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通过改进可靠性和可维护性参数来降低当代直升机的生命周期成本
摘要： 目的–虽然生命周期成本法全生命周期成本法在理论和实践上都有很好的证明，但对其采用的条件及其对实现成本管理目标的影响知之甚少。因此，本文旨在分析全生命周期成本法的采用和效益。
设计/方法/方法–分析基于对德国公司的调查问卷。
调查结果–结果表明，采用全生命周期成本法的程度与保证和担保成本的程度、生态可持续性的自愿前期和后续成本以及采用目标成本的程度呈正相关。相反，采用低成本化学品的程度与所购买的前体或中间体的数量呈负相关。结果还表明，企业认为全生命周期成本法有利于成本管理的各个方面。企业报告说，全生命周期成本法的最大好处是识别成本动因。
研究限制/影响–这项调查为今后研究采用全生命周期成本法的条件和全生命周期成本法的好处提供了一个起点。本研究存在局限性，特别是在自变量的操作性、情境变量的数量以及调查研究的一般局限性方面。
实际意义–结果告知从业人员最适合采用全生命周期成本法的情况。此外，本研究还确定了使用全生命周期成本法支持的各种成本管理目标。
创意/价值–本研究首次全面分析了采用全生命周期成本法的条件，并提出了有关全生命周期成本法对实现成本管理目标的影响的文献。此外，本研究也为未来研究全生命周期成本法的实施及全生命周期成本法对管理会计实务的影响提供了一个切入点。
引言： 如今，航空航天工业集中发展现代技术，以便在全球市场上获得可持续的竞争优势。为了获得竞争优势，产品生命周期的成本因素被赋予了重要性，并被认为是将设计理论从设计到成本再到成本设计的独立设计变量之一。这种新的范式反映了成本估算的生命周期取向。作为使成本成为设计变量的一种可能的方法，迈斯尔提出了全生命周期成本法的模型。全生命周期成本法是一个广泛的概念，包括各种成本组成，如投资、维护、检查、维修、操作、损坏和拆除成本。对于飞机的运行，全生命周期成本法的很大一部分与定期维护和大修以及导致停机的非定期维护有关。
直升机作为一种振动飞行机械，其故障可能会导致危险或灾难性的后果。因此，直升机必须配备可靠的部件，并定期接受检查，评估其部件或者系统的健康状况，以避免故障。
可以通过在设计时采用可靠的可靠性技术来避免不希望发生的事件，也可以通过在一定的运行周期内规划适当的维护活动来避免不希望发生的事件。为了在设计阶段或进行维护活动期间建立可靠的技术，需要投入成本。为了评估与可靠性和可维护性相关的成本，需要识别和定义那些影响直升机可靠性水平和维护操作的因素。在设计阶段选择更可靠的部件会给制造商带来额外的成本，但另一方面，这也会导致运营维护费用的减少。使用可靠的部件将减少不定期检查和维护的频率，从而降低维护成本。因此，开发能够准确估计可靠性和维护性因素的工具和方法是至关重要的，而可靠性和维护性因素会显著影响全生命周期成本法总量。
在20世纪60年代和70年代，兰德公司研究了各种成本估算和控制方法，为参数化全生命周期成本法模型奠定了基础。20世纪60年代，美国国防部提出了飞机全生命周期成本法的概念。随后，美国国家航空航天局开始使用参数成本法来估算新项目的成本。俞格斯提出了“航空母舰材料状态和战备状态评估仿真模型”的成本估算模型，用于定量评估材料状态和战备状态，或在设计或运行时确定航空母舰的全生命周期成本法。柯伦等人主要关注的是概念设计阶段的制造成本估计，此时可获得的技术信息很少。采用遗传方法进行飞机成本估算。汪等讨论了民用飞机直接维修成本预测问题。这些方法主要分为三类:模拟估计法、工程估计法和参数估计法。
在竞争激烈的航空业，低直接运营成本是航空公司盈利的关键。维修费用是直接经营成本的重要组成部分。根据飞机的使用年限、类型和航程，维修费用通常占飞机总成本的10- 20%和总成本的15- 20%。可以得出结论，减少维修费用是提高大型客机经济性的有效途径。为了达到这一目的，在维护计划的设计中应该考虑成本。柯伦等分析了维修成本对飞机全生命周期成本法的影响。
