价格，这个平均价格在实际应用中具有非常重要的指导意义和应用价值。

4.1 为研究部附件修理价格模型提供新思路

目前研究价格模型常用的参数法和工程法，都是从特征参数、局部去研究，具有一定的思维局限性。随着数据挖掘和现代计算机技术的不断发展，研究变量之间的关系越来越先进，但是，也陷入了一种为了规律而寻找规律的模式，注重变量之间的关系，忽略事物的因果联系。本文从故障模式的角度出发，研究分析造成修理成本的差异的根本原因在于其故障模式的不同，而故障模式发生的概率在长期的维修管理中总是存在相对稳定的，在研究价格模型的同时，也深入研究了其背后的故障模式的变化规律，丰富了部附件修理价格定价模式的可选择方案，也开辟了研究部附件修理价格模型的新思路。

4.2 便于探索和修理厂建立长期协议，改革现有定价模式

长期以来，在部附件的修理价格定价方面采取的是以事后审价的定价方式，需要耗费大量的人力物力，以现有的审价力量难以对上万个在修项目进行逐个审核，造成了部附件的审价历史欠账较多。基于故障模式的修理价格模型所得出的是部附件的平均修理价格，适合部队在和修理厂签订长期的修理协议时以此价格为依据，不用在进行一件一审的繁琐的审价模式，大大的节省了人力物力，提高了审价的效率。

4.3 为部队制定修理计划和修理预算提供参考

该模型是建立过在对部附件的故障模式及其发生的概率比较全面清晰的认识基础之上的，这对于我们在以后的工作中确定备件数量和有针对性的制定维修方案都具有很重要的指导意义。同时，该模型得出的平均价格也可以在部队制定修理预算时作为参考依据。

4.4 模型简单，便于推广

该模型简单直观，没有复杂的公式和算法，没有生涩的概念和高深的内涵，容易被修理一线的工作人员理解和掌握，提升了模型的实用性。而且相关的数据容易被统计收集，具有很强的可操作性，很适合广泛推广应用。

4.5 探索单元成本管理和控制

本文中提出了基于故障模式的单元成本的概念，单元成本是现代企业进行成本管理和控制的比较先进的管理手段。在飞机部附件修理领域，引入单元成本的理念，将改变修理企业原有的业务结合松散的成本核算体系、打破传统的成本观念和粗放的成本管理模式，适应企业提升管理素质和增加经济效益的需要。

4.6 促进修理厂对部附件故障模式的研究掌握

故障模式的分析是建立模型的基础，这就促进修理企业不断的对部附件的故障模式进行研究和判定，掌握故障模式的征候和变化规律，适时的制定相应的预防性维修，不断优化修理方案和修理工艺，提高飞机可靠性和完好率。

5  结束语

飞机部附件修理费用作为其直接维修保障费用的重要组成部分，研究其费用构成和定价模型，对于控制经费，合理使用经费和使军费经济效益最大化具有非常重要的意义。民航部门在部附件修理价格定价模式上进行了深入的探索和研究，并且提出了一系列比较有效的方法措施，这对于我们部队在执行部附件修理价格定价时也具有一定的借鑒意义。我们要继续加强对部附件修理的定价模式和定价模型的深入研究，为实战打赢保驾护航。

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