淺析B737NG飛機的維護成本

2019-12-06     航利航空教育


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摘 要

降低機隊維護成本是影響任何航空公司底線的關鍵問題。在737-600/-700/-800/-900系列飛機的開發過程中,波音公司發起了一項計劃,相對於早期的737-300/-400/-500系列飛機,將飛機的總體機身維護成本降低15%。該計劃被稱為「通過設計降低維護成本」,包括來自世界各地的21家航空公司的參與,並提供了廣泛的服務經驗。


在當今競爭激烈的商業環境中,航空公司最關心的是降低其與飛機相關的運營成本(AROC)。這些成本直接影響航空公司的現金流,並最終影響其財務狀況。航空公司的總AROC分為六類:飛行和客艙人員、燃料、維護、導航和著陸費用、所有權和備件以及折舊(圖1)



運營成本的一個主要組成部分是飛機維護,雖然維護成本占據運營成本的比重會根據飛機的型號,航段和機齡的變化而變化,通常情況下,維修成本會占到運營成本的10%-20%,雖然看起來比重不高,但實際上卻是一筆巨大的費用,比如一些的大的航空公司,其維修會超過10個億。


B737-600/-700/-800/-900飛機的團隊一直在致力於降低維修成本從而降低航空公司的運營成本來提高競爭力,相比較B737CL飛機,其目標是機身的維修成本降低15%。


雖然飛機型號是決定維修成本的一個主因,但不是唯一因素,航空公司的維修政策和程序,運營參數和勞動成本同樣會影響這飛機的飛機維修成本。


本文主要討論:一是通過設計節省飛機的維護成本;二是.航空公司使用中節省的維修成本


一、通過飛機設計實現的維修成本節省


為實現15%的維修成本節省,B737NG飛機從以下方面進行了改進(圖2):

飛機的設計改進

計劃維修工作的改進

維修文件以及培訓的改進



飛機設計改進


在B737NG飛機項目的規劃階段,遵循了一種理念,即增值技術,本質上是設計團隊在給客戶提供一種更好經濟性能的前提下進行設計飛機,包括降低飛機的維修成本。


設計團隊集中精力在一些關鍵目標上:使用數字而不是模擬系統,降低系統部件數量,在不同型號中擁有更多通用部件,簡化系統設計,改進腐蝕保護,增強故障識別,並提供更好的部件維護接近。


很多的設計更改來源於航空公司的反饋,比如以下改進增加了飛機的維護性:

全新的雙開縫的襟翼,部件數量減少了30%,提高了維護性。

大翼前緣面板更容易拆卸方便維護

簡化的主起落架組件方便維修以及新的剎車更換時間可節省30%

航線可更換件的更換進行了優化,包括接近以及更換,比如最大量的使用快速接頭,更近了地面設備(GSE),更換髮動機的時間能夠節省50%。
重新設計了APU以便接近和維修

單點真空廁所,顯著降低維護時間

重新設計了電子艙以便接近和維修部件

CFM56-7發動機相比較CFM56-3最大推力的發動機節省15%維修成本。



另一個重要的改進是腐蝕防護,包括增加了關鍵部件的密封,細節部件保護塗層的增加,改進了排水系統,包括改進了門檻雨水槽的設計,這些變更不僅能降低維修成本,和檢查成本,結構檢查,但是延長了飛機的壽命。


其他諸如數字式客艙壓力控制系統替代模擬式的系統,減少機械部件的數量,客艙壓力控制系統的重新設計增加BITE的能力,可以快速識別故障,比如LRU或者導線,減少了排故時間,同時,BITE能力增加了部件的非計劃拆換時間(MTBUR),通過延長部件的MRBUR,其在翼時間得到延長,減少了部件庫存的要求。


另外一個設計改進包括整合了失速管理和偏航管理計算機為一個部件,取消了偏航管理計算機降低了庫存要求,在改進系統可靠性的同時可以減少維護成本。

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飛行駕駛艙系統,可靠性,冗餘度以及BITE得以增強,使系統不易受錯誤影響,提高其平均失效時間62%以上,系統優化,改進容錯能力和平均失效時間,使得設計團隊可以在減少駕駛艙23%數量的部件並且提供給航空公司更高的派遣率。


