Flight Operating Costs - Universidad San Buenaventura
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DESARROLLO DE SOFTWARE PARA ESTIMAR COSTOS DIRECTOS DE OPERACIÓN EN AERONAVES DE PISTÓN EN CATEGORÍA NORMAL DANIEL ARIAS CASTELLANOS OSCAR CURTIDOR CRUZ EDUAR RODRÍGUEZ CUADROS CARLOS VALENCIA MONTIEL UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA AERONÁUTICA Bogotá 2010 DESARROLLO DE SOFTWARE PARA ESTIMAR COSTOS DIRECTOS DE OPERACIÓN EN AERONAVES DE PISTÓN EN CATEGORÍA NORMAL DANIEL ARIAS CASTELLANOS OSCAR CURTIDOR CRUZ EDUAR RODRÍGUEZ CUADROS CARLOS VALENCIA MONTIEL Director: FERNANDO COLMENARES QUINTERO Postdoc PhD MSc MEng Gas Turbine Engineering (GTE) Group UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA AERONÁUTICA Bogotá 2010 AGRADECIMIENTOS Deseamos expresar agradecimientos a nuestros padres, al Ing. Gabriel Jaime Cardona Orozco, decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de San Buenaventura, y al Doctor Fernando Colmenares director del grupo Gas Turbine Engineering (GTE). Agradecemos también a las empresas aéreas y profesores que participaron al desarrollo del proyecto. Aero Cusiana LTDA (Gerente. José Gino Orozco) Aero Club de Colombia (Julio Cesar) Piloto instructor Policía Nacional Antinarcóticos (Técnico. William Soto) Rio Sur LTDA (Ing. Julio Ducon) Acosta & Moya (Gerente. Carlos Moya) Aviolectronica Avianca (Ing. John Bohórquez) Aero Civil (Ing. Iván Vera) Universidad del Bosque (Ing. Iván Darío Gómez) UPTC (Ing Hugo Felipe Salazar) Profesora Clara Molina U.S.B Ing. Alejandro García U.S.B TABLA DE CONTENIDO. 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Antecedentes 1.1.1 Aspectos Conceptuales 1.1.1.1 Análisis de costos 1.1.1.2 Costos Directos de Operación para una Aeronave 1.1.2 Métodos Analizados 1.1.2.1 Método Sallee (1974) 1.1.2.2 Método ATA Costs 1.1.2.3 Método Nasa 1.1.2.4 Método Airplane Estimation Costs de Jan Roskam 1.1.3 Aspectos Legales 1.2 Descripción y formulación del problema 1.3 Justificación 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo general 1.4.2 Objetivos específicos 1.5 alcances y limitaciones. 2. METODOLOGÍA 2.1 Enfoque de la investigación 2.2 Tipo de investigación 2.3 Criterios para selección del método 2.4 Técnicas de recolección de información 2.5 Diseño de la herramienta 2.6 Población y muestra 2.6.1 Población 2.6.2 Muestra 2.7 Variables 2.7.1 Variables utilizadas del método de roskam 2.7.2 Variables creadas para el análisis estadístico. 3. LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB 4. DESARROLLO DE INGENIERÍA. 4.1 Explicación factor de corrección 4.2 Diagrama de flujo 5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 5.1 Explicación de los costos directos de operación 5.1.1 Costos directos de vuelo 5.1.2 Costos directos de mantenimiento 5.1.3 Costos directos de depreciación 5.1.4 Costos de tasas de aterrizaje 5.1.5 Costos de tasas de financiación. 5.1.6 Porcentajes Costos directos de operación Aero Cusiana 5.1.7 Validación costo directo de operación Aero Cusiana 6. MANUAL DEL USUARIO 2 2 4 4 4 6 6 10 15 20 23 29 30 31 31 31 32 34 34 34 35 39 40 40 40 41 42 42 45 46 47 53 70 77 80 80 81 82 83 84 85 86 88 7. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA Bibliografía del grupo (Gas Turbine Engineering). GLOSARIO 92 94 95 96 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Costos directos de operación 6 Tabla 2. Porcentajes de costos dependiendo la velocidad de crucero. 9 Tabla 3. Depreciación de equipos 16 Tabla 4. Clasificación de aeropuertos en Colombia. 24 Tabla 5. Tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo en aeropuertos de categoría “A”. 25 Tabla 6. Tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo en aeropuertos de categoría “B”. 25 Tabla 7. Tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo aeropuertos categoría “C”. 26 Tabla 8. Periodo de depreciación y sistemas. 