民用飛機(jī)全壽命周期成本及經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)研究

李曉勇，宋文濱

（1.中國(guó)商用飛機(jī)有限公司市場(chǎng)研究中心，上海 200232；2.上海交通大學(xué)航空航天學(xué)院，上海 200240）

全壽命周期成本（life cycle cost，LCC）的概念來(lái)源于美國(guó)軍用裝備成本控制研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目由美國(guó)軍方后勤管理研究所承擔(dān)，主要用于解決裝備“從搖籃到墳?zāi)埂保╟radle-to-grave）整個(gè)過(guò)程中的成本分析、控制和優(yōu)化等問(wèn)題。歐美裝備制造發(fā)達(dá)國(guó)家不斷拓展全壽命周期成本的應(yīng)用范圍，目前已廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)領(lǐng)域，在民機(jī)制造領(lǐng)域也進(jìn)行了廣泛的探索。民用飛機(jī)是典型的資本和技術(shù)密集型產(chǎn)品。在民機(jī)產(chǎn)品全壽命周期過(guò)程中，民機(jī)成本承擔(dān)主體發(fā)生一次重大的變化，即民機(jī)成本承擔(dān)的主體在飛機(jī)交付運(yùn)營(yíng)前后，由飛機(jī)制造商轉(zhuǎn)移到航空公司。如何協(xié)調(diào)解決不同成本主體之間的利益沖突，為設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)決策提供可靠依據(jù)客觀上成為民機(jī)全壽命周期研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一。雖然，民機(jī)全壽命周期成本還沒(méi)有在學(xué)術(shù)上形成統(tǒng)一的意見(jiàn)，但是，并不妨礙全壽命周期成本理念在民機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用，尤其是具體的成本分析方法已成功地應(yīng)用于民機(jī)的研制過(guò)程之中，這些估算方法可為制造商協(xié)調(diào)研制成本和直接運(yùn)營(yíng)成本提供有價(jià)值的依據(jù)。

本文首先總結(jié)了全壽命周期成本研究方法，接著闡述目前民機(jī)型號(hào)研究通常采用的成本估算方法和軟件工具；然后，從運(yùn)營(yíng)角度分析總計(jì)了民機(jī)運(yùn)營(yíng)成本基本概念和不同市場(chǎng)的計(jì)算模型，總結(jié)了民機(jī)直接運(yùn)營(yíng)成本的核心（direct maintenance cost，DMC）計(jì)算模型，最后提出了面向經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的流程圖。

1 全壽命周期成本研究方法

1.1 全壽命周期成本理論

自20世紀(jì)70年代起，西方發(fā)達(dá)國(guó)家民用系統(tǒng)項(xiàng)目逐漸引入全壽命周期成本分析的思想、方法和技術(shù)。研究人員開發(fā)了許多LCC模型，主要有Fabrycky和Blanchard提出的綜合LCC模型[1]，Eversheim提出的面向成本設(shè)計(jì)模型（design for cost，DFC）[2]，以及Adnan 等人提出的 ABC（activity-based costing）模型[3]。

國(guó)內(nèi)的LCC研究主要集中于軍用裝備項(xiàng)目之中。主要有裝備建設(shè)綜合壽命周期費(fèi)用法，裝備效能—費(fèi)用分析方法，以及魚雷武器系統(tǒng)、導(dǎo)彈武器系統(tǒng)和航天系統(tǒng)等軍用裝備型號(hào)項(xiàng)目中全壽命周期費(fèi)用的估算和控制[4-8]。國(guó)內(nèi)學(xué)者在全壽命周期費(fèi)用分析過(guò)程中引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、模糊主成分法以及敏感性分析等具體分析方法[9-12]。

