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成本指数
成本指数
第一节概述
第二节成本指数详述
一、成本指数计算公式
二、成本指数原理
三、如何确定成本指数
四、CI的作用
五、使用CI的好处
六、使用CI的注意事项
七、关于LRC
第三节进一步完善成本指数管理
一、管理成本指数
二、贯彻成本指数
第一节概述
现有大中型飞机的FMC都能通过使用经济巡航模式并指定成本指数来计算并管理飞机按经济速度飞行,如果航空公司能按照正确的成本指数飞行,飞行运行成本将处于最低。
但南航在运行波音和空客飞机的最初,使用的一直是飞机生产厂家推荐或训练时使用的成本指数飞行。
从上世纪八十年代至今,南航机队已扩充至三十多种机型,各机型的维护成本也各不相同,而国内航空油价也由九十年代初的3000元左右一吨升至现在的国内7500元国际7000元左右一吨,南航的成本指数至今只调整了四次,最后一次是在2008年。
显然,这样的成本指数管理水平并不适应南航如此规模机队对运行成本管理的要求。
本教材介绍了成本指数的概念和计算方法,及成本指数的影响因素,比较了波音及空客对成本指数的不同处理,指出了成本指数使用的注意事项,并提指出了对成本指数进一步深入细化研究的方向,以适应航空公司精细化管理的要求。
第二节成本指数详述
本节介绍了成本指数的概念、原理、计算方法和影响因素。
一、成本指数的计算公式
ECON(经济巡航速度)取决于时间和燃油成本之比,这个比率被称为成本指数CI,通常用KG/MIN(空客单位)或100LB/H(波音单位)表示:
……
(1)
航空公司的飞行运行成本包括直接成本和固定成本,直接成本包括燃油成本和除燃油外的其他成本,如机组成本、飞机维修成本等,可以用如下公式表示:
TripCost=CFuel×Fuel+CTime×Time+FixedCosts
=CFuel×(△Fuel+CTime/CFuel×△Time)+FixedCosts
=CFuel×(△Fuel+CI×△Time)+FixedCosts……
(2)
CFuel:
燃油价格
CTime:
单位时间成本
对应于每个CI,都可以计算出一个最佳速度,使航段成本最小。
因此,南航运行控制部门开始研究如何得到正确的成本指数以应用到实际飞行中去。
二、成本指数的原理
成本指数的范围定义为0-999。
在FMC中可以设置CI=0,这种情况一般发生在燃油价格较高,飞行时间成本固定的情况下,此时燃油消耗最小,燃油里程最大,飞行速度为MRC速度;当CI=999时,意味着飞行时间成本高,燃油价格很低,此时飞行时间最短,速度最快。
如图所示,飞机运行的可变成本包括燃油成本和其他与时间有关的成本。
小时成本呈线性下降趋势,燃油成本则在最大燃油里程速度即MRC时最低,速度低于MRC时,燃油成本随速度递减而递增,速度高于MRC时,燃油成本随速度增加而递增。
总的可变成本的最低值对应的速度即为经济速度(ECON)。
通过计算公式
(2)可以看出,为使航段成本最低,则(△Fuel+CI×△Time)值需最低。
对应于指定的成本指数,FMC可以计算出最佳的速度即ECON速度使(△Fuel+CI×△Time)值最小。
三、如何确定成本指数
(一)简单方法-寻找一个接近LRC的CI
第一步
对于波音机型,我们可以在一个航段中使用一个接近LRC的CI。
方法就是确认航段中飞机的重量,用这些重量寻找飞机的最佳高度:
再利用手册确认该航段的接近LRC的CI,连续使用类似图表找出航段接近LRC的CI
第二步
当然,使用这个CI可以使飞机的重量合理地接近或保持在最佳飞行高度
第三步
使用该简便方法可以得到波音机型的典型CI:
对于空客机型而言,就简单多了,我们可以直接在FCOM或QRH
中查找接近LRC的CI:
(二)精确方法-获取相关成本
为了得到一个精确的CI,那么公司需要获取与时间相关的成本数据,油价,机组小时成本,维修小时成本,然后精确剔除任何与时间无关的成本,亦即剔除飞机飞得快慢不会影响的那些成本,譬如小时成本中会包含着循环成本,得到CI。
以上数据需要从公司其他部门获得,如总务提供油价,人力资源提供机组小时成本,机务提供维修小时成本,性能人员只是得到这些数据之后进行CI的相关计算,并且性能人员也无法对成本核算的多种数学模型进行评估,因此本章节只是简单说明一下这些成本需要注意的问题。
燃油成本最容易获得,但是浮动易变,尤其在中国,执行国内航班和国际航班的进出港油价并不一样,国际油价还存在着结算日和结算币种的问题,因此如何评估油价亦需仔细。
