民用航空发动机航材共享成本评价方法研究

文/姬长法

一、引言

航材储备成本和维修成本是航空公司运营成本中的主要构成之一。据统计，航材库存费用约占航空公司75%的库存资金和25%的流动资金，而且每年的库存备件以7%～10%的速度递增。据《航空周刊》2019年维修市场预测，未来十年全球民用航空发动机维修业务的市场预期规模总值将达到近3000亿美元，将占据整个世界民用航空维修服务总值的三分之一。根据PW4000机队近十年的维修数据统计，该型发动机在普惠公司维修厂的维修成本中，航材成本占比最大为35%，时控件寿命调整费用为3%，这两部分加起来达到38%[1-2]。由此我们可以看出，航材备库成本将会为航空公司带来巨大的成本压力。

近年来，主流航空公司一般都以自主管理及租赁的模式，对日常运营所需的航材进行单独管理或从其他航空公司租赁。但是，在市场经济高度发达的环境下，旧的管理模式已经不再适用航空公司日渐发展的形势，造成的资本压力也越来越明显；在固有的模式下还总是会出现航材短缺的现象，由此造成飞机正常的运营支持航材因库存不足而无法保障的情况。在这种背景下，新的航材服务模式应运而生，航材共享为航空公司提供了行之有效的航材保障方案。航材共享模式能为航空公司随时提供所急需的各种航材，在有力支持航空公司飞机适航的同时，可以有效降低航空公司自己备库的库存量以及缩短航材送修周期。不过，如何控制航材共享的成本就成为了一个重要的考量，只有合理控制航材共享的成本，才能决定该模式的成败。

航材储备成本和维修成本是航空公司运营成本中的主要构成之一

二、航材共享模式

国内航空公司的机队规模庞大，机型复杂，涵盖欧美等主流飞机制造商制造的飞机。主力机型主要是波音的B737飞机和空客的A320飞机，其他的机型机队规模都比较小。截至2020年底，国内共有52家航空公司，包括客运、货运与混营公司。这些机型根据座级划分有：支线喷气客机（20-100座级，如ARJ21、ERJ170、CRJ700、MRJ、Superjet等）；单通道喷气客机（100-230座级，如B737、A320等）；小型宽体客机（230-310座级，如B787、A330等）；中型宽体客机（310-400座级，如B777、A350等）；大型宽体客机（400座级以上，如B747、A380等）。主要的机型与所配装的发动机型号，如图1所示。

图1 典型飞机与发动机机型

由于飞机机型众多，航材备件的件号也非常庞杂，因此航空公司必须要为每一种机型都储存相当数量的航材，导致航空公司航材储存及管理占用较多的流动资金[3-5]。由于目前的主流机型都是国外飞机制造商生产的飞机，航材也主要需要从国外进口，航材周转件在国内的维修能力非常有限，几乎大多数航材需要送到国外修理，这就导致航材的采购及送修周期很长。为了达到航材保障率的要求，航空公司不得不增大库存量，这也导致航空公司在航材上的投入成本增加。因此，如何在确保飞机适航和航材保障率的前提下，减少航材的成本，成为航空公司急需解决的重要问题之一。

20世纪以来，欧美大型航空公司为解决上述问题，提出了航材共享的新型管理模式。从概念上说，“航材共享”即是组成共享联盟的各航空公司共享一个航材保障资源，参与共享的各家航空公司都可以得到有力的航材保障。具体的保障形式是由参与航材共享的各航空公司按协商投入所需资源，主要有航材、库存管理、物流保障等形成一套统一的航材保障系统，该航材保障系统采取市场化运作，为参与共享的各个航空公司提供经济、高效、全面的航材保障，使共享联盟的各个成员在保持目标保障率的情况下有效降低航材支出成本。

航材共享的另外一种形式，是由第三方提供航材共享服务，这个“第三方”是指一个独立于各航空公司的航材资源管理者，将航材的采购、物流、仓储、供应、送修等过程统一管理，建立共享信息管理系统，确保各家航空公司可以实时高效获取共享航材信息[6-7]。对于航空公司使用的航材，按商定的方式来进行收费，收取的费用来维持航材共享平台的运营。通过航材共享，既能达到一定的规模效应，又能实现合理化分工，并节省航空公司的管理与投资成本。