在中國(guó)，軍機(jī)和民機(jī)在研制階段的劃分上大致相同，一般劃分為6個(gè)階段：可行性論證階段、方案階段、工程研制階段、批生產(chǎn)階段、使用保障階段、退役處置階段。為進(jìn)行初步費(fèi)用估算，全壽命費(fèi)用可分為4部分：①論證、研制、試驗(yàn)和鑒定費(fèi)用；②生產(chǎn)采購(gòu)費(fèi)用；③使用費(fèi)用；④處置費(fèi)用。在成本估算和控制過(guò)程中，可以采用多種方法進(jìn)行，并將其納入完整的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)體系中，這是發(fā)展基于經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)面向經(jīng)濟(jì)性決策的基礎(chǔ)。

1.2 成本控制理論

對(duì)于大型設(shè)備和項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)外都發(fā)展了很多系統(tǒng)化的成本控制理論。

Levenson等人（1972）在RAND公司的報(bào)告中提出了建立軍機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)的成本評(píng)估模型，并提供了工程類、人工耗費(fèi)類、材料耗費(fèi)類等7種模型[13]。Asiedu（1998）在研究中認(rèn)為設(shè)計(jì)會(huì)影響到LCC中的70%～85%，因此設(shè)計(jì)者對(duì)于降低成本起到至關(guān)重要的作用[14]。Castagn等人（2008）認(rèn)為在設(shè)計(jì)階段的早期就將成本作為設(shè)計(jì)參數(shù)加以考慮，并提出了評(píng)估成本的一般方法[15]。

魏法杰（2000）、閆彥（2008）等為了對(duì)飛機(jī)制造過(guò)程的成本實(shí)施有效控制，建立了作業(yè)成本法和工業(yè)工程（industry engineering-IE）相結(jié)合的成本控制體系（IE+ABC）[16]。施長(zhǎng)芬（2006）等通過(guò)比較歐美具有代表性的低成本航空公司與中國(guó)航空公司運(yùn)營(yíng)成本結(jié)構(gòu)之間的差別，找出中國(guó)航空公司成本控制中的弱點(diǎn)，進(jìn)而提出若干中國(guó)航空公司成本控制的建議[17]。

1.3 成本分?jǐn)偫碚?/h3>

成本分?jǐn)倖?wèn)題的研究最早起源于1935年美國(guó)對(duì)田納西流域的綜合開發(fā)，研究成果表明：合作開發(fā)產(chǎn)品的成本一定小于各個(gè)經(jīng)濟(jì)主體單獨(dú)開發(fā)的成本之和。Shapley在同工同酬、重視貢獻(xiàn)和多勞多得三原則的基礎(chǔ)上，提出體現(xiàn)公平的成本和利潤(rùn)分?jǐn)偡椒╗18]。Gillies提出“核心”對(duì)策解的概念[19]。國(guó)內(nèi)學(xué)者李勇軍提出一種基于DEA與Nash討價(jià)還價(jià)博弈的固定成本分?jǐn)偡椒?，證明如果將分?jǐn)偝杀咀鳛樾碌耐度耄匀淮嬖跐M足整體理性和個(gè)體理性的分?jǐn)偡桨竅20]。陳偉等討論了合作博弈的Shapley值方法在博弈滿足凸性條件下的應(yīng)用，并進(jìn)行了算例分析[21]。熊國(guó)強(qiáng)考慮核心是空集的情況，針對(duì)核心法的適用范圍和局限性，建立了一種多人合作費(fèi)用分?jǐn)偟亩嗄繕?biāo)規(guī)劃模型，給出了求解費(fèi)用分?jǐn)偡桨傅膬呻A段算法[22]。

1.4 民機(jī)全壽命周期經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)體系

根據(jù)上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院的研究成果[23]，民用飛機(jī)全壽命經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)體系框架如圖1所示。該指標(biāo)體系參考全壽命周期成本和民機(jī)運(yùn)營(yíng)成本，從制造商和運(yùn)營(yíng)商兩個(gè)方面全面闡述民機(jī)全壽命周期經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)體系，涉及民機(jī)研制、制造、客戶服務(wù)和運(yùn)營(yíng)等。該體系提供了主要成本項(xiàng)的估算方法，為協(xié)調(diào)制造商成本和運(yùn)營(yíng)成本提供了關(guān)聯(lián)方法，是最終實(shí)現(xiàn)面向經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2 成本估算方法及軟件

