CC BY
234
2008
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 130
серия Аэромеханика и прочность, поддержание летной годности ВС
УДК 629.7.017.083.2
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ АВИАТЕХНИКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДО БЕЗОПАСНОГО ОТКАЗА
Е.С. ДАЛЕЦКИЙ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Шапкиным В.С.
Предложены методы оценки эффективности эксплуатации изделий авиатехники при переводе на техническую эксплуатацию по состоянию до безопасного отказа.
Эффективность эксплуатации изделий авиатехники по техническому состоянию до безопасного отказа (ТЭО) определяется максимальной реализацией конструктивных качеств изделий комплектации ВС и ВС в целом в процессе их эксплуатации, при обеспечении заданных требований к безопасности полётов и их регулярности.
Реальным эффектом внедрения ТЭО в эксплуатации является увеличение индивидуальной или средней наработки изделий до их замены после отказа относительно ранее действовавших ресурсов (назначенного и межремонтного) и сроков службы.
Так в работе [1] достаточное условие применения метода ТЭО для изделия АТ определяется эффективностью его эксплуатации относительно ТЭР из следующего выражения:
С|=С| изд[(Т1 ср/Тi) - 1] - АСЭ1 уд • Т1 ср > 0, (1)
где С1 - выходной экономический эффект;
С1 изд - стоимость изделия;
АС1 изд - дополнительные (к ресурсной эксплуатации) удельные эксплуатационные затраты, т. е. затраты на 1 час налёта;
Т1 - установленный ресурс i - го типа изделия;
Т1 ср - средний, фактически реализуемый ресурс изделия, а дополнительные удельные эксплуатационные затраты в общем виде определяются как:
АСЭ1 уд = (АС/1 то - AQ то) + (АС/1 р - АСр) + (АС^кпа - АСЖпа) + (АСщр - АСщр), (2)
где АС1 и АС/1 - удельные затраты при ресурсной и безресурсной эксплуатации i-го типа изделия;
индексы ТО, Р, КПА, НР - затраты на ТО, ремонт контрольно-проверочной аппаратуры, накладные расходы.
Далее, при необходимости, затраты по (2) можно разложить на составные части эксплуатационных расходов.
Указанный подход применим для изделий переведённых на ТЭО с начала эксплуатации типа ВС и при условии ю1 = const, т.е. при установившемся параметре ю1 отказов приводящих к замене i-х изделий по отказу, а также определяет финальный результат эксплуатации по ТЭО. Для оценки фактической эффективности ТЭО для i-го типа изделий необходимо учитывать условия перевода i-го типа изделий на ТЭО и этап жизненного цикла каждого экземпляра ВС в эксплуатации.
Для определения эффективности методов эксплуатации изделий по ТЭО на отечественных типах ВС ГА рассмотрим систему учёта прямых эксплуатационных расходов (ПЭР).
Традиционная в гражданской авиации система учета прямых эксплуатационных расходов (ПЭР) предусматривает разбивку их по следующим статьям калькуляции:
авиационные горюче-смазочные материалы (авиа ГСМ); амортизация самолетно-вертолетного парка (СВП); текущий ремонт СВП; заработная плата персонала; отчисления на социальное страхование; аэропортовые расходы.
Распределение затрат по этим статьям показано в табл. 1 [2].
Такая структура отличается от принятой в зарубежной практике и затрудняет анализ влияния системы ТОиР и методов эксплуатации изделий АТ на уровень эксплуатационных расходов. В определенной степени принятой системой учета эксплуатационных затрат объясняется то обстоятельство, что большинство экономико-математических моделей для прогнозирования себестоимости эксплуатации, построенных на базе такой системы, практически нечувствительны к изменению характеристик системы ТОиР и методов эксплуатации изделий АТ, прежде всего для вновь создаваемой авиационной техники. Проведенные ЛИИ им. М.М. Громова исследования позволили произвести перегруппировку затрат по видоизмененной структуре калькуляционных статей, более пригодной для анализа и учета влияния системы ТОиР на уровень расходов в эксплуатации. Эта структура включает следующие статьи калькуляции (в скобках указана средняя величина доли статьи в прямых эксплуатационных затратах) [2]: авиа ГСМ (22,6 %); реновация СВП (17,7 %); техническое обслуживание и ремонт (19,7 %);
заработная плата летного персонала с отчислениями на соцстрах (21,2 %); аэропортовые расходы (18,6 %).