三、民用航空发动机航材共享成本评价模型

1.民用航空发动机航材共享运行流程

民用航空发动机的航材通常包括周转件和消耗件两种。周转件是用于发动机故障时用于更换的零部件或成附件,经过修理可以反复使用的航材；消耗件是维修过程中必须更换或消耗掉的材料,如垫圈、开口销、油漆等。

民用航空发动机航材共享的形式，一般是由发动机OEM为各航空公司提供共享服务。对于国产民用航空发动机制造商来说，针对国内市场建立航材共享平台，比国外的发动机OEM更具有地域优势。国产航空发动机OEM可以依托国内航空公司的基地把部分高频使用的NOGO件、GOIF件放置在航空公司的库房内，由发动机OEM管理，为航空公司飞机航线排故及维护提供第一时间的航材保障。OEM的中心共享库则涵盖所有加盟航空公司的航材需求，依托国内先进的物流体系，为航空公司提供高效的航材保障服务。对于故障件，发动机OEM则集中送到OEM自身所有的维修单位，或第三方合同维修单位。这样可以很大程度上节约交货时间及送修周期。航材共享运行示意图，如图2所示。

图2 航材共享运行示意图

2.航空发动机航材共享成本构成分析

民用航空发动机的航材通常包括周转件和消耗件两种。周转件是用于发动机故障时用于更换的零部件或成附件,经过修理可以反复使用的航材；消耗件是维修过程中必须更换或消耗掉的材料,如垫圈、开口销、油漆等。

航空发动机航材共享成本主要由四个方面费用构成，第一部分是存放于航空公司基地库房内的现场备件的使用费用，主要包括高频使用的NOGO件和GOIF件；第二部分是存放于发动机OEM中心共享库的综合保障航材使用费用，该中心共享库库存航材清单包含了存放于航空公司基地的现场航材备件清单；第三部分是故障件的维修费用，这部分备件主要是高价周转件；第四部分主要是航材仓储管理费用[8-11]。

作为国内航空发动机OEM，针对航空公司基地库高频使用的NOGO件及GOIF件的补充，是从OEM设在国内的中心共享库发货到航空公司基地库房；而航空公司库房换下来的故障件直接发回OEM的中心共享库，由OEM直接把故障件发给自身维修单位或第三方合同维修单位，故障件修复后返回中心共享库备用；对于故障报废或不可用航材，OEM会直接采购相应的备件以补充共享库。另外，由OEM实施对故障件或不可用件的集中索赔处理，同时对部件的改装升级及备件补充也可以集中批量处理。而这些费用均分摊在共享成本中，这样就可以有效降低航材保障成本，提高航线保障率，降低航空公司航材库存资金压力。与传统的保障模式相比，由于共享模式把使用频率高的NOGO件、GOIF件提前放在航空公司的基地库房内，航线一旦出现故障，马上就可以拿到需要的航材，因此可以解决航空公司传统保障模式的痛点，既能及时得到航材支援，又能节约运输成本。

（1）现场备件使用成本

对于放于航空公司库房内的现场库存备件的使用费用，根据备件数量（M1）和当年发动机OEM发布的航材目录价格清单，航材单价表示为UPi，则可以计算出全部的备件价值（C1）。

根据数据统计，通常航材新件从装机运营到报废大约为12年左右，假如共享合同为10年，现场航材备件的使用费大概每年为总价的10%左右[12-13]，根据机队规模（FS）、单机年飞行小时（FH），就可以算出每个飞行小时的现场备件使用成本为10%C1/（FH＊FS）左右。

（2）综合保障共享库航材使用成本

综合保障库中的航材依据装机数量（QPA）、非计划拆换间隔（MTBUR）、机队数量（FS）、单机年飞行小时（FH）等，计算备件的年拆换量（Q1）。

根据年拆换量和送修周期（TAT）计算航材送修期间的预计需求数量（Q2）。

如果Q2大于10时，利用高斯分布，计算需要投入的航材备件数量（M2）。

式子中α—高斯系数，对于NO GO的部件，一般系数为2.05；GOIF的部件，一般系数为1.65；GO的部件，一般系数为1.28。

如果Q2小于10时，采用泊松方程，可以算出需要储备的航材数量（M3）。

然后，根据投入的备件数量M2/M3和当年航材目录价格清单，航材单价表示为UPi，则计算出综合保障库中全部备件的总价值C2。此处主要针对周转件，如果是消耗件则TAT为零，直接根据消耗备库。

