analisi dei costi

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.
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
¾ 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
¾ 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.
learning curve
1,2
ore di lavoro
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
3
5
7
9
11
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.
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): 342060 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)
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 145446 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 ⋅ (0,043Tmax + 243,5M max + 0,969Tturb − 2228)
dove
N eng = numero di motori montati = 2
Tmax = spinta massima = 115300 lbs
M max = massimo numero di Mach = 0,87
Tturb = temperatura all’ingresso in turbina (in gradi Rankine) = 2484 R.
Si ottiene Ceng = $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 0,054 ⋅146,3 = $M 7,9.
Consideriamo poi il premio dell’assicurazione pari all’1% del costo del solo aereo e allora
la spesa sarà 0,01⋅130 = $M 1,3.
Perciò i costi fissi all’anno sono
6,583 + 7,9 + 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 360 ⋅ 2 + 90 ⋅ 9 = $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 2052 + 5640 + 3311 = $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 $670 / hr.
Il consumo di combustibile è stimato intorno a 3960 kg / hr per ogni motore in fase di
crociera. Durante le altre fasi il consumo sarà più elevato ma tali fasi sono trascurabili per
un aereo a lungo range come il nostro. La densità tipica per il combustibile è 800 kg / m3 e
allora il volume di combustibile utilizzato è 4,95 m3 = 4950 litri = 1308 US galloni / hr per
ogni motore; supponiamo che il costo del combustibile sia di 0,7$ 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 2 ⋅190 + 660 + 218 = $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
DOC / hr
14%
42%
20%
7%
17%
costi fissi
costi per l'equipaggio
spese aeroportuali
costi per il combustibile
costi per la manutenzione
DOC / hr = $9047
Total stage cost = (DOC / hr)*(ore di volo) = $9047 * 16,43 = $148640
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
CASH DOC / hr
costi per l'equipaggio
24%
29%
spese aeroportuali
costi per il combustibile
34%
13%
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 E = 4,86We0,777 V 0,894 Q 0,163
dove We è il peso a vuoto in lbs
V è la velocità massima in kts
Q è la quantità prodotta
Supponiamo di calcolare HE per una produzione di 1, 10, 50, 100, 200 velivoli.
Si ottengono i seguenti valori
per Q = 1 HE = 23306192 hrs
per Q = 10 HE = 33921209 hrs
per Q = 50 HE = 44096431 hrs
per Q = 100 HE = 49370932 hrs
per Q = 200 HE = 55276332 hrs
60000000
ore di enginnering
50000000
40000000
30000000
20000000
10000000
0
0
50
100
150
200
250
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 T = 5,99We0,777 V 0,696 Q 0, 263
Si ottiene per Q = 1 HT = 8435894 hrs
per Q = 10 HT = 15457211 hrs
per Q = 50 HT = 23602622 hrs
per Q = 100 HT = 28322471 hrs
per Q = 200 HT = 33986155 hrs
Manufactoring
E’ il lavoro vero e proprio per fabbricare il velivolo. Si calcola come
H M = 7,37 We0,82 V 0, 484 Q 0,641
e vale per Q = 1 HM = 4821419 hrs
per Q = 10 HM = 21094775 hrs
per Q = 50 HM = 59185412 hrs
per Q = 100 HM = 92294305 hrs
per Q = 200 HM = 143924633 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 HQ = 642148 $
per Q = 10 HQ = 2805605 $
per Q = 50 HQ = 7871659 $
per Q = 100 HQ = 12275142 $
per Q = 200 HQ = 19141976 $
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 D = 45,42 We0, 63V1,3
e si ottiene 416708881 $ indipendentemente dal numero di velivoli poi costruiti.
FLIGHT-
TEST COATS
Sono i costi necessari per dimostrare nel caso di aerei civili le caratteristiche di navigabilità
dell’aereo. Si calcolano come
C F = 1243,03We0,325 V 0,822 FTA1, 21
dove FTA è il numero di velivoli dimostrativi che in genere varia da 2 a 6. Supponendo che
siano 4 si ottiene
CF = 66310496 $
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 M = 11We0,921V 0, 621Q 0, 799
e si ottiene per Q = 1 CM = 60450577 $
per Q = 10 CM = 380540120 $
per Q = 50 CM = 1376821010 $
per Q = 100 CM = 2395523586 $
per Q = 200 CM = 4167958804 $
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
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
13%
2%
43%
15%
2%
1% 8%
16%
engineering
tooling
manifacturing
quality control
materials
avionics
development
flight tests
costi di produzione per 50 velivoli
4% 1%
15%
23%
12%
13%
4%
28%
engineering
tooling
manifacturing
quality control
materials
avionics
development
flight tests
costi di produzione per 200 velivoli
15%
2% 0%
15%
9%
19%
4%
36%
engineering
tooling
manifacturing
quality control
materials
avionics
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).