Анализ этих статей расходов позволил установить, что влияние системы ТОиР в основном сказывается на двух из них: реновации парка и техническом обслуживании и ремонте. Влияние на остальные расходы либо незначительно (авиа ГСМ), либо является косвенным и не зависит от разработчика и изготовителя. Так, например, в аэропортовых расходах часть затрат приходится на средства наземного обслуживания общего применения и эксплуатирующий их персонал, однако эксплуатирующие предприятия оснащаются этими средствами самостоятельно, поэтому нести ответственность за уровень этих затрат поставщик ВС не может.
В свою очередь затраты на ТОиР могут быть представлены в виде следующих расходных статей:
заработная плата основных производственных рабочих - 30%;
материальные затраты на закупку и ремонт запасных частей и агрегатов и на расходные материалы ТОиР - 58% (в том числе на ремонт авиадвигателей — 23%); накладные (цеховые и общезаводские) расходы - 12%.
Следует отметить, что разделение первых двух статей, относящихся к прямым расходам на ТОиР, на заработную плату и материальные затраты, носит достаточно условный характер. В данном случае к материальным затратам отнесены все расходы на закупку и ремонт комплектующих изделий безотносительно к тому, выполняется ремонт силами эксплуатирующего подразделения ремонтного предприятия или завода-изготовителя. Поэтому в эти расходы включены и затраты на заработную плату ремонтного персонала. Соответственно в статью «заработная плата основных производственных рабочих» эти затраты не включались, т.е. условно прямые расходы на ТОиР разбиты на два уровня: уровень ВС и уровень его агрегатов (комплектующих изделий).
Такое разделение затрат дает определенные преимущества при их расчете и обеспечении в процессе создания и эксплуатации авиационной техники:
отсутствует привязка к организации ремонта, в том числе комплектующих изделий (силами промышленности или заказчика, в АТБ или на ремонтном предприятии);
более четко разделяется ответственность поставщиков финального и комплектующего изделий;
облегчается расчет этих характеристик в процессе эксплуатации с учетом имеющейся информации по надежности и ремонтной технологичности.
Относительно статьи «накладные расходы» в полной мере справедливо замечание, сделанное ранее для аэропортовых расходов, - разработчик и изготовитель самолета нести ответственность за уровень этих затрат не могут, поскольку они в значительной мере определяются эксплуатантом.
Таким образом, можно считать, что влияние методов эксплуатации изделий на уровень себестоимости летного часа ВС осуществляется через следующие статьи прямых эксплуатационных расходов (ПЭР):
реновацию самолетно-вертолетного парка;
заработную плату основных производственных рабочих при техническом обслуживании и ремонте;
материальные затраты на закупку и ремонт комплектующих изделий (затраты ЗИП).
Расчет указанных статей ПЭР производится по действующему налоговому законодательству стран - эксплуатантов ВС, поэтому прямое сравнение ПЭР как уровня совершенства самолетов производства различных стран невозможно.
В последние годы за рубежом особое внимание уделяется вопросам совершенствования систем ТОиР самолетов ГА в целях снижения прямых эксплуатационных расходов (ПЭР) за счет снижения темпов роста расходов на ТОиР.
Доля затрат на ТОиР в ПЭР и косвенных эксплуатационных расходов (КЭР) показана в табл. 1. Следует отметить, что с внедрением рыночных отношений доля КЭР в структуре эксплуатационных расходов отечественных самолетов Г А постоянно растет как в процентном, так и в стоимостном отношениях.
