民用航空發(fā)動機市場預(yù)測方法概述

■ 王翔宇/中國航發(fā)研究院

民機市場投資密度大、回報時間長，對其現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢進行系統(tǒng)且細致的研究、分析與預(yù)測，可以為科學(xué)合理地謀劃戰(zhàn)略布局、制定規(guī)劃方案提供有力的參考與依托。航空發(fā)動機市場預(yù)測是民機市場研究的重要組成部分。

民機市場預(yù)測是通過對行業(yè)內(nèi)所有參與方及影響市場的宏觀環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展、人口、法規(guī)等進行綜合性分析，形成未來民機市場的發(fā)展預(yù)估與展望。簡言之，民機市場預(yù)測主要包括需求預(yù)測和供給預(yù)測兩大基本內(nèi)容。通過分析且量化外在因素與航空運輸量的關(guān)系，預(yù)判未來相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的社會環(huán)境、政治經(jīng)濟發(fā)展、行業(yè)發(fā)展趨勢，利用計量經(jīng)濟學(xué)方法并結(jié)合研究人員的經(jīng)驗與判斷，建立需求預(yù)測模型并得到未來航空運量的總需求。與此同時，根據(jù)當(dāng)前機隊組成、服役時間以及開通航線等統(tǒng)計信息形成供給模型，對飛機退役、客改貨等進行預(yù)測，得到未來機隊規(guī)模和保有航空運量。比較需求模型和供給模型的預(yù)測結(jié)果，二者之差即為新增需求。

作為民機上最重要的部件，航空發(fā)動機占所裝備飛機售價的20%以上，在整個民機市場產(chǎn)品體系中具有舉足輕重的地位。一般來說，航空發(fā)動機的市場需求主要有兩個方面：一是新飛機出廠交付時來自飛機自身的裝備需求，單發(fā)、雙發(fā)乃至四發(fā)等不同型號的飛機要安裝不同數(shù)量的發(fā)動機；二是在飛機出廠后日常使用中的換備需求，發(fā)動機例行檢驗、維修保養(yǎng)以及故障維修時可能需要用相應(yīng)的備用發(fā)動機進行替換。比較而言，前者主要反映了飛機和發(fā)動機之間整體與部件的對應(yīng)關(guān)系，直觀明確地表征了發(fā)動機的絕大部分市場需求來源，與飛機市場預(yù)測結(jié)果緊密相關(guān)；而后者則更多體現(xiàn)了航空發(fā)動機自身的產(chǎn)品特點，但在實際應(yīng)用中很難通過明晰的數(shù)學(xué)方法對其進行逐條量化，往往在裝備需求的基礎(chǔ)上引入一個簡單的經(jīng)驗備發(fā)率（Spare Ratio）進行評估。因此，飛機市場預(yù)測實際上成為了當(dāng)前發(fā)動機市場預(yù)測的根本出發(fā)點。

客機市場預(yù)測

如圖1所示，未來客機市場的總需求可由兩部分組成：一是隨著經(jīng)濟增長、社會發(fā)展所帶來的新增需求，另一部分則來自對老舊退役飛機的替代需求（貨機市場也有類似的組成關(guān)系）。為使統(tǒng)計數(shù)據(jù)和預(yù)測結(jié)果能更加有針對性地反映不同地區(qū)客機市場的特征， 可將全球客機市場細分為北美、拉美、西歐、中東歐、非洲、西亞、東北亞、南亞、東南亞、大洋洲和獨聯(lián)體市場。

圖1 民機市場預(yù)測示意圖

在此基礎(chǔ)上，客機市場預(yù)測可通過旅客周轉(zhuǎn)量預(yù)測、飛機可用座位數(shù)預(yù)測和未來客機需求預(yù)測三步進行。事實上，如果把未來客機新增需求數(shù)量作為預(yù)測的最終目標(biāo)，那么前兩步主要分析的則是包括宏觀經(jīng)濟環(huán)境與航空市場自身特征在內(nèi)的間接影響因素。

