ANALISI DEI COSTI. IOC (In direct Operative Costs)

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1 ANALISI DEI COSTI Il principale criterio economico in base al quale andrebbe valutato il progetto di un velivolo è il ritorno di investimento alla compagnia aerea (ROI = return on investment). L utilizzo di tale parametro è tuttavia molto difficile per diversi motivi che intervengono prima e durante la produzione: forti variazioni nella quantità prodotta termini e condizioni dei mutui fatti durata molto lunga del progetto: i fattori che influenzano il mercato finanziario sono considerati su periodi più brevi e perciò è molto difficile trovare fondi per lo sviluppo di nuovi programmi decisioni dei governi nazionali e dunque influenza spesso politica in questo campo. Poiché è difficile tenere conto di tutti questi fattori ogni compagnia ha sviluppato metodi propri per l analisi dei costi: tutti questi metodi distinguono però tra costi operativi diretti e indiretti. IOC (In direct Operative Costs) Sono quei costi non direttamente collegati al particolare tipo di velivolo: comprendono molte voci ma le più importanti sono pubblicità e vendita servizi per i passeggeri mantenimento delle strutture e attrezzature di terra costi amministrativi e generali. Tutti questi costi sono molto variabili ma non trascurabili: essi infatti possono contare dal 15% al 50% dei costi operativi totali.

2 DOC (Direct Operative Costs) Sono i costi associati al velivolo stesso e alla sua manutenzione e comprendono costi fissi costi di produzione costi per il volo costi di manutenzione COSTI FISSI Comprendono in particolare costi di assicurazione: sono molto variabili; un fattore attuale che incide su questa fetta di spese è per esempio il terrorismo e quindi l area geografica delle rotte e la sicurezza della compagnia aerea. Possono contare dall 1% al 3% del prezzo del velivolo svalutazione: ogni velivolo ha un valore ben definito quando viene venduto (residual value) e che decresce con gli anni. Per gli aerei civili il periodo dopo il quale la svalutazione ha annullato completamente il prezzo iniziale varia tra i 20 e i 30 anni Costi di produzione Sono la somma dei costi di progetto e di sviluppo (non ricorrenti) e dei costi di produzione vera e propria (ricorrenti). I costi non ricorrenti occuperanno gran parte delle spese nei primi anni del programma ma verranno recuperati in fretta al crescere della produzione. E ormai una teoria affermata quella del learning factor secondo cui tutte le volte che la produzione raddoppia il numero di ore di lavoro per ogni velivolo decresce in modo esponenziale con il learning factor LF.

3 learning curve 1,2 1 ore di lavoro 0,8 0,6 0,4 0, quantità prodotta Tuttavia se per mancanza di fondi la produzione viene interrotta e ripresa dopo un certo periodo allora la curva subisce una forte discontinuità e perciò il numero di ore aumenta di nuovo. E importante notare come all atto della vendita, il prezzo del velivolo non tiene conto di questi costi ma è un prezzo che possa consentire al produttore di entrare nel mercato e battere la concorrenza; anche quando il velivolo, seppur appena costruito, risulta vecchio a livello tecnologico il costruttore fisserà un prezzo basso per battere la concorrenza dei nuovi velivoli, con la consapevolezza di aver già recuperato tutte le spese. Tale strategia è dettata anche dal fatto che, a fronte di tutte le spese, il costruttore non sa a priori quanti velivoli potrà vendere e quindi quanto dovrà recuperare per ogni velivolo che venderà COSTI DI MANUTENZIONE Includono le spese per il materiale e la manodopera. Si dividono in spese per l airframe, per il motore e spese generali.