机组/乘务人员成本可能需要剔除与时间无关的成本,如奖金,保险,员工补偿等,而只考虑与飞行时间相关的成本。
维修成本可分为四类:
机体维修成本、机体部件成本、发动机维修成本、发动机部件成本。
原则仍然是:
只计算与时间相关的成本,剔除固定成本,并且理论上,新飞机的维修成本较老飞机要少。
南航更换机型如此之快,如何预估新型飞机的维修小时成本建立数学模型,是一件不容易的事。
四、影响CI的因素
(一)爬升阶段
从空客给出的图中可以看到,成本指数越大,飞行速度越大,爬升距离越长,爬升顶点越远
另一方面,从波音给出CI与空速的关系图中可以看到,ECON爬升空速由初始爬升重量决定,爬升过程中空速不变
因此在爬升阶段,如果不是因为ATC特别要求尽快爬升,而且考虑到上升到航路高度后加速到航路目标速度,那么不建议使用太小的CI。
(二)巡航阶段
1.重量对ECONMach影响
巡航阶段中。
给定重量,同一CI,飞行高度越高,ECONMach越大
同时,可以看出,在低于最佳高度飞行时,低CI的ECONMach变化会随着飞行高度变化非常为敏感:
进一步说明最佳高度的重要性,在接近最佳高度飞行时,不同CI的ECONMach变化也很小
2.重量的影响
配合上面飞行高度的影响的几张图形,同时亦可看出,对于典型CI,ECONMach随着重量的变化很小,但是对于低CI,ECONMach随着重量的变化较大。
这意味着Mach较大变化时,航段时刻亦发生较大变化
3.风的影响
给定重量,同一CI,顶风导致高ECONMach,顺风导致低ECONMach
使用CI时,在顶风中,飞机会因为速度的提高导致燃油消耗增加,但同时航段时间减少,因此时间成本仍然是可以节约的。
飞行员需要注意的是,航程中遇到大顶风,且在使用高CI时,有
可能会引发某些标志速度(红区?
白区?
)但是,任何情况下,ECONMach被MMO-0.02或VMO-10kt所限制,是安全的。
4.燃油消耗
从空客的计算模型(不考虑ENGTYPE),可以看到,以燃油消耗而言,A320-CI从40调至60,耗油量只增加1%,A330-CI从50调至100,耗油量只增加不到2%
因此成本指数并非越低越好,飞机有可能因为在繁忙航路或枢纽航路上如果因速度稍慢而被降低高度,而降低高度后又因为低成本指数速度变得更慢,则有可能造成较长的时刻延误。
因此在巡航阶段,如果无特殊原因,不建议使用小CI。
(三)下降阶段
从空客给出的图中可以看到,成本指数越大,下降航迹越陡峭,下降距离越短,下降顶点越接近目的地
从波音给出的CI与下降之时空速关系的图中可以看到,使用CI下降的空速与重量无关,并且在下降过程维持不变,除了在FL100以下为了满足FAR要求使用240KT下降,国内空管一般会要求280KT。
五、使用CI的好处
●ECONMach变化非常小,因此引起的燃油消耗变化也很小
●使用一个合适的CI较使用典型Mach会更省油
●使用CI可以为当时的重量高度和风提供一个最佳Mach,使时间成本最小:
如果成本指数偏大,飞行时间减短但油耗增加,减少的时间成本不足以补偿增加的燃油成本,航段总时间成本增加;如果成本指数偏小,油耗减少但飞行时间增加,减少的燃油成本不足以补偿增加的时间成本,航段总时间成本增加
六、使用CI的注意事项
(一)地面阶段
签派员和飞行员可以根据需要修改CI,重新制作飞行计划。
譬如为了节省燃油,增加业载,使用低CI;或者为了节省时间,联接航班,考使用高CI。
(二)空中阶段
1.因为FMC会根据给定的CI来计算最佳Mach时会修正风,因此没有必要在航路中因为航路风与飞行计划的偏差而修改CI
ECONMach可以使用以下风修正:
Mach+0.005/50kt顶风
Mach-0.005/50kt顺风
2.如出现燃油问题,譬如ATC,大顶风,改航,可预见的盘旋等因素,必须修改CI,为了避免中途备降,可以使用更较小的CI,并且需要在FMC试算新CI的可行性,确认剩余燃油满足要求。
3.燃油有问题时,应首先用LRC对应的成本指数或用CI=0,检查燃油计划是否符合有关规定。
4.除非出现燃油问题时,禁止使用成本指数来控制速度
5.燃油处于临界情况,如果能满足所有备份油量要求,可以按照CI=0做航线测算或飞行计划
七、关于LRC
于波音飞机而言,除了B737-300/400/500,其他波音机型的LRC未能修正高空风,但ECON可以修正高空风,因此波音建议使用一个‘适当的’CI,可以大大降低公司的成本。
于空客飞机而言,机上CDU没有LRC输入!