旅客周轉(zhuǎn)量預(yù)測

旅客周轉(zhuǎn)量，即收益客千米（Revenue Passenger Kilometers，RPK），為產(chǎn)生收益的旅客數(shù)量與飛行距離的乘積，是用于計算航空需求的基本度量標(biāo)準(zhǔn)，也是反映航空客運市場規(guī)模的綜合性指標(biāo)。國內(nèi)外大量的市場統(tǒng)計分析表明，影響旅客周轉(zhuǎn)量變化最重要的兩個因素就是旅客收入和飛機票價，這意味著可建立以國內(nèi)生產(chǎn)總值（ZGDP）和航空公司收益（ZYield）為自變量，ZRPK為因變量的計量經(jīng)濟學(xué)對數(shù)模型方程：

ln(ZRPK)=xln(ZGDP)-yln(ZYield)

一方面，GDP是對其產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)出能力的大小、經(jīng)濟實力和市場規(guī)模的正向反映，人均GDP決定著每個居民的平均購買力，直接影響著一個國家或者地區(qū)在居民收入和生活水平的投入去向，是航空市場規(guī)模發(fā)展變化最重要的“晴雨表”。另一方面，航空公司收益作為平衡旅行成本的關(guān)鍵考量因素，隨著機場運轉(zhuǎn)效率和航空公司經(jīng)營效率的提高而下降，這將有助于飛機票價的下降與航空運輸市場規(guī)模的擴大。

特別需要注意的是，除了國內(nèi)生產(chǎn)總值和航空公司收益之外，一些其他的因素，諸如高鐵與廉價航空的增長、世界范圍石油價格的波動、相關(guān)國家地區(qū)人口數(shù)量變化以及政策法規(guī)的調(diào)整等，都可能會對RPK的變化產(chǎn)生一定程度的影響?？梢哉f整個RPK的預(yù)測是一個系統(tǒng)過程，既要將各個影響因素全盤考慮，又要分清主次，合理地分配各個影響因素的權(quán)重。不難發(fā)現(xiàn)，這些影響因素主要涉及宏觀經(jīng)濟環(huán)境的變化，通過對這些外在經(jīng)濟因素的預(yù)估可實現(xiàn)航空市場旅客周轉(zhuǎn)量的預(yù)測。盡管此時的研究對象為旅客周轉(zhuǎn)量，但航空運輸市場自身的機型航線等因素并不涉及，形成的僅僅是一個較為單純的經(jīng)濟學(xué)多元回歸分析方程。

飛機可用座位數(shù)預(yù)測

一旦得到了各個地區(qū)旅客周轉(zhuǎn)量的預(yù)測結(jié)果，可根據(jù)統(tǒng)計信息預(yù)估未來客座率（Pay Load Factor，PLF），將其與飛機可用座位，即可用座千米（Available Seat Kilometers，ASK）聯(lián)系起來：

ZASK=ZRPK/ZPLF

由此得到了未來飛機座位需求的總數(shù)。

從表1客機座型分布出發(fā)，為了將ASK總需求分配到各個機型，還需要兩部分的歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為支撐。一是各地區(qū)在役飛機數(shù)量和型號，從型號可推知其可提供座位范圍；二是飛機飛行時的平均輪擋速度（Average Block Speed）與年度使用時間，二者乘積即為名義飛行距離。這樣，知道了歷史上各年度各型飛機可提供的座位數(shù)及飛行距離，將其相乘就是對應(yīng)各個飛機型號的ASK數(shù)據(jù)。尋找其中的變化規(guī)律并適當(dāng)外延，同時結(jié)合研究人員根據(jù)當(dāng)前形勢的合理修正，即可得到未來各個支線、窄體和寬體飛機在ASK總量中所占的份額的預(yù)測值。

以上的預(yù)測都屬于需求預(yù)測的范疇。在預(yù)估了未來航空市場ASK總量分配的基礎(chǔ)上，還要對當(dāng)前已有飛機的退役淘汰進行預(yù)測，進而得到未來ASK的存量關(guān)系。除了當(dāng)前機隊構(gòu)成數(shù)據(jù)與已知飛機訂單外，還需引入飛機在役壽命假設(shè)，一般認(rèn)為支線飛機壽命為20～24年，窄體干線飛機為28～30年，寬體干線飛機為25年左右。從而得到未來各型飛機存量及其可提供的座位數(shù)量，即保有飛機的ASK對應(yīng)關(guān)系，它與ASK需求總量的差值就是未來航空市場的凈需求。