维修优化模型是一种数学随机模型，其目的是量化成本，并在一边的维修成本和另一边的相关收益之间找到最佳平衡。通常，维护优化模型是根据不同的标准(例如成本、可用性和可靠性)、参数中的自然变化性和不确定性、维护操作的类型等进行分类的。确定性或概率形式的数学模型可以适当地考虑不同情况下的潜在风险、自然变异性和不确定性。当系统在预先确定的条件下正确安装和运行时，系统在规定的时间内不发生故障地执行其预定功能的能力是对其可靠性的一种衡量。该属性对产品或系统的耐久性、可用性和寿命周期成本降低547的全生命周期成本法具有深远的影响。由于可靠性在很大程度上取决于产品或系统的设计参数。
大多数现有的关于可靠性和维护性优化的文献都单独考虑了可靠性和维护性问题。对于特定的产品，客户更关心服务的可用性。系统可用性是其可靠性和维护性的一个函数，因此有必要同时对可靠性和维护性进行优化研究。产品的全生命周期成本法主要随可靠性和维护性措施而变化。因此，可以通过改进可靠性和维护性措施来降低全生命周期成本法。在本研究中，我们提出一个架构，在概念设计阶段整合研发与维护的特性，以降低可靠性和维护成本，然后，我们提出一种方法，以获取来自运营舰队的反馈，并减少维护工作。为此，确定了影响可靠性和维护成本的因素，建立了可靠性和维护性的成本组件，并根据运行数据估计成本组件。对某型直升机的运行数据进行了整理和分析，提高了可靠性和维修性参数。
主要观点：
1. 全生命周期成本法是从开始到结束的整个生命周期的估计成本的总和，设备和项目的处置。全生命周期成本法组件可以大致分为以下几类设计和开发成本、购置成本、运营成本和处置成本成本。购买价格、行政、工程、安装、培训、改造和运输可视为收购成本。营运成本包括燃料、直接人力及水电费、可靠性相关成本，维护成本。转换成本、退役成本和残值被认为是处置成本。
1.1直升机的生命周期
直升机的生命周期大致可分为概念设计、详细设计、原型测试、认证、生产和客户操作。根据“军用飞机和机载物资的设计、开发和生产流程”，在概念设计阶段，为配置、性能、飞行质量等建立设计参数，并定义系统部件的规格。在详细设计阶段，对各部件、子系统及其工艺参数进行了详细设计。在原型试验中，建立了原型直升机，验证了不同操作环境下的设计，并为设计制定了必要的改进措施。基于令人满意的分析和测试结果，获得了由政府或监管机构颁发的符合认证标准的认证。经过认证后，直升飞机与认证机构协调制造并移交给客户。本署设立了一个系统，以收集行动船队的反馈，以监察行动表现。
1.2降低直升机的全生命周期成本法
直升机的成本控制成本可分为固定成本和可变成本;直接成本和间接成本;经常性成本和非经常性成本。为了减少全生命周期成本，需要减少所有的全生命周期成本法系统或产品的成本要素。组件的设计和开发成本是在生命周期开始时一次性的固定成本。制造采购成本也是一个问题。固定成本在生产过程中只发生一次，而生产过程中发生的总成本是固定的，取决于所涉及组件的数量。经营成本是一种经常性的成本在整个组件的生命周期内发生，并取决于其年数。处置成本也是发生的固定成本要素在产品生命周期的最后。考虑到处置或剩余价值，处置成本可以是正的，也可以是负的
1.3 全生命周期成本法与可靠性相关成本、维修成本的关系
直升机的低成本成本控制主要取决于可靠性和维护成本，因为采办成本、操作可变成本(如燃料和润滑费用)和处置成本往往有很小的变化。在产品的初始设计阶段，通过适当的计划和考虑可靠性和可维护性问题，可以控制与可靠性和可维护性相关的成本。
1.4直升机生命周期中的可靠性和可维护性考虑
在概念设计阶段，可靠性和可维护性参数的需求由客户定义。对于一个成熟的机队，需要减少预定的维护工作，增加直升飞机的可用性，并减少维护费用。
1.4.1直升机的可靠性
直升机可靠性分为基础可靠性、任务可靠性和军事飞行安全可靠性。为了对直升机的基本可靠性进行评估，考虑了直升机在飞行和地面上发生的所有不希望发生的事件。为了估计任务的可靠性，考虑了导致任务中止的非期望事件。对于飞行安全可靠性，考虑了飞行中发生的对直升机安全至关重要的不希望发生的事件。对于民用直升机，调度可靠性也是常用的。
1.4.2直升飞机的可维护性
可维护性是指一个产品在预先定义的549减少生命周期成本维护计划后，能够在指定时间内进行维护的概率。维护计划描述了作为预防性维护，需要在预先确定的时间间隔内执行的操作。直升机的维护行动可以是预定的，也可以是不预定的。定期维修是在规定的时间间隔内进行的，而临时维修是在发生意外事件时进行的。
2.直升机生命周期的可靠性和维护成本
2.1直升机生命周期可靠性相关成本