4 COSTI PER IL VOLO Includono le spese per l equipaggio, variabili con il numero di piloti e attendenti di volo e con il numero di ore di utilizzo dell aereo; è interessante sottolineare che il numero di ore di utilizzo non si riferisce al numero di ore di volo, ma è quello definito come block time, cioè il tempo che intercorre da quando vengono tolti i blocchi dalle ruote all aeroporto di partenza fino quando vengono rimessi all aeroporto di destinazione: tale tempo tiene dunque conto del tempo speso per imbarcare i passeggeri, del tempo della fase di taxi, del tempo di attesa per il traffico aereo E evidente che per aerei con rotte brevi, il tempo speso all aeroporto di partenza e di arrivo può essere paragonabile o addirittura superiore al tempo di volo. Sono anche inclusi i costi per il combustibile e l olio che sono facilmente calcolabili. Tutti i costi vengono calcolati all ora e vengono sommati per fornire il DOC per ora di volo. Questo può essere moltiplicato per il numero di ore richieste per una data rotta ottenendo lo stage cost. Infine lo stage cost può essere diviso per la distanza e il numero di passeggeri per trovare il DOC per site mile che risulta essere un parametro molto importante nell analisi dei costi. Stima approssimativa dei costi per il nostro velivolo Per questa stima, ci riferiamo all esempio riportato sul Jenkinson di un velivolo con caratteristiche di missione e di prestazione simili alle nostre. I dati da cui partire sono i seguenti: numero di posti: 301 range a pieno carico: 8800 nm velocità di crociera: 487 kts peso massimo al decollo (MTOM): kg spinta dei motori al decollo: 513 kn (ogni motore) SFC di crociera: 0,51 consumo di combustibile: 3960 kg / hr (ogni motore) ore di utilizzo: 4200 hr / year manutenzione dei motori: 190$ / hr (ogni motore) manutenzione dell airframe: 660$ / hr (manodopera) + 218$ / hr (materiale)

5 Di questi dati molti sono stati presi dai dati del nostro aereo e del motore, mentre gli ultimi 3 sono dei valori di riferimento trovati sullo stesso Jenkinson. Costi fissi Il peso a vuoto è pari a kg e dal grafico presente sul Jenkinson ricaviamo che il prezzo totale del velivolo è circa pari a $M 130. Per il costo del motore si può utilizzare la formula presente sul Raymer C = 1543 N eng (0,043T max + 243,5M max + 0,969T turb 2228) dove N eng = numero di motori montati = 2 T max = spinta massima = lbs M max = massimo numero di Mach = 0,87 T turb = temperatura all ingresso in turbina (in gradi Rankine) = 2484 R. Si ottiene C eng = $M 16,506 a cui stimiamo di aggiungere un 30% per i ricambi pari a 4,95 milioni di dollari. I ricambi per l airframe sono stimati attorno al 10% del costo dell airframe stesso (pari al prezzo totale meno il costo dei motori = $M 11,349) e costano dunque $M 1,1349. Sommando il costo totale del velivolo al costo per i ricambi si ottiene il costo totale dell investimento che è pari a $M 146,3. Assumendo che tale costo subisce un deprezzamento del 10% su un periodo di 20 anni si ricava che il costo per anno dovuto al deprezzamento è dato da ( 1 0,1) 146,3/ 20 = $M 6,583. Supponiamo poi che il tasso di interesse sul costo dell investimento sia intorno al 5,4% per anno; il costo dovuto a tale interesse sarà allora 0, , 3 = $M 7,9. Consideriamo poi il premio dell assicurazione pari all 1% del costo del solo aereo e allora la spesa sarà 0, = $M 1,3.