與旅客周轉(zhuǎn)量預(yù)測產(chǎn)生的定解方程相比，飛機可用座位預(yù)測是整個市場分析中需求預(yù)測與供給預(yù)測的交匯，一些涉及到的因果關(guān)系較為復(fù)雜、模糊，缺乏明晰的數(shù)學(xué)表達式，可從歷史統(tǒng)計信息中獲得一定的參照，但也需要相關(guān)研究人員引入經(jīng)驗進行判斷，包括客座率變化趨勢、年度使用率和平均速度預(yù)估、飛機服役壽命假設(shè)等，當(dāng)然其中最為核心的就是未來各個機型對應(yīng)的ASK分配預(yù)測。

未來客機需求預(yù)測

從整體看，未來客機需求預(yù)測就是一個從ASK的需求預(yù)測值轉(zhuǎn)化為需要座位數(shù)量，再到新增訂單飛機數(shù)量的過程——或者說是飛機指派的過程。除了利用之前各個機型所對應(yīng)的ASK分配關(guān)系外，還要注意到一些在RPK和ASK預(yù)測中不涉及、但又能夠直接對航空市場產(chǎn)生影響的因素，比如：新型號飛機的投入運營可能使得老舊飛機提前退役；新航線的開辟可能會刺激效率高、技術(shù)先進的新機研發(fā)，從而帶動新的需求；發(fā)展中國家航空市場大型樞紐機場的不斷出現(xiàn)可能加劇大型寬體客機的需求；不同地區(qū)不同飛機制造企業(yè)的固有份額比重（如空客之于歐洲，波音之于北美）所產(chǎn)生的影響。也就是說，在將ASK逆向指派到飛機訂單后，通過引入潛在的直接影響因素對其進行修正，可得到最終的飛機新增需求。

表1 客機座型劃分

貨機市場預(yù)測

貨機市場的區(qū)域劃分比客機相對粗疏一些，主要包括北美、歐洲、亞太、非洲、中東、拉美和獨聯(lián)體。與客機市場類似，在給定市場區(qū)域劃分后可將貨機市場預(yù)測分為貨物周轉(zhuǎn)量預(yù)測、貨機運載量預(yù)測和未來貨機需求預(yù)測。其中，除了保有飛機數(shù)量和飛機訂單數(shù)量之外，客改貨也是未來貨機市場的重要組成部分。

貨物周轉(zhuǎn)量預(yù)測

貨物周轉(zhuǎn)量，即收入噸千米（Revenue Ton Kilometers，RTK），為產(chǎn)生收益的貨物噸位與飛行距離的乘積，同樣可通過最關(guān)鍵的兩個自變量，即國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和航空公司收益建立回歸分析方程?？紤]到貨物周轉(zhuǎn)量和飛機運載量均以噸千米為單位，這里不再引入類似“客座率”的概念，而是在機隊組成分析和運行航線分析的基礎(chǔ)上直接得到未來飛機運載量的總需求。

貨機運載量預(yù)測

除去貨機運載外，客機腹艙貨運也是未來飛機運載總需求中的重要部分。利用客機腹艙帶貨，一般認(rèn)為會受到航班時間安排（根據(jù)客運需求往往集中在白天）和空運物品種類和規(guī)格（體積龐大和超重貨物難以運輸）的限制。將之前客機客運量預(yù)測結(jié)果做出適當(dāng)延伸，在減去客機腹艙貨運量預(yù)估值后，得到貨機運載總量。

表2 發(fā)動機與飛機的裝備系數(shù)和備發(fā)率對應(yīng)關(guān)系

同樣，將貨機按照運載能力的不同進行分類（小型窄體貨機運載量在40t以下，中型寬體貨機40～80t，大型寬體貨機在80t以上），再根據(jù)歷史機隊組成以及年度使用率、平均輪擋速度等數(shù)據(jù)將貨機總運載指派到各個機型。同時，在貨機平均壽命35～40年假設(shè)的基礎(chǔ)上（從適航的角度看其與年度使用率存在密切聯(lián)系）預(yù)測未來貨機退役數(shù)量以及相應(yīng)的運載量，最終得到貨機運載的需求量。

未來貨機需求預(yù)測

從貨機運載需求逆向預(yù)測未來各型貨機數(shù)量需求分布，這里要考慮新貨機型號的交付研發(fā)、貨機有效載荷的不斷提升等直接影響因素，而且其中相當(dāng)重要的一條就是到壽客機改為貨機繼續(xù)服役。目前，波音737的客改貨相當(dāng)普遍，客改貨后一般可繼續(xù)服役15年左右。