對這些以及其他的設計改進,設計團隊在系統層面上進行了詳細的分析,確保綜合成本可以降低到15%的目標值,工程師使用三維計算機模型和認為因素法則對所有的設計工作進行了分析。



計劃維修工作的改進


B737NG飛機的計劃維修工作是各方通過MSG-3REV.2的邏輯方法分析得出的。


設計改進:飛機系統級別的設計改進通過延長維修間隔或完全取消任務來減少計劃維修工作。這為航空公司使用飛機和航空公司的維護資源提供了最大的靈活性,目的是,降低航空公司的定期機身維護檢查成本,使其占總維護成本的18%至20%。


通過系統重新設計減少定期維護的一個例子是後緣襟翼驅動系統。該系統重新設計為飛機的壽命,沒有預期的大修,從滑油潤滑油箱切換到潤滑脂潤滑,並使用100%的耐腐蝕鋼材料代替原來的鉻PLA。消除腐蝕磨損。因此,定期維護間隔從20000個飛行周期延長到75000個飛行周期。


空調組件也根據在用經驗和客戶反饋進行了重新設計,737-300/-400/-500雙輪(渦輪和壓縮機)滾珠軸承空氣循環機和衝壓空氣系統渦輪風扇需要進行滑油勤務。重新設計空調機組為三輪(渦輪、壓縮機和風扇)空氣軸承循環機,不需要定期維護服務。


飛機電力系統的設計改進也減少了定期維護工作。根據運行中的信息,設計人員從50 kVA電力系統切換到90 kVA電力系統,並選擇一個集成驅動發電機代替恆速驅動,以提高整體系統可靠性,並延長系統油位檢查和過濾器更換之間的間隔。


維修計劃文件


737-600/-700/-800/-900團隊使用MSG-3版本分析了定期維護工作,MSG-3R2與777上使用的流程相同。該過程使用飛機系統分析方法來識別系統冗餘、系統可靠性、過去的安全記錄和系統安全係數。這種分析帶來一個更有效的維護計劃方案。


與1998年的737-300/-400/-500維護計劃相比,737-600/-700/-800/-900維護計劃減少了定期維護項目,737-300/-400/-500維修計劃的歷史數據作為基準,用於改進737-600/-700/-800/-900維修計劃。


此外,737-600/-700/-800/-900的維護任務沒有使用字母檢,如A-檢查和C-檢查,使航空公司能夠根據其特定的飛機使用和操作,更有效地將任務實施到維護計劃中。特定的具體維護間隔為航空公司制定維護計劃提供了更大的靈活性。


改進的維修文件和培訓


改進的手冊和培訓也成為整體計劃的組成部分,以減少15%的維護成本。這些改進包括故障報告和隔離手冊、結構維修手冊、數字格式和培訓。


早期飛機模型的使用經驗表明,沒有標準、一致的故障隔離和報告方法。維修手冊中列出了維修人員的故障排除信息。,些因素導致維修人員拆下的部件數量增加,後來發現這些部件沒有任何故障(即沒有發現故障的部件拆卸)。為了補救這種情況,新的FRMS和FIMS被按照最新的航空運輸協會(ATA)規範編寫,該規範基於更好的機組機務理解需求。這些手冊可以更精確地識別飛行和維修人員之間的故障,縮短故障排除查找時間,以及標準化故障報告。這些手冊,加上飛行機組人員提前通知地面機組人員即將發生的故障,減少了非故障的部件拆除。


SRM改進:結合改進的FRMS和FIMS,對SRM進行了改進。根據新的ATA規範編寫的SRM反映了每個飛機系統和子系統更新的ATA章節名稱。SRM包括更詳細的結構識別,從而減少維護人員的查找時間。它還包含更全面、用戶友好的報告,並對系統和部件設置更大的允許損壞限制。此外,SRM還減少或消除了一度被認為對飛機安全和性能至關重要的飛機區域(即關鍵區域)。SRM還提供了更多的臨時維修,並延長了臨時維修時間間隔。