6 Perciò i costi fissi all anno sono 6, ,9 + 1,3 = $M 15,78 e divisi per il numero di ore di utilizzo (4200 hr / anno) danno i costi fissi per ora che sono 3758 $/hr. Costi per il volo Supponiamo che pilota e copilota siano pagati $360 all ora e i 9 attendenti di volo siano pagati $90 all ora. Allora il costo per tutto l equipaggio è = $1530 / hr. Le tasse aeroportuali siano di $6 per tonnellata del peso al decollo e dunque in totale è 6 342,06 = $2052. L imposta per la navigazione per questo tipo di velivolo è di $5640 per ogni volo. I servizi di terra costano $11 per ogni passeggero per ogni volo per un totale di $3311 per ogni volo. In totale le spese per l aeroporto sono = $11003 per ogni volo. Per correlare questi costi alle ore di utilizzo dell aereo è necessario definire il block time di un volo. Per la fase di crociera il tempo è pari a 8800 nm / 487 kts = 15,71 hr. Tenendo conto che una parte delle 8800 nm è percorsa nelle fasi di salita e discesa a velocità più basse, aggiungiamo in modo approssimativo per queste fasi 10 minuti. Teniamo poi conto di 20 minuti per l accensione, la fase di taxi e il decollo, di 10 minuti per l autorizzazione all atterraggio e 5 minuti per l atterraggio stesso e la fase di taxi prima di fermarsi. In totale dobbiamo aggiungere 43 minuti pari a 0,72 ore. Perciò il block time è pari a 16,43 ore. Possiamo ora calcolare le spese dell aeroporto per ore di volo e sono pari a $670 / hr. Il consumo di combustibile è stimato intorno a 3960 kg / hr per ogni motore in fase di crociera. Durante le altre fasi il consumo sarà più elevato ma tali fasi sono trascurabili per un aereo a lungo range come il nostro. La densità tipica per il combustibile è 800 kg / m 3 e allora il volume di combustibile utilizzato è 4,95 m 3 = 4950 litri = 1308 US galloni / hr per

7 ogni motore; supponiamo che il costo del combustibile sia di 0,7$ al US gallone. Il costo per il combustibile tenendo conto dei 2 propulsori è allora $1831 / hr. Costi per la manutenzione E molto difficile in questa fase preliminare stimare queste spese; i valori utilizzati sono tipici del velivolo e del motore: motore (manodopera + ricambi): $190 / hr per motore airframe (manodopera): $660 / hr airframe (ricambi): $218 / hr Il totale è allora = $1258 / hr. DOC TOTALI PER ORA E la somma di tutte le componenti appena calcolate: costi fissi: $3758 / hr spese per l equipaggio: $1530 / hr spese aeroportuali: $670 / hr spese per il combustibile: $1831 / hr costi di manutenzione: $1258 / hr

8 DOC / hr 20% 14% costi fissi 42% costi per l'equipaggio spese aeroportuali costi per il combustibile 7% 17% costi per la manutenzione DOC / hr = $9047 Total stage cost = (DOC / hr)*(ore di volo) = $9047 * 16,43 = $ DOC / mile = (total stage cost) / (range) = $16,89 DOC /seat /mile = (DOC / mile) / (numero di passeggeri) = 5,61 cents Per quegli operatori che affittano il proprio velivolo, i costi fissi appena calcolati non fanno parte del DOC perché il contratto di prestito è contato come una spesa annuale non collegata al velivolo stesso. In questi casi il DOC è definito come Cash DOC ed è semplicemente uguale a quello appena calcolato ma da esso dobbiamo togliere i costi fissi; perciò diventa

9 CASH DOC / hr 24% 34% 29% 13% costi per l'equipaggio spese aeroportuali costi per il combustibile costi per la manutenzione Cash DOC / hr = $5288 Total stage cost = $86893 Cash DOC / mile = $9,87 Cash DOC / seat / mile = 3,28 cents. DAPCA IV MODEL Più dettagliato è il metodo riportato sul Raymer che stima le ore richieste per l RDT&E (Researh Development Test and Evaluation) e per la produzione come somma delle ore richieste per la progettazione, per la produzione (attrezzature e costruzione), per il controllo di qualità. In questa stima cadono anche i costi per lo sviluppo, per i voli di collaudo, per i materiali. Engineering Comprendono le ore per il progetto e per l analisi, per i test, per i controlli, per l integrazione di propulsione e avionica. Sono calcolate con la relazione H = 4,86W E 0,777 e V 0,894 Q 0,163 dove W e è il peso a vuoto in lbs

