民用飞机研制阶段机体结构制造的成本估算方法

民用飞机研制阶段机体结构制造的成本估算方法
作者：谢寅
来源：《中国乡镇企业会计》 2017年第9期
摘要：随着我国飞机制造技术的发展，得以立项的民用飞机型号日渐增多，而型号研制成
本的估算在立项过程中具有重要作用。

本文对民用飞机研制阶段机体结构的制造成本进行研究
并分类，描述各类费用进行估算的方法，给型号成本估算提供了思路。

关键词：民用飞机研制；机体结构；成本估算
一、引言
民用飞机，尤其是大型客机的研发和制造能力是衡量国家航空水平的重要标准，也是国家
整体实力的综合体现。

民用飞机项目的研制工作具有周期长、难度大、高投入、高风险等特点，随着民机项目在国内的稳步开展，如何科学合理的估算研制成本、控制研制经费，对型号立项
和商业成功具有重要意义。

二、范围
本文探讨的范围为民用飞机研制阶段机体结构的制造成本，包括研制阶段的非重复性成本（工装费、工艺文件编制费）和重复性成本（试飞机、试验件、工艺验证件费用）；不包括：
关键技术攻关、专用测试设备等费用。

机体结构指构成飞机外部形状的部分和承受飞机的主要受力结构，分为：机身、机翼、尾翼、起落架等。

由于起落架和发动机短舱分别涉及实现系统功能的起落架（液压）系统和动力
系统，通常为主机厂向系统供应商直接采购，故本文探讨的机体结构制造费用的范围不包括起
落架和发动机短舱。

三、边界条件
进行成本估算前，需要考虑既定的边界条件，主要包括：项目周期、飞机工程信息、试飞
机架份数、试验件和工艺验证件数量、年度材料和人工成本浮动、学习曲线系数、速率工装要求、税收政策、汇率等。

四、估算方法
本文采用工程法对研制阶段机体结构的制造成本进行分类估算，费用类别包括：材料费、
工时费、工装费和工艺文件编制费。

1.材料费
材料费是指在项目研制过程中必须耗用的各种原材料、辅材、外购成品的采购、运输、装卸、整理、筛选等费用（工装原材料除外）。

材料费估算方法：材料费=[原材料单机定额*材料单价（含运输、装卸、整理、筛选等费用）*试飞机架份数（包含试验件、工艺验证件折算成试飞机架份数的当量）* 投保量]+ 外购成品、飞走化工、辅料、紧固件费用+最小起定量影响。

（1）材料单机定额：根据分解机体结构工程信息中各类材料的重量采用材料利用率的方法估算单机材料定额（复合材料辅材按照主材价格乘辅助材料系数计算）。

材料利用率根据材料
的化学成分、加工工艺、状态等有所不同，需要分类计算：按照材料化学成分分为金属材料（钢、铝、钛、铜、铝锂合金等）、非金属材料和复合材料；按照加工工艺分为钣金件、机加
件等；按照状态分为板材、型材、锻件等。

（2）材料单价:按照市场相同或类似材料的平均采购成本进行计算。

（3）投保量：考虑到研制阶段制造的难度引起的材料报废情况，金属材料、非金属材料的投保量一般按照1.2-1.4保1；复合材料一般按照2保1；标准件一般按照1.1-1.2保1；外购
成品件一般按照1保1计算。

（4）外购成品、飞走化工、辅料和紧固件：主要包括定制的橡胶密封件、拉杆、轴承、气弹簧等外购成品；漆、胶、隔音棉在内的飞走化工材料；产品制造过程中消耗的通用工刀量具
等生产性辅助用料以及在零组件中起到连接作用的紧固件。

对于上述材料的费用可采用类比法，即根据已有型号的该类费用并考虑目标型号的尺寸和制造难度后进行修正计算。

（5）最小起定量：由于研制批试飞机架份数较少且生产不连续，需考虑部分材料由于最小起定量引起而增加的材料成本，尤其是紧固件和有寿命期的复合材料。

2.工时费
工时费是指在产品制造过程中发生的直接人工、制造费用、期间费用等。

工时费是工时费
估算方法主要采用类比法：工时费=某型号(以铝材为主)飞机机体结构单机平均制造工时*学习
曲线修正系数*工时难度修正系数*工时尺寸修正系数*小时费率。

（1）学习曲线修正系数：以某型号(以铝材为主)飞机机体结构单机平均制造工时为基准，考虑该型号飞机与目标估算的某型号研制批架份数的差异调整该系数。

如：某型号飞机研制批
6 架份单机平均工时200 万小时，学习曲线系数按照0.88，计算出目标估算的型号研制批8架份单机平均工时为191.96万小时，学习曲线修正系数为0.9598。

（2）工时难度修正系数：根据行业经验，一般以铝材为主的机体制造难度为1，复合材料
制造难度系数为1.4-2，钛合金制造难度系数为1.5-2.2，铝锂合金制造难度系数为1-1.5。