全部备件的价值：

这样就可以根据当年的贴现率i，计算出综合保障库中备件单机每飞行小时使用费率R1。

（3）航材备件维修成本

备件维修成本（C3）主要包括工时费（W）、材料费（P）以及运输费用（T）等，工时费可以参考维修单位所在地的历年工时费标准，材料费用的评估，可在已知年拆换量（Q1）情况下，参照市场上标杆企业的相似航空发动机机型的备件送修费用占新件价格的比例来评估。备件维修费用即为：

一般故障备件送修费用为新件价格的10-20%[14]，这样可以评估合同期为十年的综合保障备件总维修实际费用（C3），该总费用在已知W、P、T的情况下可以按上式计算得出，如果对于新投入的型号可以采用下式进行粗略评估。

备件维修费率为R2。

（4）航材仓储管理成本

假设每单位时间单位航材存储的费用为H（10万元/年/单位数量）[15]，稳定状态下的航材库存数量为M0，则航材仓储管理成本（C4）为：

具体在项目实施过程中，应综合考虑航材成本的年度平均涨幅、报废航材以及其他因素引起的成本增加。

3.航空发动机航材共享成本算例分析

假设用于共享的某型航空发动机航材备件如表1所示，该清单中的航材即作为现场保障件，同时也是综合共享库存件。保障的机队规模分别为10架、50架、500架，年飞行小时总数为单机平均每年3500飞行小时，利用上述公式可以计算。

表1 某型发动机航材基础数据

表1所列件号SPC=2，即均为周转件，重要度码为1、2，假设航空公司现场需要库存该10个件号，根据公式分别计算了1架、10架、50架及500架飞机时，保障率在95%以上需要的备件数量如表2所示。

表2 不同机队规模每年需要备件数量（保障率95%以上）

备件需求量与共享机队规模对比，如图3所示。可以看出，随着共享机队增长，所需备件数量并非正比例增加，实际随着机队规模增加，共享单机需求备件数量大幅度降低。

图3 机队规模与备件需求量曲线图

根据表2所列不同机队规模一年所需的备件数量，通过公式（1）、（5）、（6）、（9）、（11）可以计算出C1、C2、C3、C4的成本，如表3所示。

表3 不同机队规模在共享模式下一年所需成本（保障率95%以上）

通过表3可以看出，单机航材保障成本在只有一架飞机时是2104125美元；10架飞机时，单机航材保障成本为248691美元；50架飞机时，单机航材保障成本为108694美元；500架飞机时，单机航材保障成本为72228美元。通过单机航材保障成本的对比，可以发现随着机队规模的增加，单机成本急剧下降。成本与机队规模对比曲线，如图4所示。

图4 机队规模与单机成本对比曲线图

通过该算例，可以计算出不同机队规模下，单机共享成本，也可以直接计算出单机共享每小时的费率来精准的评价航材投入的成本。航材共享在成本计算过程中，还要考虑航材成本的年涨幅、航材报废及成本现值贴现率等因素的影响。作为国产航空发动机，相比较国外的OEM来说，更具有地域优势，比如不用把故障件送到国外，可以节省物流报关等费用，关键是还可以节约送修周期，可以为客户提供更为及时的保障服务。

四、结语

本文提出了一种全新的民用航空发动机航材共享成本评价方法，该方法充分考虑了航材的典型参数、备件的年拆换量、备件送修期间的需求量，根据重要度不同配置不同的保障率，并根据历史经验给出了不同情况下的经验数据，对于航材共享成本的评估提供了多种选择，比较具有操作性。站在航空公司的角度，通过本文提供的共享成本评估方法，可以在航空公司选择航材共享提供方或者组建航材共享联盟时极大提高航空公司的议价能力。另外，提出了现场高频使用备件使用费率、综合保障库共享航材使用费率及维修评估费率模型，可以帮助共享各方便捷、精准地掌握共享成本。