37 Tabla 9. Datos Iníciales de Estudio 40 Tabla 10. Muestra 42 Tabla 11. Variables método de Jan Roskam 42 Tabla 12. Variables creadas 45 Tabla 13. Base de datos para el costo de tripulación 47 Tabla 14. Coeficiente de correlación y Análisis de Regresión 49 Tabla 15. Análisis de Varianza 49 Tabla 16. Coeficientes 50 Tabla 17. Estadísticos Descriptivos 51 Tabla 18. Variables de costos de tripulación (piper PA-34-220) 53 Tabla 19. Datos para comprobar factor de corrección, costo de tripulación 54 Tabla 20. Variables para costos de mantenimiento del fuselaje 54 Tabla 21. Datos para comprobar factor de corrección para costo de mantenimiento del fuselaje por bloque hora 55 Tabla 22. Variables para mantenimiento aplicado a la carga 55 Tabla 23. Datos para comprobar factor de corrección,costo de mantenimiento aplicado a la carga (piper PA-34-220) 56 Tabla 24. Operación real de Aero Cusiana 2009 78 Tabla 25. Tiempo y distancia recorrida por las aeronaves de pistón 79 Tabla 26. Promedio de operación según rutas. 79 Tabla 27. Grados de libertad 108 Tabla 28. Valores del estadístico F 109 Tabla 29. Incoterms 113 LISTA DE FIGURAS. Figura 1. Resultados obtenidos por método NASA. Figura 2: Correlaciones de factores que impactan el pago por hora bloque. Figura 3: Airplane Estimation Cost Dr Jan Roskam Figura 4. Perfil de misión Figura 5. Línea de investigación trabajo de grado Figura 6. Residuales Figura 7. Análisis de regresión ajustada Variable X1 Figura 8. Histograma Figura 9. Resultado de validación costos de vuelo Figura 10. Resultados de validación costos de mantenimiento Figura 11. Resultados de validación costos de depreciación Figura 12. Resultados de validación costos de tasa de aterrizaje Figura 13. Resultados de validación costos de financiación Figura 14. Torta Resultados de validación DOC Figura 15. Resultados de validación DOC 15 18 23 37 46 50 51 51 80 81 83 84 84 85 86 LISTA DE ANEXOS Anexo A. Costo de la tripulación de Vuelo vs horas de vuelo. 101 Anexo B. Mantenimiento de la Aeronave: Horas de labor vs Peso en vacío de la aeronave sin motor. 102 Anexo C. Mantenimiento de motores: horas de trabajo-hombre vs empuje en el despegue 103 Anexo D Pesos y cuentas por asiento usadas en el estudio. 104 Anexo E. Explicación matemática de tablas obtenidas en Excel y SPSS. 105 Anexo G. Grafica proyectada al 2030 de CEF 110 Anexo H. (Diagrama de Gantt) 111 Anexo I. Tasa de cambio para año 2009 112 Anexo J. Compra de materiales o repuestos al exterior. 113 Anexo K. Costos operacionales de Aero Cusiana. 115 Anexo L. Carta presentación AVIOPARTES. 116 Anexo M. Carta presentación Air Caribe. 117 Anexo N. Costo mantenimiento AVIOELECTRONICA. 118 Anexo O. Costo de repuestos ACOSTA & MOYA 119 Anexo P. Lista de repuestos para la reparación general del motor CONTINENTAL TSIO-360-KB 120 INTRODUCCIÓN La innovación tecnológica es uno de los pilares investigativos, objetivo de la ciencia y parte del compromiso académico con el desarrollo del país. En este sentido, generar herramientas de este tipo para la facilitación de procesos es un elemento esencial e ineludible para industrias como la aeronáutica, motivo por el cual el presente proyecto tiene como objetivo desarrollar una herramienta tecnológica que aumente las posibilidades de desarrollo de dicha área. El propósito investigativo es desarrollar la primera aplicación de Excel, que facilite el análisis de los costos directos de operación (DOC), en aeronaves de pistón en categoría normal, entendiendo como costos directos de operación a aquellos factores, materiales, mano de obra, consumo de combustibles, aceites, tripulación, entre otros, que son agentes internos que determinan el buen funcionamiento y rendimiento de una compañía aeronáutica. Para las compañías, un factor de gran importancia es la disminución de costos en cada una de sus áreas, por esta razón se decidió analizar y desarrollar una aplicación de Excel que permita estimar los Costos Directos de Operación (DOC). En algunos casos las compañías se ven obligadas a tomar decisiones apresuradas sin tener un estudio preliminar o un asesoramiento que les brinde una solución adecuada a las situaciones que se presentan, de esta forma la aplicación se encargará del mejoramiento económico de aerolíneas dedicadas al transporte de pasajeros, carga y taxis aéreos operando aeronaves en categoría normal de pistón. La estimación del Costo Directo de Operación (DOC) será determinada por el diseño de una aplicación en Excel1 que permitirá obtener las variables más representativas, tales como: costos de operación en vuelo, mantenimiento, depreciación, financiación, aterrizajes y taxeos; los cuales serán esquematizados sobre la plataforma de Microsoft Office Excel con la aplicación en macros de Visual Basic. El contenido analítico de este, será realizado creando una base de datos con la operación real en aerolíneas de taxis aéreos. 1 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. ANTECEDENTES La investigación como incorporación de conocimientos diversos ha sido una tarea ardua y compleja, pero que arroja innovaciones valiosas y que aportan al desarrollo de muchas áreas. La posibilidad de reunir diferentes áreas de estudio para generar soluciones a distintos problemas cotidianos, ha sido una de las consecuencias más importantes para la sociedad. Por un lado, desde los años cuarenta, en el marco del desarrollo de diferentes fundamentos de carácter económico, ha aparecido la investigación sobre estimación de costos, la cual ha facilitado la planeación y organización económica de distintas industrias. Por otro lado, está la más vanguardista rama investigativa desarrollada, la informática, la cual ha modificado las herramientas en todos los ámbitos existentes. La industria aeronáutica, ha sido receptora ante estos desarrollos implementándolos gradualmente. Así, como parte de la profundización y expansión investigativa aérea, empiezan a aparecer diferentes formas de estudio y creación de herramientas, una de ellas es la intersección entre conocimientos de tipo económico y el desarrollo informático como la estimación de costos en la industria aeronáutica a partir de la implementación de herramientas informáticas como software tales como Soma o Volartec. El híbrido entre estas ramas de estudios es bastante reciente, pues sólo hasta 1994, aparece el primer método universalmente reconocido para la estimación de costos directos de funcionamiento de los aviones. Éste fue desarrollado a partir de los fundamentos expuestos por Mentzer y Nourse (1940) de United Airlines en el documento, "Algunos Aspectos Económicos de Aviones de Transporte”. Este método está basado en los datos estadísticos obtenidos por las compañías aéreas, de aviones DC-S, los cuales fueron extrapolados para abarcar los gastos directos de funcionamiento. No obstante, en 1948 se desestimó este método, puesto que no alcanzaba sus objetivos debido a los cambios económicos como el aumento de los costos de mano de obra, materiales, equipo, combustible y aceite, entre otros. Generalmente, cada empresa aeronáutica desarrolla métodos particulares para calcular sus costos de funcionamiento, los cuales no siempre abarcan todas las variables necesarias, por lo que requieren de modificaciones constantes. En función de dichas dificultades, se han creado software más generalizados y adaptables según las posibilidades de cada empresa. Uno de estos desarrollos es SOMA (Software de Operaciones, Mantenimiento y 2 Administración para industria aeronáutica) el cual está enfocado en resolver los problemas específicos en aspectos de mantenimiento y administrativos de empresas de taxi aéreo, talleres de servicio de mantenimiento en aeronaves de ala fija y ala rotatoria, aerolíneas comerciales y de carga, entre otros2. SOMA fue una estrategia innovadora para la facilitación del cálculo de costos, no obstante, se han identificado problemas comunes