考虑到在早期设计阶段可靠部件的选择和操作中可靠性差的潜在影响，一个部件的可靠性相关成本是根据整个直升机生命周期中发生的费用来衡量的。可靠性相关成本是指与单元组件故障相关的所有成本，以及为配置提高系统的可靠性而发生的成本。可靠性相关成本不仅包括单位成本和修理成本，还包括备件成本、物流成本、库存成本、文件成本、缺陷调查成本、实施纠正措施成本和停机时间成本。一个系统如果配置了不可靠的组件，可能会有更大的故障率，从而导致更高的低成本成本。当部件可靠性增加时，部件失效的可能性就会降低，从而降低了保修成本和失效成本。另一方面，生产成本随着系统部件的可靠性而增加。系统的可靠性可以通过增加一些冗余组件或安装更可靠的组件来提高，这样，生产成本随着可靠性水平的提高而增加，而故障成本却降低了。通过对子系统可靠性改进成本的估计，建立可靠性改进成本与改进可靠性之间的关系，以避免昂贵的或过度设计的系统。
2.2直升机维修费用
直升机的维修费用可分为直接维修成本和间接维修成本。直接维修成本定义为执行过程中涉及的人工和材料成本飞机或相关设备的维护。间接维修成本主要取决于设计和飞机的使用，主要受航空公司管理的影响。相比由于直接受到设计参数的影响，因此在设计过程中具有更好的可控性维护计划。因此，直接维修成本是航空领域中分析和比较维修成本的重要因素。直升机操作所需的维护工作取决于定期检查的维护间隔、维修的周转时间、平均修复时间和维护内容。维护工作量可以表示为维护工时，可维护性或易维护性取决于设计特性、可靠性、维修技能和后勤保障。由于直接维修成本的概念与直升机操作的财务分析、预算编制和管理过程相联系，因此很难确定必须、应该或可能包括在项目管理计划中的组成部分。根据国际直升机协会，直升机的直接维修成本取决于飞行条件，即重量、速度、高度、配置、操作类型、使用率(每年飞行小时)和部件修理。直升机运行的维护费用包括维护的人工成本、更换所需的消耗品部件的成本、故障时报废或修理的物品的成本、部件大修的成本、寿命有限部件的更换成本。直接维修成本可由总人工成本、总消耗品成本、总修理成本、总大修成本、总报废寿命有限部件成本之和得到。
3. 降低直升机的可靠性和维护成本
直升机在整个生命周期内的最佳可靠性和维护成本将降低直升机的全生命周期成本总量。可靠性相关成本的增加，加上高度可靠的组件，导致较小的维护成本。另一方面，可靠性相关成本的降低，加上可靠性差的部件，将增加维护成本。
4. 可靠性和可维护性参数改进
可靠性和维护成本是产品生命周期的主要成本驱动因素，在分析了可靠性和维护成本之后，可以得出，成本构成包括单价、平均修理价格、平均大修价格和人工成本，这些因素对产品的影响不大，因为人工的成本从一开始到产品的处理并没有太大的变化。从可靠性和维修成本的提高中发现，可靠性和可维护性参数对直升机的可靠性和维修成本有很大的影响，从而影响到直升机的全生命周期成本。可靠性和可维护性参数主要代表最小维护和最优可靠性。通过最小维护和最优可靠性的设计，实现产品全生命周期成本的降低。
结论：基于全生命周期成本的分析，我们可以得出结论，运营成本是主要的成本驱动因素，因为它是企业从成立到处置的经常性成本。在降低寿命周期成本的所有因素中，操作成本、可靠性和维护成本是操作的主要成本驱动因素。通过对可靠性和维护成本的分析，可以得出该产品的价格可靠性和可维护性任务没有很大的影响，因为劳动力/组件的价格没有变化从开始到产品的处理。通过研究，我们发现可靠性和可维护性参数对降低可靠性和维护成本有重要作用，因此，对直升机的全生命周期成本也是。可靠性和可维护性参数主要表示最小维护和最佳的可靠性。可靠性和可维护性参数，如平均故障间隔时间, 大修间隔时间，寿命，报废率对可靠性和维护成本的影响最大。可靠性参数在概念设计时就已确定，并在此基础上进行了估计关于操作数据。在操作数据的基础上，改进了可靠性和可维护性参数通过实施纠正措施来降低低成本成本。这样，还原产品的低成本制造可以通过最低维护费用的设计来实现。
为了减少全生命周期成本，直升机的可靠性和可维护性参数需要在概念设计阶段确定，通过分析和测试建立，并随着直升机的操作改进。直升机的研发是相互联系的，是不能优化的，另外，可靠性高的系统不太容易发生故障，需要较少的维护，可靠性差的系统需要更多的校正。在这方面，由于可靠性和维护成本是直升机生命周期中主要的成本驱动
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