2.1 成本估算方法

2.1.1 成本估算方法體系概述

根據(jù)Niazi和Dai的研究結(jié)果[24]，成本估算方法體系如圖2所示。該體系采用分類方法，比較全面地概述了產(chǎn)品全壽命周期中的不同成本估算模型，可作為針對(duì)特定產(chǎn)業(yè)發(fā)展更準(zhǔn)確的估算方法的基礎(chǔ)。

目前，工程中采用的計(jì)算方法主要有如下幾種：

1）參數(shù)費(fèi)用法（parametric cost estimating）

根據(jù)同類機(jī)型的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用回歸分析方法建立研究對(duì)象的特征參數(shù)（如幾何尺寸、飛機(jī)重量、飛行高度和飛行速度等）與開發(fā)成本之間的函數(shù)關(guān)系，利用該費(fèi)用函數(shù)預(yù)測(cè)新機(jī)型的成本費(fèi)用。參數(shù)費(fèi)用方法使用簡(jiǎn)單，但需要采用相同研制生產(chǎn)環(huán)境下的模型對(duì)新型號(hào)進(jìn)行費(fèi)用估算，無(wú)法用于非相同環(huán)境下的成本評(píng)估。

2）工程費(fèi)用法（industrial engineering cost method）

是一種“自下而上”的費(fèi)用估算方法，主要基于工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）和成本分解結(jié)構(gòu)（CBS）進(jìn)行工作分解和成本分解。將CBS中每個(gè)單元的費(fèi)用累加起來(lái)，便得到該型號(hào)項(xiàng)目的總費(fèi)用。工程費(fèi)用法的一般程序如圖3所示[25]。

3）類比費(fèi)用法（analogy cost method）

是一種常用的初步費(fèi)用估算方法，它是將在研型號(hào)直接與具有同樣特征的類似型號(hào)進(jìn)行比較，并估算其費(fèi)用。類比費(fèi)用法是一種精度相對(duì)較差但易實(shí)現(xiàn)的一種通用方法，其精度往往與使用者的經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)。

4）外推費(fèi)用法（extrapolation cost method）

與類比法相比，它是一種相對(duì)準(zhǔn)確的費(fèi)用估算方法。新型號(hào)與原準(zhǔn)型號(hào)技術(shù)狀態(tài)差異的大小決定了評(píng)估方法的準(zhǔn)確性，一般情況下應(yīng)用于民機(jī)型號(hào)改型設(shè)計(jì)費(fèi)用的估算。

5）仿真模型法（simulation model method）

應(yīng)用該方法的費(fèi)用估算模型主要是RADSIM模型，它利用蒙特卡洛技術(shù)模擬產(chǎn)品研究和開發(fā)工作。該方法不太適用于估算高度復(fù)雜的噴氣式商用客機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用估算工作。

2.1.2 估算方法的對(duì)比

依據(jù)民機(jī)型號(hào)研制階段工作的劃分、每個(gè)階段的特點(diǎn)以及前人研究成果，在不同的開發(fā)階段適用于不同費(fèi)用估算方法，如表1所示，可以形成綜合的、又具有包容性的估算體系，并根據(jù)技術(shù)和市場(chǎng)環(huán)境的變化進(jìn)行持續(xù)的更新。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)性估算方法需要考慮如何促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，考慮長(zhǎng)期性、全局性和戰(zhàn)略性的影響因素，這也是經(jīng)濟(jì)性估算中具有較大不確定性的因素。

