民用飞机DMC 监控方法研究

王 浩

（上海飞机客户服务有限公司，维修工程部 上海 201100）

0 引言

直接维修成本是指在完成产品或飞机的维修中直接花费的人工时间和材料的费用[1]。在飞机运营中，维修成本约占飞机总运营成本的10%，其中直接维修成本是维修成本中的重要组成部分[2]。拥有较低的DMC 是规章要求、客户需求，也是飞机竞争力的体现。为获得较低的DMC，需开展DMC 分析工作。

波音公司于1971 年开始直接运营成本预测方面的研究，20 世纪90 年代开始维修成本方面的专项研究。主要研究成果有：一方面建立了ATA（Air Transport Association）章节基础上的维修成本估算模型，用于新型飞机维修成本的预测；另一方面建立了可信性成本模型，用于预计新系统的维修成本，诊断现有系统维修成本方面的问题以及评估系统改变带来的维修成本变化。

空客公司非常注重在飞机的全寿命期内控制维修成本，建立了专门从事维修成本方面研究的小组，负责新机型的维修成本预测和控制，也负责老机型的维修成本数据收集和分析。

庞巴迪等支线飞机制造商近几年也不约而同地将降低DMC 作为吸引客户的砝码之一，注意在研制阶段设定目标值并贯彻实施，以及在使用阶段收集数据并进行改进，但未形成有体系的、比较有效的DMC分析方法与工具。

相对于国外民机制造商，我国民机制造商尚未形成一套完整、有效的DMC 分析与控制方法。20 世纪80 年代，国内飞机制造业也开始认识到了飞机经济性分析的重要性，并开展了一些DMC 方面的研究，虽然得到了一定的重视，但是所涉及的方面还很有限。航空公司虽然更关注维修成本，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，并没有涉及飞机本身。目前我国自主研制的民机型号较少，且未形成系列化，对维修成本数据的收集和整理工作起步也较晚。

DMC 分析是基于产品设计的不断更新、细化以及运营数据采集的长期迭代的工作过程，DMC 需要在飞机全寿命周期进行监控与优化。对于新研制飞机来说，在项目初期，成本通常按照ATA 章节或系统进行分配，并随着研制工作的开展逐步细化至部件级别。对交付运营后的设计更改，成本目标通常使用基于现有设计的降低百分比来表示。在进行维修成本预计时，设计人员应说明不同设计方案间的技术差异，维修工程师应能够识别出不同设计方案间维修成本的差异。在飞机投入运营后，需要对飞机设计的各项参数进行评估，以判断是否满足设计目标与要求，并为未来机型的研制建立基准[3]。

运营阶段的DMC 监控是民机维修工程的重要组成部分，是保障航空公司资源合理配置及实现产品设计优化的重要环节。选取运营阶段DMC 监控为切入点，对在役飞机的DMC 相关数据进行监控和分析，把安全性、可靠性、费用效益与故障管理等结合在一起，在提高飞机安全性、可靠性的同时，减少了运行成本，提高了经济效率。针对维修成本，航空器制造厂家应当充分考虑客户经济性的需求，在设计阶段制定有竞争力的直接维修成本目标值，在交付运营阶段跟踪监控航空器的实际维修成本，对于发现的问题及时采取解决措施，从而有效控制维修成本。

1 分析方法

1.1 数据收集

DMC 监控数据选取如下：

（1）运行数据：日期、飞机注册号、空中时间、轮挡时间、飞行小时/循环数、日利用率。

（2）可靠性参数：平均失效间隔时间（Mean Time Between Failure，MTBF）和平均非计划拆换间隔时间（Mean Time Between Unscheduled Removal， MTBUR）。

（3）维修数据：维修任务执行日期、工作单（Work Order，WO）号、ATA 号、维修计划文件（Maintenance Planning Document，MPD）任务号、任务描述、工卡号、工卡标题、任务间隔、任务来源、实际工时、所用的航材名称、航材件号、航材数量、部件拆换原因、拆下件件号、拆下件名称、拆下件序列号、本次使用时间、处理措施、装上日期、拆下日期、工作依据、计划维修工作要求。

（4）经济性数据：平均人工时间费用、零部件的材料费、部件送修费和居民消费价格指数。对于DMC 数据的收集，还应确保规范性和实效性。DMC 数据的收集需按相应的表单中规定的数据要素、格式进行收集。数据收集工作，应于航空公司原始维修数据内部归档后启动，不应晚于航空公司原始维修数据内部归档后一个月。

1.2 数据处理

DMC 数据处理工作主要对从航空公司和部件/机体维修单位（Maintenance，Repair and Overhaul，MRO）获取的DMC 相关数据进行处理和分析，检查DMC 数据正确性，对于DMC 数据应客观准确，不应随意或人为修改。对于分析人员可自行修正的数据要素，由分析人员自行修正；对于分析人员无法自行修正的数据要素，通过数据收集人员或直接咨询航空公司/机体MRO 对数据要素进行修正。