數字格式:來自公布的研究和航空公司調查的數據顯示,維護人員平均花費25%的時間在FIMS和飛機維修手冊(AMM)中研究故障排除和維修。這項活動受到阻礙,因為文件只能在紙張或微縮膠捲上獲得,有時複印質量很差。手動翻頁或推進微縮膠捲盒定位所需信息的過程非常耗時。此外,沒有工程圖紙的在線訪問。為了解決這個問題,波音公司提供了可以從CD-ROM中檢索的數字格式。諸如可攜式維修輔助設備(PMA)等軟體產品允許通過超連結快速訪問數據,同時具有增強的搜索和導航功能。可通過myboeingfleet.com網站在線訪問維護文檔、工程圖紙和文檔,以減少維護人員研究、查看和列印文檔。


培訓:737-600/-700/-800/-900團隊還改進了維護培訓,部分原因是充分利用了增強型維修手冊。使用新的面向維護的課程和面向線路的模擬器課程,可以更有效地培訓維護人員。培訓使用AMM中包含的相同系統描述部分,課程是通過基於計算機的培訓進行的,這是學生的步調,更頻繁的修改,更互動。課程材料是與主要供應商共同開發的,可用於反覆培訓或作為複習材料。


二、 航空公司使用中的節省


使用表明,737-600/-700/-800/-900系列飛機達到了機身維護成本降低15%的預期目標。隨著航空公司進入737-600/-700/-800/-900運營的第二和第三年,實際成本數據變得可用(第一年的運營商被排除在維護成本分析之外,因為飛機的初始引入期會影響結果)。


波音公司使用實際的航空公司維護成本進行了分析。在可能的情況下,選擇運營早期737機型和737-600/-700/-800/-900機型的航空公司,以規範人工費率、行會計慣例和運營效率,並給出真實的成本對比圖。


從向美國運輸部報告的成本數據來看,737-800總機身維護成本比可比737-400模型低近10%(圖4a)。在每個座位的基礎上,737-800的維護成本比737-400低18%(圖4b)。假設年飛機使用量約為3000飛行小時,則成本節約相當於每年每架飛機約50000美元。


圖4a維修成本


圖4b每座位的成本


回顧向國際航空運輸協會生產性能測量小組(IATA/PPM)報告的類似數據,737-700的維護成本比可比較的737-300低近14%(圖5)。由於737-600/-700/-800/-900飛機是作為一個系列設計的,它們具有相同的設計原則和幾乎相同的系統。因此,這種比較分析可以應用於所有新的737模型。


圖5 B737-700與B737-300成本對比


歐洲運營商進行的維護成本保護計劃(MCPP)回顧了降低成本的分析。MCPP是波音公司為航空公司提供的一個項目,旨在降低維護成本風險。該計劃規定,如果機身維護成本超過目標水平,波音公司將採取糾正措施。指定的目標水平大約比航空公司運營的737機型的既定成本低15%。波音公司和航空公司人員都進行了詳細的維護成本審查,其中包括材料消耗清單、可旋轉和可修復部件以及保修索賠。分析顯示,在1998年7月至1999年6月的一年期間,實際機身維護成本比既定的MCPP目標低18%。


隨著航空公司在新型737機型上積累了更多的經驗,預計報告的成本甚至會低於預計的成本削減。需要注意的是,航空公司的實際維護成本將根據具體的定期維護計劃、合同維護協議、當地人工費率、成本核算慣例、操作環境和飛機使用情況而變化。


737-600/-700/-800/-900系列飛機的維護項目通過改進飛機設計、減少定期維護、加強培訓、改進技術手冊和改進技術數據的獲取而減少。減少維護項目直接導致航空公司的運營成本降低。


與737-300/-400/-500相比,新飛機計劃的目標是將機身維護成本降低15%,而737-300/-400/-500已經是同類產品最低運營成本的飛機。


儘管維修成本的實際改善是各航空公司維修政策、運營參數和勞動力市場的一個功能,但跡象表明,737-600/-700/-800/-900總體上很好地實現了預計的成本降低目標。

轉載來源:中國郵政航空

作者:郭文明

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