表1 民機(jī)研制各階段適用的估算方法Tab.1 List of cost estimation methods and its application

2.2 成本分析工具

2.2.1 DAPCA IV

DAPCA IV（development and procurement costs of aircraft）由RAND公司開發(fā)[26]，該公司受雇于美國(guó)軍方開展飛機(jī)壽命周期費(fèi)用分析工作，于1967年首次發(fā)布了飛機(jī)開發(fā)與采購(gòu)成本分析DAPCA I，之后不斷發(fā)展完善，目前的版本是DAPCA IV。

DAPCA模型是典型的參數(shù)費(fèi)用法，它統(tǒng)計(jì)回歸了34個(gè)軍用機(jī)型的制造成本數(shù)據(jù)，以機(jī)體重量、飛行速度和飛機(jī)架數(shù)等指標(biāo)特征參數(shù)，建立了研制工時(shí)、工裝設(shè)備工時(shí)、制造工時(shí)和質(zhì)量控制工時(shí)與特征參數(shù)之間的行數(shù)關(guān)系式，工時(shí)乘以勞動(dòng)費(fèi)率即獲得了部分開發(fā)費(fèi)用。同時(shí)，分析回歸了特征參數(shù)與發(fā)展支援、飛行試驗(yàn)、制造材料和發(fā)動(dòng)機(jī)采購(gòu)等方面的費(fèi)用關(guān)系式。兩方面求和后獲得飛機(jī)型號(hào)的開發(fā)和采購(gòu)成本。

2.2.2 PRICE

PRICE由美國(guó)PRICE（parametric review of information for costing and evaluation）系統(tǒng)公司開發(fā)[27]。在預(yù)先建立的工藝成本數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，該軟件能夠相對(duì)快速和準(zhǔn)確地估算項(xiàng)目研制的各個(gè)階段，覆蓋產(chǎn)品全壽命周期?？梢杂糜陲w機(jī)產(chǎn)品成本估算的工具主要有：估算硬件研制與采購(gòu)成本（PRICE H）和估算硬件使用和保障成本（PRICE HL）。

2.2.3 SEER

SEER（systemevaluation and estimation of resources）由Galorath公司開發(fā)[28]。自上而下的參數(shù)化的算法，具有較強(qiáng)的知識(shí)庫(kù)功能，用戶可以自定義知識(shí)庫(kù)，在早期項(xiàng)目參數(shù)信息有限的情況下借助知識(shí)庫(kù)以及用戶自定義的知識(shí)確定成本模型。SEER-H可以生成新產(chǎn)品開發(fā)全生命周期的成本，給出系統(tǒng)、子系統(tǒng)開發(fā)，生產(chǎn)、運(yùn)行和維護(hù)以及解散成本，具有的決策支持功能。

3 直接運(yùn)營(yíng)成本

3.1 直接運(yùn)營(yíng)成本的構(gòu)成

從市場(chǎng)角度來(lái)看，經(jīng)濟(jì)性是影響航空市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素之一，也是航空公司進(jìn)行飛機(jī)選型和制造商開展型號(hào)研制的重要指標(biāo)之一，如何降低運(yùn)營(yíng)成本是航空公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。民用飛機(jī)總運(yùn)營(yíng)成本（total operating cost）由直接運(yùn)營(yíng)成本（direct operating cost）和間接運(yùn)營(yíng)成本（indirect operating cost）組成，如圖4所示[29]。其中，直接運(yùn)營(yíng)成本（DOC）是與飛機(jī)產(chǎn)品直接相關(guān)的成本，同時(shí)與不同市場(chǎng)情況密切相關(guān)。決定DOC大小主要因素有飛機(jī)總體性能參數(shù)、運(yùn)行環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及所有權(quán)成本。

圖4 飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本Fig.4 Airline operating costs