Материальные затраты на ТОиР отечественных типов самолетов примерно в 3 раза выше зарубежных (табл. 2), и несмотря на более высокий процент накладных расходов в системе ТОиР зарубежных самолетов (51%) относительные общие затраты на ТОиР отечественных самолетов в 1,5-3 раза выше зарубежных аналогов.
При постоянном увеличении абсолютного уровня затрат на ТОиР доля этих затрат в структуре ПЭР зарубежных самолетов уменьшилась с 17% в 1973 г. до 7 -10% в 1990-е годы (табл. 2), в значительной степени за счет введения безресурсной эксплуатации агрегатов и комплектующих изделий (эксплуатация до безопасного отказа - ТЭО).
На основе проведенного анализа эффективности технической эксплуатации зарубежных типов самолетов интерес представляет прямое сравнение эффективности эксплуатации отечественных и зарубежных типов самолетов. Такое сравнение (по данным ЗАО «Саратовский авиационный завод») приведено для самолетов Як-42Д и В-737-300, эксплуатирующихся в авиакомпаниях Китая на одних маршрутах.
Таблица 1
Структура эксплуатационных расходов отечественных и зарубежных самолетов ГА в 1987 г.
Структура себестоимости эксплуатации отечественных самолётов Структура общих эксплуатационных расходов (ОЭР) зарубежных самолётов, %
Статьи расходов % Статьи ПЭР А - 300 В - 737 В - 767
1. Авиа ГСМ 22,8 1. Авиа ГСМ 28 30 20
2. Реновация 17,7 2. Реновация 9,1 12 12
3. ТОиР (в том числе ТО) 19,7 (10,6) 3. ТОиР 7,3 3 4
4. Зарплата ЛПС 10,2 4. Зарплата экипажа 3,6 3 12
5. Зарплата наземных аэродромных служб 11 5. Косвенные эксплуатационные расходы (КЭР) 52 52 52
6. Аэродромные расходы 18,6
Всего по пп. 5,6 29,6
Итого 100 Итого 100 100 100
Таблица 2
Структура общих затрат на ТОиР отечественных и зарубежных самолетов ГА
Статьи затрат Затраты на ТОиР
Отечественные самолёты Зарубежные самолёты
Трудовые затраты 32,2 28,0
Материальные затраты 51,7 17,0
Накладные расходы 16,1 51,0
Прочие расходы (служебные издержки) - 4,0
Всего 100 100
Из табл. 3 следует, что по эффективности эксплуатации в одинаковых условиях Як-42Д в целом не уступает В-737-300, а по рентабельности на отдельных маршрутах и реальных пассажиропотоках Як-42Д превосходит В-737-300 [2].
Разработчик ВС может значительно влиять на ПЭР, которые полностью определяются совершенством конструкции ВС, тогда как КЭР определяют не тип ВС, а совершенство транспортной системы в целом. Несмотря на то, что эффект от снижения затрат на ТОиР в абсолютных цифрах не очень значителен (ТОиР составляет 15 - 17% от ПЭР), выигрыш от сокращения доли ТОиР в ПЭР значителен. С одной стороны, это связано с влиянием режимов ТОиР на интенсивность использования ВС (сокращение времени на ТОиР ведет к интенсификации использования ВС и, как следствие, к сокращению реновационных расходов за счет сокращения срока эксплуатации до списания), с другой стороны, оптимизация режимов ТОиР и применение методов ТЭС не требует значительных капитальных вложений как от разработчика, так и от эксплуатанта ВС.
Таблица 3
Технико-экономические характеристики эксплуатации самолетов Як-42Д и В-737-300
в Китае на совместных маршрутах (1998 г.)