制
造难度系数根据机型涉及到的工艺难度确定，比如复材制造采用自动铺丝工艺制造，修正系数
可采用1.9。

（3）工时尺寸修正系数：根据目标估算型号飞机长度与某型号(以铝材为主)飞机长度的比例确定。

如：目标估算型号飞机的长度为60米，某型号(以铝材为主)飞机长度为40米，则尺
寸修正系数为60/40=1.5。

（4）小时费率：主要组成为直接人工费率+燃料动力费率+设备折旧费率+其他费率，取值
按照承制单位所在地区的实际小时费率为准。

由于金属材料和复合材料制造过程中工艺相差较大，故一般在计算中将金属材料和复合材料的燃料动力费率和设备折旧费率分别单独取值计算。

3.工装费
工装费指在项目研制过程中购买、自制或租赁专用工艺装备、运输模具、专用工刀量具、
专用软件等发生的费用。

工装费的估算方法主要采用类比法，工装费=Σ已有型号飞机机体结
构的各类工装费* 各类修正系数，费用类别包括：零件工装费、装配工装费、运输工装费、专
用软件费等。

（1）零件工装：包括金属材料零件工装和复材材料零件工装。

金属材料零件工装费=已有
型号飞机机体结构的金属零件工装费用/金属零件重量* 目标估算型号飞机金属零件重量*工艺
难度修正系数。

工艺难度修正系数取决于已有型号飞机和目标估算型号飞机的金属材料组成比例。

复合材料零件工装费用=已有型号飞机机体结构的复合材料零件工装费用/复合材料零件重
量/长度/直径*目标估算型号飞机的复合材料零件重量*长度*直径。

（2）装配工装：考虑目标估算型号飞机与已有型号飞机的尺寸差异（长度* 直径）及工装的先进性，装配工装费=已有型号飞机机体结构的装配工装费用/长度/直径* 目标估算型号飞机的长度* 直径* 工装先进性系数。

工装先进性系数取决于已有型号飞机和目标估算型号飞机的
使用先进装配工装的对比情况。

（3）工艺验证工装：型号研制过程中，除在关键技术攻关中已考虑的机体结构制造技术攻关及验证工作外，其余典型材料零件制造（尤其是复合材料的零件制造）工艺验证、金属零件
试片级和典型件级工艺验证过程中涉及的小尺寸工装需要单独制造，一般按照金属零件和复合
材料零件工装费用的一定比例进行估算。

（4）运输工装费：基于国内外民机研制的实际情况，机体部段由各承制单位分别制造并运输至主机厂进行总装。

该费用包括部段运输过程中需要的专用工装（托架、包装箱、专用车辆）、运输费和保险费。

运输专用工装费可用类比法参考已有机型运输工装根据目标机型部段
的尺寸分类进行估算，如：机头、前机身、中机身（含中央翼）、后机身、尾段、翼盒等部段，按照每部段X万元；平尾、垂尾、机翼前后缘等部段，按照每部段Y万元；其余部段按照每部
段Z万元；再乘以长度和难度系数进行估算。

此外，对于运输过程中超宽超限的部段，根据实
际情况需额外增加运输工装费用。

（5）专用工刀量具费：指在零件加工过程中损耗的工刀量具费用。

尤其是复合材料零件在加工过程中对工刀量具的损耗较大且该部分工刀量具单价相对较高，故工刀量具费用暂按零件
工装及装配工装费的一定比例估算。

（6）专用软件费：指在型号研制过程中对于试飞机研制及工艺试验所需开发和购置的专用软件费用，研制过程中的专用软件费根据承制企业的信息化建设内容以及目标型号对于信息化
需求的实际情况估算，也可根据已有型号的专用软件费乘以难度修正系数进行计算。

（7）工装定检返修费：根据质量控制及工装管理要求，在型号研制期间需要按架次进行多次定检、返修，一般费用按照上述工装费的5%计算。

（8）加长缩短专用工装：如果型号研制需要涉及系列化加长型、缩短型等试飞机，则需要增加额外工装费，可按照基本型工装的一定比例进行估算。

4.工艺文件编制费
工艺文件编制费指在项目研制工艺准备过程中工艺人员编发的各类工艺类文件所需的费用，包括工艺人员费、工艺人员设计用品费和燃料动力费。

工艺文件仅指：AO、FO、TO、MPR、材料需求定额、工艺规程、工艺方案、协调方案等。

工艺文件编制费=各工艺文件编制工作量*人年费用标准。

工艺文件工作量可以按照飞机机
体结构设计工作量的一定比例进行估算，也可根据需编制的各类工艺文件份数以及编制每份工
艺文件所需工作量计算，各类工艺文件的编制份数根据已有机型工程数据物料清单（EBOM）中
的零组件数量进行类比推算。

人年费用标准=工艺人员人年费用标准+工艺人员设计用品人年费
用标准+燃料动力人年费用标准，各类人年费用标准根据承制单位实际情况进行计算。

总结
虽然采用上述方法可以在型号初始阶段对机体结构制造成本进行估算。

但由于民用飞机项
目研制的复杂性，往往在研制过程中会出现项目进度延迟、工程更改等增加项目成本的事项，
故建议在研制成本估算时还需单独预留一定比例的风险准备费以应对项目不可预见的各种情况。

（作者单位：上海飞机制造有限公司财务部）。