浅析B737NG飞机的维护成本

2019-12-06   航利航空教育


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摘 要

降低机队维护成本是影响任何航空公司底线的关键问题。在737-600/-700/-800/-900系列飞机的开发过程中,波音公司发起了一项计划,相对于早期的737-300/-400/-500系列飞机,将飞机的总体机身维护成本降低15%。该计划被称为“通过设计降低维护成本”,包括来自世界各地的21家航空公司的参与,并提供了广泛的服务经验。


在当今竞争激烈的商业环境中,航空公司最关心的是降低其与飞机相关的运营成本(AROC)。这些成本直接影响航空公司的现金流,并最终影响其财务状况。航空公司的总AROC分为六类:飞行和客舱人员、燃料、维护、导航和着陆费用、所有权和备件以及折旧(图1)



运营成本的一个主要组成部分是飞机维护,虽然维护成本占据运营成本的比重会根据飞机的型号,航段和机龄的变化而变化,通常情况下,维修成本会占到运营成本的10%-20%,虽然看起来比重不高,但实际上却是一笔巨大的费用,比如一些的大的航空公司,其维修会超过10个亿。


B737-600/-700/-800/-900飞机的团队一直在致力于降低维修成本从而降低航空公司的运营成本来提高竞争力,相比较B737CL飞机,其目标是机身的维修成本降低15%。


虽然飞机型号是决定维修成本的一个主因,但不是唯一因素,航空公司的维修政策和程序,运营参数和劳动成本同样会影响这飞机的飞机维修成本。


本文主要讨论:一是通过设计节省飞机的维护成本;二是.航空公司使用中节省的维修成本


一、通过飞机设计实现的维修成本节省


为实现15%的维修成本节省,B737NG飞机从以下方面进行了改进(图2):

飞机的设计改进

计划维修工作的改进

维修文件以及培训的改进



飞机设计改进


在B737NG飞机项目的规划阶段,遵循了一种理念,即增值技术,本质上是设计团队在给客户提供一种更好经济性能的前提下进行设计飞机,包括降低飞机的维修成本。


设计团队集中精力在一些关键目标上:使用数字而不是模拟系统,降低系统部件数量,在不同型号中拥有更多通用部件,简化系统设计,改进腐蚀保护,增强故障识别,并提供更好的部件维护接近。


很多的设计更改来源于航空公司的反馈,比如以下改进增加了飞机的维护性:

全新的双开缝的襟翼,部件数量减少了30%,提高了维护性。

大翼前缘面板更容易拆卸方便维护

简化的主起落架组件方便维修以及新的刹车更换时间可节省30%

航线可更换件的更换进行了优化,包括接近以及更换,比如最大量的使用快速接头,更近了地面设备(GSE),更换发动机的时间能够节省50%。
重新设计了APU以便接近和维修

单点真空厕所,显著降低维护时间

重新设计了电子舱以便接近和维修部件

CFM56-7发动机相比较CFM56-3最大推力的发动机节省15%维修成本。



另一个重要的改进是腐蚀防护,包括增加了关键部件的密封,细节部件保护涂层的增加,改进了排水系统,包括改进了门槛雨水槽的设计,这些变更不仅能降低维修成本,和检查成本,结构检查,但是延长了飞机的寿命。


其他诸如数字式客舱压力控制系统替代模拟式的系统,减少机械部件的数量,客舱压力控制系统的重新设计增加BITE的能力,可以快速识别故障,比如LRU或者导线,减少了排故时间,同时,BITE能力增加了部件的非计划拆换时间(MTBUR),通过延长部件的MRBUR,其在翼时间得到延长,减少了部件库存的要求。


另外一个设计改进包括整合了失速管理和偏航管理计算机为一个部件,取消了偏航管理计算机降低了库存要求,在改进系统可靠性的同时可以减少维护成本。

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飞行驾驶舱系统,可靠性,冗余度以及BITE得以增强,使系统不易受错误影响,提高其平均失效时间62%以上,系统优化,改进容错能力和平均失效时间,使得设计团队可以在减少驾驶舱23%数量的部件并且提供给航空公司更高的派遣率。