對(duì)于DOC的研究，始于20世紀(jì)40年代。西方的一些飛機(jī)制造商、航空公司公司首先在這方面開展了相應(yīng)的研究。當(dāng)今世界的兩大航空業(yè)巨頭——美國(guó)波音公司和歐洲的空中客車都在直接運(yùn)營(yíng)成本（DOC）的研究上下了很大的氣力。與此同時(shí)，如美國(guó)航空運(yùn)輸學(xué)會(huì)、美國(guó)航空宇航局等一些航空組織及政府部門也在這方面開展了一系列的工作。雖然中國(guó)在這方面的研究起步較晚，但是也取得了一定的成果。

3.2 美國(guó)市場(chǎng)DOC計(jì)算模型

美國(guó)飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本數(shù)據(jù)是按照美國(guó)運(yùn)輸部“DOT FORM 41”的規(guī)定提供的。圖5給出了按照“FORM 41”規(guī)定的成本分項(xiàng)和定義提供的2010年二季度美國(guó)航空公司運(yùn)行成本統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

美國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（ATA）于1944年發(fā)表了首個(gè)廣泛認(rèn)可的飛機(jī)直接運(yùn)行成本（DOC）估算方法。該方法歷經(jīng)多年發(fā)展更新后，形成了ATA于1967年公布的估算渦輪動(dòng)力飛機(jī)DOC的標(biāo)準(zhǔn)方法[30]，被稱為“ATA-67年”方法，該方法是后來(lái)DOC估算的重要基礎(chǔ)。

航空公司和飛機(jī)制造商對(duì)于飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本分析的要求不同，因此，所采用的飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本分析模型也有所不同。航空公司偏重于整個(gè)機(jī)隊(duì)的運(yùn)營(yíng)成本，關(guān)注機(jī)隊(duì)的市場(chǎng)適應(yīng)性、資源配置、資金運(yùn)作和各個(gè)成本項(xiàng)目的有效管理，以達(dá)到運(yùn)營(yíng)效益最大化。飛機(jī)制造商偏重于其研制機(jī)型本身的經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)性。

1）Harris飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本分析模型

Harris在2005年發(fā)表的飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本模型是基于對(duì)67家美國(guó)航空公司1999年向美國(guó)運(yùn)輸部提交的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的回歸分析[31]。

2）波音1993年飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本分析方法

波音1993年方法[32]，考慮了美國(guó)國(guó)內(nèi)干線、國(guó)際干線和低成本運(yùn)營(yíng)之間的差異（雖然當(dāng)時(shí)低成本運(yùn)營(yíng)模式尚處于早期階段），并把運(yùn)營(yíng)成本劃分3類：與飛機(jī)有關(guān)的運(yùn)行成本、與旅客有關(guān)的運(yùn)行成本和與貨物有關(guān)的運(yùn)行成本，如表2所示。

表2 波音1993年方法的運(yùn)行成本分類Tab.2 Categories of costs used in Boeing 1993 method

3）Liebeck飛機(jī)運(yùn)營(yíng)成本分析模型

Liebeck在1995年發(fā)表的研究報(bào)告中采用的DOC估算方法，是以“ATA-67年”方法為基礎(chǔ)，適用于飛機(jī)構(gòu)型優(yōu)化和競(jìng)爭(zhēng)分析[33]。該計(jì)算模型和假設(shè)條件是由當(dāng)時(shí)的麥道公司、波音公司和NASA的Lewis研究中心等單位共同研究確定的。Liebeck方法相對(duì)于“ATA-67年”方法增加了利息成本項(xiàng)目，因此也稱為“DOC+I”方法。

3.3 歐洲市場(chǎng)DOC計(jì)算模型

歐洲的航空業(yè)雖然沒(méi)有美國(guó)發(fā)展得早，但是在諸多歐洲國(guó)家的共同努力下，歐洲的航空業(yè)發(fā)展得非常迅速，而在DOC方面的研究，歐洲方面同樣也取得令人矚目的成績(jī)。