航空發(fā)動機市場預(yù)測

在完成客機和貨機市場需求預(yù)測后，將各型飛機對應(yīng)到其裝配的發(fā)動機類別，乘以對應(yīng)的裝備系數(shù)（雙發(fā)或四發(fā)）和備發(fā)率即為表2中未來航空發(fā)動機的需求預(yù)測結(jié)果，前者給定了飛機和發(fā)動機市場對應(yīng)的基準(zhǔn)關(guān)系，后者則認(rèn)為是對發(fā)動機自身產(chǎn)品特點的統(tǒng)籌考量的結(jié)果。民用航空發(fā)動機市場預(yù)測流程框架圖如圖2和圖3所示。需要說明的是，表2中給出的飛機和發(fā)動機之間的裝備關(guān)系僅表示一般情況。

小結(jié)

綜上所述，當(dāng)前民用航空發(fā)動機市場預(yù)測是作為民機市場預(yù)測的副產(chǎn)品得到的。整個預(yù)測所分析的需求供給關(guān)系完全圍繞飛機市場展開，無論是客機還是貨機，一旦飛機市場的預(yù)測值有了，那么對應(yīng)的發(fā)動機市場預(yù)測僅僅是在其基礎(chǔ)上引入裝備系數(shù)和備發(fā)率即可，由此看來，發(fā)動機市場的總體需求基本上就是飛機市場總體需求的再現(xiàn)。

圖2 客機/發(fā)動機市場預(yù)測流程框架圖

圖3 貨機/發(fā)動機市場預(yù)測流程框架圖

飛機市場預(yù)測中考慮到的影響因素可分為三大類：一類是GDP和航空公司收益這樣的宏觀經(jīng)濟指標(biāo)，主要影響航空市場的RPK/RTK預(yù)測值；一類是機隊規(guī)模航線、年度使用率和平均輪擋速度這樣的航空產(chǎn)業(yè)特征，得到飛機的可用座位量/貨運量；還有一類是像新產(chǎn)品服役、客改貨這樣對最終預(yù)測結(jié)果進行修正的直接因素。而對航空發(fā)動機市場來說，涉及其自身退役換代需求和產(chǎn)品發(fā)展趨勢等方方面面的影響因素，要么通過飛機市場預(yù)測間接體現(xiàn)，要么就被打包到了10%或者15%的備發(fā)率中。發(fā)動機作為飛機的配件對其具有天然的依存關(guān)系，但也應(yīng)該在發(fā)動機市場研究中盡可能多地把握發(fā)動機自身的特點，重點關(guān)注直接作用于發(fā)動機而非飛機的市場影響因素，以發(fā)動機為核心形成清晰合理的市場預(yù)測框架，適當(dāng)降低飛機預(yù)測在其中的權(quán)重。從方法論的角度看，這也是未來民航發(fā)動機市場研究的一個熱點。

如果把飛機市場預(yù)測作為發(fā)動機市場預(yù)測需要對標(biāo)的一個成熟構(gòu)架，顯然歷史統(tǒng)計信息與預(yù)測數(shù)學(xué)模型就是這一構(gòu)架中最為關(guān)鍵的組成部分。對未來的預(yù)測不是拍腦袋憑空想象的，需要從歷史數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，尋找其中的規(guī)律并作出合理的假設(shè)。考慮的影響因素越多，用來分析其發(fā)展的統(tǒng)計信息也要越翔實充分，其中宏觀經(jīng)濟環(huán)境因素的資料相對容易獲取，而航空行業(yè)自身的一些統(tǒng)計數(shù)據(jù)往往需要專業(yè)數(shù)據(jù)庫的支撐。

類似地，對于預(yù)測數(shù)學(xué)模型來說，為得到RPK/RTK所進行的宏觀經(jīng)濟因素建模屬于整個研究的上游，單純的需求預(yù)測一般有較為明確的計量經(jīng)濟學(xué)內(nèi)涵，方程表達式的理論背景清晰，往往能夠得到相近的預(yù)測結(jié)果。但從RPK/RTK到飛機可用座位/貨運量的預(yù)測，融合了整個市場的需求供給關(guān)系，涉及較多的對航空產(chǎn)業(yè)自身的認(rèn)知，缺乏一個較為通用、行業(yè)內(nèi)約定俗成的定式，受研究人員對航空市場主觀的理解與判斷影響較大，也就是說即使同樣的RPK/RTK也可能帶來完全不同的機型需求預(yù)測結(jié)果。