维修用航材零备件用量预测
李俊生（中国民航学院计算机科学与技术学院，天津 300300）
摘 要：分析长期困扰航空公司的航材问题，针对维修用航空器材备件中存在的现状，提出了预测方法。该方法修正了移动平均法在航材订购预测中的不足。能够有效地降低航材的库存成本，提高经济效益。
关键词：移动平均法；航材；平均换件间隔时间
Required Aviation Spare Parts Forecast
LI Junsheng（ College of Computer Science & Technology, Civil Aviation University of China, Tianjin 300300）
【Abstract】 A new method of forecasting required aviation material is proposed, a revision of moving average used in purchasing spare parts. The new method can reduce the stock cost effectively and enhance economic returns.
【Key words】Method of moving average；Aviation material；MTBR
文章编号：1000—3428(2005)增刊—259—02 文献标识码：A 中国分类号：·工程研究与设计技术· F253.4
1 航材管理工作的现状和存在的问题
航材是指航空公司维护、维修飞机及附件时，需要更换的零备件。是保障航班正常飞行的关键所在。这在航空公司资金总额中占有很大的比重，是公司最大的成本之一。一架飞机由数百万个零件组成，种类也有十几万种，在其整个寿命期内要更换的零备件种类可达2 万种之多，而且绝大多数是视情件（定时更换的时寿件不过二三百种）。即使较常用
的零件也有几千种。伴随飞机整个营运过程的是不间断的维护检修工作以保证飞机的适航及舒适性。由于零件损坏是随机事件，检查时发现需要更换；许多零件影响飞机适航和安全，造成缺件停飞；而飞机零备件供应由于被OEM 控制，
国际采购的交货期很长，运输时间也长，正常需要3 个月左右。因此使得航材订货使用预测技术成为一个既困难又关键的技术。航材管理是航空公司成本核算的重要因素，既要保
证航班正常，又要避免浪费，降低成本，提高效益。因此，进一步研究和探讨航材管理的现状，加强航材管理，对航空公司的正常运行和经济效益的提高具有十分重要的意义。
航材备件的积压一直是困绕我国民航企业的一个问题。
航空公司在确定采购新机备件时，一般参考波音、空客等飞机制造公司提供的首期清单(RSPL)，然而实际证明这样常造成备件积压。据统计全民航共积压了近200亿元的航材。造成备件积压的原因十分复杂，原因之一是制造厂家提供的RSPL仅根据单个部件的备件需求预测，而未作备件系统优化。
现在国内航空公司、维修站普遍采用的是根据以往的发料记录推测以后用量的方法，即移动平均法：Ft=(At-1+At-2+At-3+…+At-n)/n式中，Ft 为对下一期的预测值；n 为移动平均的时期个数；At-1–前期实际值；At-2,At-3 和At-n 分别表示前两期、前3期直至前n 期的实际值的平均值。
这种方法有以下两个重大缺陷：
(1) 无预见/前瞻性：许多零件寿命较长，飞机营运数年后陆续进入更换的项目中，而使用发料历史中并没有记
录，用这种方法就无法预测；
(2) 应用此方法的假设前提（时间序列上的使用量有很强的正相关）与维修工作中零件损坏的机理不相符。举个简单的例子：假如你有一辆汽车，开了5 年之后轮胎磨损换了一个新的，根据上述预测方法你需要买一个轮胎作为备件，实际上你不会这么做，因为新的轮胎再被更换的可能性很小，大约5 年之后才更换。事实上维修工作中零件损坏更换事件在时间序列上的发生量是负相关的。
国内航空公司机队规模比较小，同一型号的机群寿命较为一致，维修工作也比较集中，某一种类的航材需求也相对集中，在更换开始发生到纳入计划备件体系这一段时间内经
常缺件，需要紧急甚至AOG（Aircraft On Ground）处理；整个机群都换过新件之后不再需要，而根据历史记录仍做备件计划造成积压，甚至长期恶性在库。这说明了航材库存的现状：多的多，缺的缺[1]。
有没有更好的预测方法呢？如果从零部件本身损坏的机理出发建立数学模型计算其发生数量，就可以做到准确的用量预测。
2 基于航材保障率的可靠性预测方法
这里应当利用参数MTBR（MEAN TIME BETWEEN REMOVAL）。参数MTBR 用于描述零部件的平均寿命：即平均换件间隔时间，其取值有两个来源：设计寿命和统计数据。BOEING，AIRBUS 等对每个零部件设计/实际使用寿命进行不间断的跟踪，并根据实际损坏情况更新MTBR 的值。BOEING，AIRBUS 等根据客户需求定期免费提供其在世界
范围内统计的数据，而国内航空公司维修站却没有人分析利用这些数据[2]。
一个零部件正常损坏原因可分为：设计寿命到限、检修损坏，磨损，腐蚀，疲劳，过热等。MTBR 描述了损坏的平均情况，而每个零件的损坏是一个偶然事件，所以具体到每个零件其换件间隔时间是一个以MTBR 为平均值的概率分布，损坏原因不同除影响MTBR 之外还决定了概率分布的形状。一般而言损坏概率离MTBR 越近时越大，即呈现近似对称的钟型分布如图1。
…
4 结论
利用基于移动平均法的修正算法可以将长期滞库的航材减小到最低或接近为0，并有效地减少紧急订货AOG 数量，不仅有效地节约了成本，而且还能保障航材的有效供应。
此方法的不足之处在于：（1）移动平均法的数据的海量和有效性；（2）参数MTBR 的人工修正，会给应用带来一些繁琐。
参考文献
1 张鹤龄. 航空公司整合电子化航材采购系统可行性分析.计算机应用研究, 2002,19(6):35-37
2 李俊生.航材管理系统的研究与开发.中国民航学院学报, 2003, 21(增刊2):67-69
3 孙春林. 一种基于航材系统保障率的备件可靠性模型. 航空维修与工程, 2004,(3):50-51