1）歐洲航空公司協(xié)會(huì)（AEA）

根據(jù)歐洲的實(shí)際情況，歐洲航空公司協(xié)會(huì)于1989年提出了AEA方法[34-35]，這種方法同樣是建立在ATA方法基礎(chǔ)上的，而其優(yōu)點(diǎn)在于所能估算的范圍較以往的方法更廣。同時(shí)，對(duì)與維修成本的估算，因其使用了較少的參數(shù)，使得模型比以往的更簡(jiǎn)單，也更易于操作。

2）德國(guó)漢堡大學(xué)

德國(guó)漢堡大學(xué)的Scholz教授及其學(xué)生們開發(fā)出DOCsys模型，用于飛機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇，該模型需要飛機(jī)系統(tǒng)方面詳細(xì)的數(shù)據(jù)[36]。

3.4 中國(guó)市場(chǎng)DOC計(jì)算模型

中國(guó)雖然在DOC的研究上起步較晚，但是，通過(guò)這些年的努力發(fā)展，也出現(xiàn)了一些研究成果。包括中國(guó)民航大學(xué)和南京航空航天大學(xué)在內(nèi)的一些高等院校都在這方面進(jìn)行過(guò)相應(yīng)的研究。中國(guó)商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院結(jié)合民機(jī)型號(hào)研制在DOC模型研究方面也取得了一些進(jìn)展。

中國(guó)民航大學(xué)利用其在飛機(jī)的選型和航空企業(yè)的運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢(shì)作了很多研究工作。該校的都業(yè)富教授提出一種評(píng)價(jià)民用飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性的新方法[37]。南京航空航天大學(xué)左洪福等人研究了民用飛機(jī)維修成本評(píng)估方法[38]。

中國(guó)商飛上海設(shè)計(jì)研究院市場(chǎng)研究中心對(duì)飛機(jī)直接運(yùn)行成本做了較為全面和深入的研究。在總結(jié)了美國(guó)和歐盟的DOC研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)中國(guó)航空業(yè)的政策環(huán)境和運(yùn)營(yíng)條件提出中國(guó)航空公司的DOC計(jì)算條件和模型，為后續(xù)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[29]。其中值得一提的是：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院對(duì)DOC的研究成果已在民機(jī)型號(hào)的市場(chǎng)開拓和營(yíng)銷實(shí)踐中得到應(yīng)用，其相關(guān)思想也對(duì)中國(guó)大型客機(jī)的方案設(shè)計(jì)起到一定作用，這些在國(guó)內(nèi)都尚屬首次，具有重要的意義。針對(duì)典型150座級(jí)的單通道客機(jī)，采用3種不同DOC方法得到的對(duì)比結(jié)果如圖6所示。

雖然以上的一些研究具有相當(dāng)價(jià)值，但是DOC研究在中國(guó)還沒(méi)有被予以廣泛的重視。所以還需中國(guó)民航業(yè)同仁在這些成績(jī)的基礎(chǔ)上繼續(xù)深入研究設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)航空公司的成本控制逐漸向精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，并逐漸形成適合中國(guó)民機(jī)產(chǎn)業(yè)的DOC評(píng)估體系。

3.5 直接維修成本計(jì)算模型

3.5.1 Liebeck方法

該方法是Liebeck在1995年發(fā)表的研究報(bào)告中采用的計(jì)算方法[33]，用于飛機(jī)構(gòu)型優(yōu)化分析。Hays在其2009年發(fā)表的著作中引用了Liebeck方法[39]，但由于1993—2009年消費(fèi)者價(jià)格指數(shù)（CPI）上升了1.47倍，因而在機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)維修材料成本上考慮了系數(shù)1.47。維修成本MC由機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)的直接維修勞務(wù)成本、材料成本和管理成本構(gòu)成。其中，機(jī)體的直接維修勞務(wù)成本和材料成本基于波音公司提出的參數(shù)方程，發(fā)動(dòng)機(jī)的維修成本基于發(fā)動(dòng)機(jī)制造商提供的數(shù)據(jù)。