Характеристика Як - 42Д В - 737 - 300
Г од внедрения 1988 1984
Вместимость, человек 120 148
Удельный расход топлива в крейсерском режиме, кг/пасс.-км 0,0662 0,0667
Максимальная коммерческая загрузка, кг 13500 16120
Коммерческая загрузка при максимальной заправке, кг 5300 7806
Базовая цена нового самолёта, ИББ 12,5 млн 38 - 44 млн
Себестоимость лётного часа, иБО/л.ч. 2336 2910
Стоимость топлива и ГСМ, ИББ/т 334 334
Среднемесячный налёт, ч/мес 156 240
Варианты загрузки пассажиров, чел. 70 80 90 100 70 80 90 100
Средний коэффициент загрузки, % 57,8 66,7 74,8 83 48,4 55,8 62,7 69,5
Средний коэффициент загрузки по маршрутам, % 0,58 0,47
Количество пассажиров, соответствующее окупаемости по маршрутам, чел. 49 - 72 62 - 87
Себестоимость лётного часа по типовому маршруту (850 км), ИББ/чел. 40 36 33 31 44 38 34 33
Приведенные эксплуатационные затраты с учётом приобретения ВС и лизинга по типовому маршруту, ИББ/км 4 3,4 3 2,6 12,8 11 9,8 9
Рентабельность по типовому маршруту, % -1,3 9,6 17 28 -15 -6 3 12,5
С учётом изложенного определим условия и методы оценки эффективности ТЭС на отечественных типах ВС ГА.
Перевод на ТЭС может проводиться для следующих изделий комплектации ВС: эксплуатирующихся по ресурсам и срокам службы ВС;
эксплуатирующихся по ресурсам и срокам службы менее соответствующих для ВС.
С другой стороны, перевод на ТЭС может проводиться: с начала эксплуатации типа ВС; в процессе эксплуатации типа ВС.
Для агрегатов и КИ эксплуатирующихся по ресурсам и срокам службы ВС применение ТЭС эффективно только в том случае, если ВС эксплуатируется с межремонтными ресурсами и сроками службы, по достижении которых выполняются ремонты ВС и указанных агрегатов и КИ. Перевод на ТЭС позволяет исключить капитальный ремонт этих агрегатов и КИ, заменив его, при необходимости, контрольно-восстановительными работами или просто проверками на соответствие НТП и последующими регулировками. Ремонт этих агрегатов и КИ будет выполняться только после отказа каждого экземпляра, приведшего к его замене на ВС и невозможностью последующего восстановления в данном эксплуатационном предприятии.
Затраты С^р на ремонт 1-го типа изделий комплектации 1-го экземпляра ВС представляют сумму стоимости плановых ремонтов 1-х изделий и стоимость ремонтов отказавших изделий:
Ср = С1рп ■ [(Тцн/Т^р) - 1]П1 + С1рп ■ Ю1з ■ Т,н, (3)
где С1РП - стоимость планового ремонта 1-го типа изделий;
Тщ и Т,Р - назначенный и межремонтный ресурсы ВС;
и; - количество изделий 1-го типа на экземпляре ВС;
ю1з - параметр потока отказов 1-х изделий, приведших к их замене и последующему ремонту.
При переводе на ТЭС первая часть в (3) и определяет эффект применения ТЭС. Вторая
часть (3) определяет внеплановые ремонты и при одинаковом и стационарном ю1з для ТЭР и
ТЭС эти расходы неизменны.
В случае, если при переводе на ТЭС ю1з (ТЭс) > ю1з (ТЭР), то дополнительные затраты на внеплановый ремонт составляют:
АС1рп = С1рп (ю1зТЭС - Ю1зтэр) ■ Тщ (4)
и окончательно эффект от перевода ]-го экземпляра ВС на эксплуатацию 1-го типа изделий по ТЭС взамен ранее действовавшей эксплуатации по ТЭР составляет:
ЛСу(тэс) = С1рп ■ [(Тш/Т]Р)- 1]п1 - ЛС1рн (5)
при условии, что режимы ТО этих изделий при переводе на ТЭС не изменяются, что подтверждается отечественной практикой работ в этой области. При изменении режимов ТО из эффекта вычитаются дополнительные затраты, например по (2).
Выражение (5) определяет эффект при переводе 1-го типа изделия на ТЭС с начала эксплуатации ВС.