对这些以及其他的设计改进,设计团队在系统层面上进行了详细的分析,确保综合成本可以降低到15%的目标值,工程师使用三维计算机模型和认为因素法则对所有的设计工作进行了分析。



计划维修工作的改进


B737NG飞机的计划维修工作是各方通过MSG-3REV.2的逻辑方法分析得出的。


设计改进:飞机系统级别的设计改进通过延长维修间隔或完全取消任务来减少计划维修工作。这为航空公司使用飞机和航空公司的维护资源提供了最大的灵活性,目的是,降低航空公司的定期机身维护检查成本,使其占总维护成本的18%至20%。


通过系统重新设计减少定期维护的一个例子是后缘襟翼驱动系统。该系统重新设计为飞机的寿命,没有预期的大修,从滑油润滑油箱切换到润滑脂润滑,并使用100%的耐腐蚀钢材料代替原来的铬PLA。消除腐蚀磨损。因此,定期维护间隔从20000个飞行周期延长到75000个飞行周期。


空调组件也根据在用经验和客户反馈进行了重新设计,737-300/-400/-500双轮(涡轮和压缩机)滚珠轴承空气循环机和冲压空气系统涡轮风扇需要进行滑油勤务。重新设计空调机组为三轮(涡轮、压缩机和风扇)空气轴承循环机,不需要定期维护服务。


飞机电力系统的设计改进也减少了定期维护工作。根据运行中的信息,设计人员从50 kVA电力系统切换到90 kVA电力系统,并选择一个集成驱动发电机代替恒速驱动,以提高整体系统可靠性,并延长系统油位检查和过滤器更换之间的间隔。


维修计划文件


737-600/-700/-800/-900团队使用MSG-3版本分析了定期维护工作,MSG-3R2与777上使用的流程相同。该过程使用飞机系统分析方法来识别系统冗余、系统可靠性、过去的安全记录和系统安全系数。这种分析带来一个更有效的维护计划方案。


与1998年的737-300/-400/-500维护计划相比,737-600/-700/-800/-900维护计划减少了定期维护项目,737-300/-400/-500维修计划的历史数据作为基准,用于改进737-600/-700/-800/-900维修计划。


此外,737-600/-700/-800/-900的维护任务没有使用字母检,如A-检查和C-检查,使航空公司能够根据其特定的飞机使用和操作,更有效地将任务实施到维护计划中。特定的具体维护间隔为航空公司制定维护计划提供了更大的灵活性。


改进的维修文件和培训


改进的手册和培训也成为整体计划的组成部分,以减少15%的维护成本。这些改进包括故障报告和隔离手册、结构维修手册、数字格式和培训。


早期飞机模型的使用经验表明,没有标准、一致的故障隔离和报告方法。维修手册中列出了维修人员的故障排除信息。,些因素导致维修人员拆下的部件数量增加,后来发现这些部件没有任何故障(即没有发现故障的部件拆卸)。为了补救这种情况,新的FRMS和FIMS被按照最新的航空运输协会(ATA)规范编写,该规范基于更好的机组机务理解需求。这些手册可以更精确地识别飞行和维修人员之间的故障,缩短故障排除查找时间,以及标准化故障报告。这些手册,加上飞行机组人员提前通知地面机组人员即将发生的故障,减少了非故障的部件拆除。


SRM改进:结合改进的FRMS和FIMS,对SRM进行了改进。根据新的ATA规范编写的SRM反映了每个飞机系统和子系统更新的ATA章节名称。SRM包括更详细的结构识别,从而减少维护人员的查找时间。它还包含更全面、用户友好的报告,并对系统和部件设置更大的允许损坏限制。此外,SRM还减少或消除了一度被认为对飞机安全和性能至关重要的飞机区域(即关键区域)。SRM还提供了更多的临时维修,并延长了临时维修时间间隔。