如果希望使用LRC巡航,可寻找接近LRC的CI,但是如果飞机离最佳高度太远,则此CI和LRC的差距亦会拉大至无法对应。
第三节进一步完善成本指数管理
一、管理成本指数
成本指数是使飞机处于‘管理速度’的状态,并不仅代表‘降低速度,节省油耗’,它是综合考虑了时间成本和燃油成本后得出的结果,需要公司对成本的精确计算。
通过对实际运行情况的分析和统计,较低的成本指数有明显的节省成本效果,但也存在着一些问题。
理论上的最优成本指数在实际运行时并不一定是最合适的成本指数,公司应制定一个成本指数动态管理规定,在不同的情况下灵活的采用“合适”的成本指数,达到适应运行环境和总体上节省成本的目标。
航空公司应从以下方面着手进一步改进成本指数的管理办法。
(一)公司应制定动态调整成本指数的程序
航油价格与维修成本处于不断变化中,成本指数也应随之动态调整。
每月公司各职能部门应将各地油价和小时成本通报到运行控制部门,由运控部门汇总计算各机型的成本指数,再由运行标准和飞行技术部门核准后下发执行。
(二)将成本指数与正常性管理规定挂钩
航空公司的航班正常性代表着公司的运行保障水平和社会形象,航班不正常还将导致运行成本增加(如安抚、赔偿旅客,调配飞机等,这种运行成本的增加一般都远大于成本指数节约下来的成本),在节省成本与航班正常性有冲突时,应先保障航班的正常。
在目前的航班时刻表中还存在许多航段轮档时间不合理的现象,有些时间较松,飞机可以提前落地,但有些较紧,运行时这些航班经常延误。
这种情况经常是因为时刻紧张造成的。
繁忙机场的航班时刻属稀缺资源,很难在短期内获得合适的时刻。
因此,在航段时间不足的情况下,可以通过适当提高成本指数,使飞行速度增大,飞行时间将会缩短,从而使航班恢复正常;在航段时间宽裕的情况下,可以使用推荐的较小成本指数飞行,既保证在航班时刻范围内完成飞行,又达到节省成本的目的。
公司可以每月根据统计数据查找此类航段时间不足造成延误的航班,由航班计划部门与运行控制部门协商制定措施,尽量先调整时刻,如无法调整则采用提高成本指数的办法,使航班正常运行。
当然,采用低成本指数运行需要公司各保障部门的配合。
如航段时间延长了5分钟,则飞机落地后各保障部门需采用快速过站保障措施,保障飞机准时起飞,不发生累计延误。
(三)机组在飞行中应遵循的原则
1.高度优先原则
高度对油耗的影响较成本指数对油耗的影响更大,保持有利高度飞行比低高度小成本指数更节油。
成本指数是FMC通过对飞机的速度微调来节约成本,在一个航段上,可能只节省100—300KG的油量,但飞机如果偏离有利高度的话,则会消耗更多的燃油。
因此,机组在实际飞行中应遵循高度优先的原则。
如果空管因飞行速度原因要求从有利高度下降时,应果断地增加飞行速度,满足空管要求,避免下降高度。
2.满足飞行时间限制原则
在接近机组日飞行时间限制的航班上,应遵循飞行时间限制原则,这种情况下可以提高成本指数,使飞行时间满足规定。
另外机组排班时对于此类航班应提出缩短发行时间的要求,避免在航班上安排加强组,否则增加的人员费用也会高于降低成本指数节省的成本,且降低了机组资源的有效利用率。
二、贯彻成本指数
合适的成本指数需要精确的财务数据,而公司建立和飞行小时有关的直接维护成本模型可能需要时间和人力,而且成本指数的调整还涉及到航空公司运行的多个层面,包括小时成本、燃油成本、航班正常性、飞行政策等方方面面的问题,需要公司各部门高度重视、密切配合,贯彻到航空公司每天的运行中去,才能找到最合适的成本指数,实现公司利益的最大化。
参考文献
《CostIndex》波音教材
《CostIndex》空客教材
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