10 V è la velocità massima in kts Q è la quantità prodotta Supponiamo di calcolare H E per una produzione di 1, 10, 50, 100, 200 velivoli. Si ottengono i seguenti valori per Q = 1 H E = hrs per Q = 10 H E = hrs per Q = 50 H E = hrs per Q = 100 H E = hrs per Q = 200 H E = hrs ore di enginnering quantità Notiamo che al crescere della produzione le ore di engineering aumentano ma la loro variazione è via via più piccola: questo è coerente con la teoria del learning factor. Tooling Comprendono le ore di preparazione alla produzione: progetto di attrezzature e impianti, preparazione di stampi e matrici, programmazione di macchine a controllo numerico, fabbricazione dei sistemi di prova. Utilizziamo la seguente formula: H = 5,99W T 0,777 e V 0,696 Q 0,263 Si ottiene per Q = 1 H T = hrs per Q = 10 H T = hrs per Q = 50 H T = hrs per Q = 100 H T = hrs per Q = 200 H T = hrs

11 Manufactoring E il lavoro vero e proprio per fabbricare il velivolo. Si calcola come H = 7,37W M 0,82 e V 0,484 Q 0,641 e vale per Q = 1 H M = hrs per Q = 10 H M = hrs per Q = 50 H M = hrs per Q = 100 H M = hrs per Q = 200 H M = hrs Quality Control Include i controlli sulla produzione, sui macchinari e impianti, sul velivolo completo e sulle sue parti. Si stima con la seguente formula H Q = 0,133H M e dunque si ottiene per Q = 1 H Q = $ per Q = 10 H Q = $ per Q = 50 H Q = $ per Q = 100 H Q = $ per Q = 200 H Q = $ Development Sono costi non ricorrenti che includono la realizzazione di modelli dimostrativi, attrezzature e strumenti per test strutturali e di vario genere. Si calcolano con la formula C = 45,42W D 0,63 e V 1,3 e si ottiene $ indipendentemente dal numero di velivoli poi costruiti.

12 FLIGHT- TEST COATS Sono i costi necessari per dimostrare nel caso di aerei civili le caratteristiche di navigabilità dell aereo. Si calcolano come C = 1243,03W F 0,325 e V 0,822 FTA 1,21 dove FTA è il numero di velivoli dimostrativi che in genere varia da 2 a 6. Supponendo che siano 4 si ottiene C F = $ Manufactoring materials Comprendono i materiali grezzi (come alluminio, acciaio, compositi, ) utilizzati per le strutture, ma anche i materiali per il sistema elettrico, pneumatico, idraulico e per il controllo dell inquinamento. Si calcolano con la formula C = 11W M 0,921 e V 0,621 Q 0,799 e si ottiene per Q = 1 C M = $ per Q = 10 C M = $ per Q = 50 C M = $ per Q = 100 C M = $ per Q = 200 C M = $ Engine costs I costi per ogni motore sono già stati calcolati precedentemente: abbiamo trovato che ogni motore costa $M 16,506. Per ricavare le spese finali dobbiamo sommare i costi già ottenuti al numero di ore opportunamente moltiplicate per il costo all ora in ogni singola fase. Dal Raymer ricaviamo che per l engineering RE = $59,10 per il tooling RT = $60,70 per il quality control RQ = $55,40

13 per il manufactoring RM = 50,10. Dovremmo infine aggiungere i costi dell avionica che non sono forniti dal modello DAPCA; tuttavia il Raymer ci suggerisce di stimarli tra il 5 e il 25% del costo totale. Supponiamo che occupino il 15%del costo totale. Vediamo allora come si ripartiscono i costi nella produzione di uno o più velivoli costi di produzione per un velivolo 15% 2% 1% 8% 13% 2% 16% 43% engineering tooling manifacturing quality control materials avionics development flight tests

14 costi di produzione per 50 velivoli 15% 4% 1% 23% engineering tooling manifacturing 12% 4% 28% 13% quality control materials avionics development flight tests costi di produzione per 200 velivoli 15% 2% 0% 15% 9% engineering tooling manifacturing quality control 19% materials avionics 4% 36% development flight tests Nonostante sia molto difficile che si riescano a piazzare sul mercato 200 velivoli come il nostro questa analisi è importante perché possiamo Notiare come i costi sostenuti all inizio del programma (engineering, flight tests, development, tooling) diminuiscano mentre aumentino i costi strettamente legati alla produzione (materials, quality control, manifacturing).