Если такой перевод осуществляется в процессе эксплуатации, то количество ремонтов в (5) уменьшается для ]-го ВС на число уже выполненных ремонтов, а дополнительные затраты АС1,РП распространяются на остаток наработки, т.е. на величину (Тщ - Т,Ф), где Т,Ф - фактическая наработка ]-го экземпляра ВС на момент перевода 1-го типа изделий на эксплуатацию по ТЭС.
Перевод на ТЭС 1-ых изделий с ограниченным ресурсом, т.е. менее ресурсов и сроков службы ВС, возможен в случаях:
перевода на ТЭС неремонтируемых изделий, имеющих назначенные ресурсы и сроки службы менее соответствующих для ВС;
перевода на ТЭС ремонтируемых изделий, имеющих межремонтные ресурсы и сроки службы менее соответствующих для ВС, а назначенные - равные ВС;
перевода на ТЭС ремонтируемых изделий, имеющих назначенные и межремонтные ресурсы и сроки службы менее соответствующих для ВС.
При переводе на ТЭС неремонтируемых изделий, имеющих назначенные ресурсы и сроки службы менее соответствующих для ВС, эффект в эксплуатации достигается за счёт исключения плановой замены этих изделий по отработке ресурсов их заменой по отказу и соответствующего увеличения средней наработки на замену. Именно для таких изделий и приемлемо выражение (1).
Если Т1ср < Тщ, то (1) применяется в неизменном виде. Если Т1ср > Тщ, то в (1) Т1ср заменяется на Тщ, при условии что перестановка неотказавших изделий 1-го типа по отработке ]-м экземпляром ВС назначенного ресурса на другой экземпляр ВС не допускается.
При переводе на ТЭС ремонтируемых изделий, имеющих межремонтные ресурсы и сроки службы менее соответствующих для ВС, а назначенные - равные ВС, эффект определяется отменой межремонтных ресурсов и рассчитывается по выражениям (3), (4), (5) заменой межремонтного ресурса для ВС - Т,Р на межремонтный ресурс для 1-го типа изделий - Т1Р.
При переводе на ТЭС ремонтируемых изделий, имеющих назначенные и межремонтные ресурсы и сроки службы, менее соответствующих ресурсов и сроков службы для ВС, эффект определяется как суммарный для предыдущих вариантов за счёт увеличения средней наработки на замену и исключения плановых ремонтов, т.е. на одно 1-е изделие:
С1 = СШзд [(Тср/Тн) - 1] - ЛС\д ■ Т1Ср + С1Рп[(Тщ/ТШ) - 1], (6)
где обозначения из выражений (1-5).
Следует отметить, что в эксплуатации реальный эффект получается только от изделий, наработка которых превысила ранее действовавшие ресурсы и сроки службы до ремонта или замены.
Применяя соответствующие распределения по наработке для парка 1-х изделий легко определяется доля изделий, эксплуатация которых по ТЭС уже имеет реальную отдачу, с прогнозом эффекта на отчётный период и на последующие периоды эксплуатации данного типа ВС как по всему парку, так и по каждому экземпляру данного типа ВС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Далецкий С.В. Формирование эксплуатационно-технических характеристик воздушных судов гражданской авиации. - М.: Воздушный транспорт, 2005.
2. Далецкий С.В., Деркач О.Я., Петров А.Н. Эффективность технической эксплуатации самолётов гражданской авиации. - М.: Воздушный транспорт, 2002.
ESTIMATION of EFFICIENCY of OPERATION of PRODUCTS of AIRENGINEERING AT OPERATION BEFORE SAFE FAILURE (REFUSAL)
Daletskiy E.S.
It is proposed method of aeronautical component operational efficiency during maintenance changing in to operation ‘on condition’ until ‘safe fault’.
Сведения об авторе
Далецкий Евгений Станиславович, 1980г.р., окончил МАИ (2004), начальник отдела ОАО «МТС», автор 5 научных работ, область научных интересов - информационное обеспечение процессов эксплуатации ВС и контроль надежности авиатехники.