en temas tales como cotizaciones, facturación, reportes e integración, lo que afecta especialmente a las empresas de chárter aéreo. La particularidad de los datos requeridos hace que tales desarrollos no puedan ser una herramienta generalizada que permita generar ciertos estándares o parámetros de funcionamiento, que faciliten la tarea objetivo. Las cotizaciones son un elemento básico que permite la adecuación de tarifas y volumen de ventas. Para ello, es necesario vincular distintos tipos de información sobre el funcionamiento de la aeronave, de la organización y de los requerimientos del cliente; esto en función de sus costos y gastos. Algunas de las variables más importantes a tener en cuenta son las horas de vuelo, servicios de mantenimientos, boletines de servicio, entre otros. Para el caso colombiano, los métodos existentes en la industria para el cálculo de estos costos, relacionan elementos basados en datos operacionales de cada empresa, llevando un registro histórico de sus operaciones para relacionarlos año tras año, pero no utilizan una herramienta concisa que tome en cuenta la evaluación de un gran número de variables que sin duda van a afectar en un incremento o disminución de sus costos directos. Además son pocas las organizaciones dedicadas a este tipo de tareas, como lo es VOLARTEC3. En este sentido, se hace necesario el desarrollo de nuevos métodos a partir de muestras significativas de aeronaves de motor de pistón que se operen en Colombia. Teniendo en cuenta que son tantas las variables intervinientes en el cálculo de costos, se han desarrollado distintos modelos que permiten hallarlo, algunos de los más reconocidos serán explicados más adelante. También se exponen los aspectos legales que regulan los costos de aviación y algunos conceptos fundamentales para la comprensión del método a analizar, pues fue a partir de ellos que se realizo la aplicación del software FOC (Flight Operating Costs) y sus distintas variables: 2 Software de Operaciones, Mantenimiento y Administración para industria aeronáutica. Documento electrónico consultado el 01 de diciembre de 2009 en www.somasoftware.com 3 Documento electrónico consultado de diciembre de 2009 www.volartec.aero/default.aspx 3 1.1.1 Aspectos Conceptuales El presente proyecto posee conceptos que son básicos para la comprensión de la herramienta, por esta razón, se han de aclarar algunos de los más importantes, los cuales fueron base para la construcción del método. A su vez, se exponen los sistemas a partir de los cuales se tomaron variables y se realizaron ajustes para la creación del software. 1.1.1.1 Análisis de costos Inicialmente, el análisis de costos es comprendido como un cálculo del costo y es uno de los instrumentos más importantes para la toma de decisiones debido a que se debe considerar la incidencia de cualquier decisión en este sentido y las posibles o eventuales consecuencias que pueda generar. El costo como tal se define como “el gasto económico que representa la prestación de un servicio. Al determinar el costo, se puede establecer el precio de venta al público del bien”.4 Los costos según su asignación, se dividen en costos directos e indirectos. Los primeros son aquellos costos que se asignan directamente a una unidad de producción. Por lo general se asimilan a los costos variables como materiales, mano de obra, equipos e impuestos. Los costos indirectos son aquellos que no se pueden asignar directamente a un producto o servicio, sino que se distribuyen entre las diversas unidades productivas mediante algún criterio de reparto. En la mayoría de los casos los costos indirectos son costos fijos. 1.1.1.2 Costos Directos de Operación para una Aeronave Los costos directos de operación son costos que la empresa gasta por la utilización de la aeronave. El DOC es determinado por los siguientes costos. • Costos de vuelo Son los costos necesarios para la operación de la aeronave, teniendo en cuenta el combustible usado en la misión, el costo por tripulante y los costos de seguros. 