1.3 数据评估

根据飞机维修工作的执行方式、开展周期和维修程序要求，DMC 构成可以分为航线维修成本、计划维修成本、非计划维修成本和部件送修成本。

1.3.1 航线维修成本

航线维修成本可以理解为维修人员进行航线维修所需的人工时间费用和所用到的材料费用，航线维修成本计算式如下：

式中：DMCL为航线维修的直接维修成本（美元/飞行小时）；MHpre为航前检查的人工时间（小时）；a为统计期内航前检查次数；MHtransit为过站检查的人工时间（小时）；b为统计期内过站检查次数；MHpost为航后检查的人工时间（小时）；c为统计期内航后检查次数；R为维修的人工时间费率（美元/小时）；MCL为航线维修所需的材料费（美元）；FH为统计期内飞行小时数。

航线维修所需人工时间与航空公司的维修效率相关，不包含等待时间。可根据各航空公司航线维修工卡的相似度，采用相似度评分矩阵方法，综合成熟航司的平均人工时间确定航线维修所需的人工时间。

1.3.2 定检/非计划维修成本

定检维修成本是指航空公司执行维修方案中所有定期任务所支付的工时费和消耗的材料费。非计划维修是不按预定安排，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。定期维修中的非计划维修工作分散度很大，维修费用随维修等级、使用环境、机龄长短和维修水平等因素变化。定检/非计划维修成本算式：

式中：DMCS为定检/非计划维修的直接维修成本（美元/飞行小时）；MHS为定检/非计划维修任务的人工时间（小时）；R为维修的人工时间费率（美元/小时）；MCS为定检/非计划维修任务的材料费（美元）；FH为统计期内飞行小时数。

对于材料费，若有实际材料费数据或在历史数据库中有相似/相同材料费数据，可直接采用；若没有实际材料费数据，采用如下逻辑进行测算：

（1）通过分析定检维修任务的内容，确定定检维修任务涉及的每个部件/消耗品的修理类别。

（2）不同的修理类别可采用不同的修理费用系数，每个部件/消耗品的材料费为每个部件/消耗品的备件价格乘以相应的修理系数。

（3）对统计期内的所有部件/消耗品的材料费相加，获得材料费。

对于无法精确计算费用的材料费（如凡士林、润滑脂等消耗品），可采用总费用乘以经验系数的方法确定。

1.3.3 部件送修成本

部件送修是车间维修航线可更换件所耗费的成本。部件送修成本公式如下：

式中：DMCR为部件送修的直接维修成本（美元/飞行小时）；PR为部件送修的费用（美元）；FH为统计期内飞行小时数。

其中部件送修的费用包括测试费、修理人工费和修理材料费。对已经发生故障的部件，部件送修成本主要受材料费和人工费影响；对无故障部件，即NFF（No Fault Found），部件送修成本主要受拆换率影响。

1.4 数据分析

出于安全监控、可靠性监控、结构监控和供应商监控的考虑，应完成在役飞机运行相关数据评估与分析。

开展DMC 数据的评估和分析，可以评估运营阶段DMC 实际表现，对比DMC 设计值和实际值，从而指导航空公司运营和维修厂家修理；开展部件可靠性调查，提升部件可靠性；对比控制模块输出的DMC 设计值和评估产生的DMC 实际值，用于民用飞机主制造商调整分配方法或者更改设计。

完成以上DMC 相关数据统计分析后，评估分析DMC 计算结果，对于数据异常点，调取原始数据查找原因；根据机队DMC 数据、趋势分析结果，有针对性地开展部件可靠性调查、设计更改等降低DMC 工作，并持续跟踪降低DMC 工作的实施效果，最终有效控制维修成本，实现飞机的经济性。

2 实例分析

收集某航司2021 年全年A 机队的DMC 相关数据，进行数据处理，按照1.3 数据分析公式，计算得到该机队2021 年DMC 实际值为1020 美元/飞行小时，比理论值800 美元/飞行小时高30%，对比分析各项维修DMC 理论值与实际值，得到以下原因：

图1 DMC 监控流程

（1）因为疫情影响，A 机队2021 年利用率较低，造成实际DMC 较高，尤其对计划维修部分实际DMC影响较大。

（2）部分航材价格较高。

（3）个别系统在2021 年非计划拆换次数较多，某系统2021 年DMC 为8.8 美元/飞行小时，远高于供应商担保的DMC 理论值4.9 美元/飞行小时，部件可靠性较低。

根据上述原因，开展如下降低DMC 工作：飞机主制造商梳理定检任务执行情况，优化定检任务间隔；拓展航材采购渠道、提高航材的国产化率，降低航材的采购价格；对可靠性较差的部件开展可靠性工程调查，进行可靠性优化。

3 结语

对全寿命周期飞机DMC 工作进行分析，并讨论述了监控民用飞机DMC 的方法，基于航空公司运营维修数据，对DMC 数据进行收集、处理、评估与分析，与设计值进行对比，从而指导航空公司运营，提升部件可靠性，为飞机主制造商提高维修性、优化维修程序提供建议。