数字格式:来自公布的研究和航空公司调查的数据显示,维护人员平均花费25%的时间在FIMS和飞机维修手册(AMM)中研究故障排除和维修。这项活动受到阻碍,因为文件只能在纸张或微缩胶卷上获得,有时复印质量很差。手动翻页或推进微缩胶卷盒定位所需信息的过程非常耗时。此外,没有工程图纸的在线访问。为了解决这个问题,波音公司提供了可以从CD-ROM中检索的数字格式。诸如便携式维修辅助设备(PMA)等软件产品允许通过超链接快速访问数据,同时具有增强的搜索和导航功能。可通过myboeingfleet.com网站在线访问维护文档、工程图纸和文档,以减少维护人员研究、查看和打印文档。


培训:737-600/-700/-800/-900团队还改进了维护培训,部分原因是充分利用了增强型维修手册。使用新的面向维护的课程和面向线路的模拟器课程,可以更有效地培训维护人员。培训使用AMM中包含的相同系统描述部分,课程是通过基于计算机的培训进行的,这是学生的步调,更频繁的修改,更互动。课程材料是与主要供应商共同开发的,可用于反复培训或作为复习材料。


二、 航空公司使用中的节省


使用表明,737-600/-700/-800/-900系列飞机达到了机身维护成本降低15%的预期目标。随着航空公司进入737-600/-700/-800/-900运营的第二和第三年,实际成本数据变得可用(第一年的运营商被排除在维护成本分析之外,因为飞机的初始引入期会影响结果)。


波音公司使用实际的航空公司维护成本进行了分析。在可能的情况下,选择运营早期737机型和737-600/-700/-800/-900机型的航空公司,以规范人工费率、行会计惯例和运营效率,并给出真实的成本对比图。


从向美国运输部报告的成本数据来看,737-800总机身维护成本比可比737-400模型低近10%(图4a)。在每个座位的基础上,737-800的维护成本比737-400低18%(图4b)。假设年飞机使用量约为3000飞行小时,则成本节约相当于每年每架飞机约50000美元。


图4a维修成本


图4b每座位的成本


回顾向国际航空运输协会生产性能测量小组(IATA/PPM)报告的类似数据,737-700的维护成本比可比较的737-300低近14%(图5)。由于737-600/-700/-800/-900飞机是作为一个系列设计的,它们具有相同的设计原则和几乎相同的系统。因此,这种比较分析可以应用于所有新的737模型。


图5 B737-700与B737-300成本对比


欧洲运营商进行的维护成本保护计划(MCPP)回顾了降低成本的分析。MCPP是波音公司为航空公司提供的一个项目,旨在降低维护成本风险。该计划规定,如果机身维护成本超过目标水平,波音公司将采取纠正措施。指定的目标水平大约比航空公司运营的737机型的既定成本低15%。波音公司和航空公司人员都进行了详细的维护成本审查,其中包括材料消耗清单、可旋转和可修复部件以及保修索赔。分析显示,在1998年7月至1999年6月的一年期间,实际机身维护成本比既定的MCPP目标低18%。


随着航空公司在新型737机型上积累了更多的经验,预计报告的成本甚至会低于预计的成本削减。需要注意的是,航空公司的实际维护成本将根据具体的定期维护计划、合同维护协议、当地人工费率、成本核算惯例、操作环境和飞机使用情况而变化。


737-600/-700/-800/-900系列飞机的维护项目通过改进飞机设计、减少定期维护、加强培训、改进技术手册和改进技术数据的获取而减少。减少维护项目直接导致航空公司的运营成本降低。


与737-300/-400/-500相比,新飞机计划的目标是将机身维护成本降低15%,而737-300/-400/-500已经是同类产品最低运营成本的飞机。


尽管维修成本的实际改善是各航空公司维修政策、运营参数和劳动力市场的一个功能,但迹象表明,737-600/-700/-800/-900总体上很好地实现了预计的成本降低目标。

转载来源:中国邮政航空

作者:郭文明

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