4 www.gerencie.com/generalidades-de-la-contabilidad-y-sistemas-de-costos.html 4 • Costos de mantenimiento Son los costos de mano de obra y materiales, necesarios para el mantenimiento de la aeronave. • Costos de depreciación Es el desgaste que tienen las partes de los sistemas, equipos y motor(s) de la aeronave por milla náutica recorrida. • Costos de tasas de aterrizaje Son los costos relacionados con las tarifas aeroportuarias para los despegues y aterrizajes de diferentes tipos de aviones. Este valor está determinado por el aeropuerto de origen, aeropuerto de destino y el peso máximo de cada aeronave. • Costos de financiación Este costo depende de cómo el operador está financiando su flota de aeronaves, debido a que los operadores pueden arrendar o comprar sus aeronaves o sus repuestos. Por esta razón todos los operadores deciden usar gastos de financiación en sus aeronaves y en sus operaciones arrojando un costo asociado con el interés. 5 1.1.2 Métodos Analizados A continuación se presentaran cuatro métodos, los cuales serán la base de estudio para determinar cuál es el más apropiado en la estimación de costos directos de operación en aeronaves operadas en Colombia. 1.1.2.1 Método Sallee (1974)5 En este método se plantean las siguientes variables de entrada: • Costos directos de operación Tabla 1. Costos directos de operación Operaciones Domesticas Perfil de la Misión Utilización Pago de Tripulación Precio de Combustible Mantenimiento Depreciación y Seguros Espera 14 minutos de Taxeo 200 Nm (aproximadamente) 6 minutos maniobra de aire ATA 1967 reduciendo el 5 % de (3650 horas bloque/ por año) 600 horas anuales de utilización porcentaje de 1972 por factor de pago 18 centavos de dólar por galón Reconocimiento para costos de hora de vuelo y ciclos a nivel maduro de la aeronave Mano de obra Años al porcentaje residual 1 % de costo anual Aeronave 6% de los costos Motor 30% de los costos Fuente: Sallee (1974) 5 Sallee (1974) “Economic effects of propulsion system technology on existing and future transport aircraft Documento electrónico consultado el 01 de diciembre de 2009. 6 a) Utilización ATA 1967 reducción del 5% 4275 475 1 1 0.3 b) Depreciación: años a la que la aeronave deprecia su valor menos un porcentaje residual c) Seguros: 1% de costo anual por vuelo trasatlántico. d) En espera: la aeronave cuenta con un porcentaje de pérdida del 6% del costo, y el motor cuenta con un porcentaje de pérdida del 30 % del costo. e) Pago de la tripulación: se trabaja a 600 horas anuales de utilización, promedio de 3 hombres de tripulación. 17.605 . 41.81 10 f) Combustible: precio del combustible al día de hoy. g) Mantenimiento de la aeronave: !"# % $ 2.411) 2.103 ( ' 10* +"! ,#-.! ) 9.378#.01 2 3 4 14.9 ' 1000 +"! ,#-.! ) 5.70005.01 2 3 4 7.651 1000 ' h) Mantenimiento del sistema de propulsión !"# $ 2.411) 2.103 ' 10* material$ Ce 6.680 2 6 3 Ne FC 10 7 @"! ,#-.! 20.00188 0.1863 AB ' 10 !"#C $ B 19.357 2 * 3 AB 'D 10 @"! ,#-.! 20.00608 0.62643 AB ' 10 i) mantenimiento de carga: equivale al 100% del mantenimiento directo. j) mano de obra: precio que se maneja al día de hoy. k) Factor de ningún ingreso: 1.02 en combustible y mantenimiento. Variables dependientes: • • • • : 'D: ED: Block Time-Hours Flight Hours Man Hours Speed Factor Variables independientes: • • • • • • • • E Maximum takeoff gross weight ) Airframe Price-Dollars B Engine Price AB Number of Engines Sea level static thrust/engine- pounds Airframe Weight ) ' Flight Cycle 'D Flight Hours Características del método • Un aspecto importante en el desarrollo de costos, es el incremento que presenta el combustible a través del tiempo. 