飛機(jī)維修成本（MC）是機(jī)體維修成本和發(fā)動(dòng)機(jī)維修成本之和，主要包括機(jī)體維修勞務(wù)成本（AMLC）、機(jī)體維修材料成本（AMMC）、機(jī)體維修管理成本（AMOC）、發(fā)動(dòng)機(jī)維修勞務(wù)成本（EMLC）、發(fā)動(dòng)機(jī)維修材料成本（EMMC）和發(fā)動(dòng)機(jī)維修管理成本（EMOC）。

3.5.2 歐洲1998年方法

該方法是AE100項(xiàng)目曾使用的分析方法。飛機(jī)維修成本（美元/航段）是機(jī)體維修勞務(wù)成本Cal、發(fā)動(dòng)機(jī)維修勞務(wù)成本Cel、機(jī)體維修材料成本Cam和發(fā)動(dòng)機(jī)維修材料成本Cem。

3.5.3 AEA 2009年方法

AEA 2009年方法是歐洲航空公司協(xié)會(huì)建立的，廣泛用于競(jìng)爭(zhēng)分析和構(gòu)型優(yōu)化[35]。主要包括機(jī)體維修勞務(wù)成本Cal（美元/輪擋小時(shí)）、機(jī)體維修材料成本Cam（美元/輪擋小時(shí)）、發(fā)動(dòng)機(jī)勞務(wù)成本和發(fā)動(dòng)機(jī)材料成本。

3.5.4 Harris方法

Harris基于對(duì)67家美國(guó)航空公司1999年向美國(guó)運(yùn)輸部報(bào)告的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的回歸分析所構(gòu)建的模型，適用于對(duì)美國(guó)現(xiàn)役機(jī)隊(duì)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。維修成本MC是機(jī)體維修成本AMC與發(fā)動(dòng)機(jī)維修成本EMC之和。

4 方案經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)

DOC分析在飛機(jī)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)性分析中的主要作用如圖7所示。

由圖7可知，運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性是制造商與運(yùn)營(yíng)商共同關(guān)心的焦點(diǎn)指標(biāo)。因此，將DOC分析模型與傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)流程相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)在飛機(jī)方案迭代過(guò)程中實(shí)現(xiàn)面向經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)，如圖8所示。

圖8 飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)流程Fig.8 DOC-based aircraft design process

在方案優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)參數(shù)變化不僅影響性能指標(biāo)，還影響飛機(jī)的設(shè)計(jì)成本，例如，飛機(jī)制造空重的變化會(huì)直接影響飛機(jī)制造成本。如何建立并靈活利用成本估算方法描述飛機(jī)方案總體設(shè)計(jì)參數(shù)（對(duì)成本）的雪球效應(yīng)是各大民機(jī)制造商的核心能力之一，因此，深入貫徹這一流程還需要時(shí)間。值得高興的是在目前型號(hào)工作中已經(jīng)開始使用經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)的理念和思路。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了全壽命周期成本研究方法，闡述了民機(jī)型號(hào)研究通常采用的成本估算方法和工具；在此基礎(chǔ)上，一方面從民機(jī)運(yùn)營(yíng)角度分析總結(jié)了民機(jī)運(yùn)營(yíng)成本基本概念和不同市場(chǎng)的計(jì)算模型，總結(jié)了DMC計(jì)算模型。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)經(jīng)濟(jì)性的考慮，提出將DOC模塊融入傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)流程，與性能等經(jīng)典指標(biāo)綜合考慮。民用飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)不僅具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于進(jìn)行新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估、研究未來(lái)新布局形式的民用飛機(jī)以及如何考慮環(huán)保指標(biāo)等還具有參考意義，特別是如何權(quán)衡技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保要求的潛在矛盾問(wèn)題。

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