8 • El combustible representa aproximadamente un 23% del costo directo de operación. • Para calcular el DOC se tiene en cuenta el precio de la aeronave, motor y su variación, es decir; la desvalorización de cada uno de los componentes de la aeronave (motor, hélice, sistemas avionicos, etc.) según su utilización. • El sistema de propulsión representa un 30.1% del precio de la aeronave. • Las rutas de la aeronave influyen tanto en su comportamiento como en su mantenimiento. • La cantidad de aeronaves debe ser proporcional a la cantidad de espacio en mantenimiento. • Se debe tener en cuenta un incremento de las inversiones para los motores entre un 10 y 20 % • El costo de combustible es el mayor costo de operación. • La representación del costo de combustible esta aproximadamente en el 15 % (depende del galón de combustible en la actualidad). • Las horas hombre varían de acuerdo al tipo de la aeronave y la complejidad del sistema a reparar. Tabla 2. Porcentajes de costos dependiendo la velocidad de crucero. Velocidad crucero Porcentaje de costos Para un mínimo costo de crucero 0 a 4% Para una alta velocidad de crucero 2 a 12% Para una altura optima de crucero 0 a 4% a los 4000 ft optimo 2 a 12% de 4000 ft hasta 8000 ft bajo lo optimo Calibración de instrumentos 1 a 2% por 0,01 mach en indicaciones bajas Fuente: Sallee (1974) La tabla anterior representa los porcentajes de costos, dependiendo la velocidad de crucero. Esto será apreciado en el comportamiento que el operador decida para su aeronave. 9 1.1.2.2 Método ATA Costs6 Este método plantea las siguientes variables: a) velocidad bloque: es la distancia que divide las nm entre el tiempo bloque (todos los tiempos de maniobra de la aeronave). Donde: - + 0 ,# @ ,! • - = Velocidad bloque (mph) • + = Distancia bloque (millas) • 0 = Tiempo de maniobras en tierra (taxeo de despegue y aterrizaje) incluyendo un minuto para el despegue = 0.25 para todos los aviones. • ,# = Tiempo requerido de ascenso (hrs). • @ = Tiempo de descenso. • = Tiempo de maniobra de aire, será de seis minutos (sin importar la distancia) = 0.10 para todos los aviones. • ,! = Tiempo en altitud crucero. b) Bloque de combustible: '- '0 ' ',# ',! '@ Donde • '- = Bloque de combustible en libras. • '0 = maniobra en tierra de combustible basado en los combustibles necesarios para el rodaje en marcha lenta, para el tiempo de maniobra en tierra de 14 minutos más un minuto de despegue o empuje. • ',# = combustible para ascenso • ',! = combustible consumido en la altitud de crucero • ' = Seis minutos en el mejor procedimiento de crucero en la práctica con las líneas aéreas. • '@ = combustible necesario para descender. 6 El método estándar para estimar costos directos de operación de la Air Transport Association (1960) 10 c) Costo de la tripulación en vuelo Estos costos se derivan de una revisión de varios contratos de la tripulación representante. Basándose en estas revisiones, las tasas anuales de pago se utilizaron teniendo en cuenta el bienestar, formación, gastos de viaje, tripulación y se utilizo para producir la ecuación de costo de la tripulación aquí. Avión subsónico nacional con tripulación de dos hombres. Turbohélice Turborreactores H)I FE G0.05 2 3 63.0J /1000 H)I 3 100.0J /FE G0.05 2 1000 Avión subsónico nacional con tripulación de tres hombres Turbohélice Turborreactores H)I FE G0.05 2 3 98.0J /1000 H)I FE G0.05 2 3 135.0J /1000 Avión Supersónico nacional la tripulación de tres hombres H)I 3 180.0J /FE G0.05 2 1000 FE 1.02 L Donde: • • • • • '- L M A L 0.135 L , L + FE = Costo de la tripulación en vuelo. '- = Bloque de combustible en libras ' = Costo de combustible , = Coste de aceite para motores de turbina A = Número de motores instalados 11 • + = Distancia (Millas) d) Equipo de vuelo (directos de mantenimiento) Esta variable incluye la mano de obra y costos de materiales para la inspección, mantenimiento y revisión del fuselaje y sus accesorios, motores, hélices, instrumentos, radio, etc. Existen dos procedimientos establecidos que se utilizan para el mantenimiento (periódico y progresivo). Los costos de mantenimiento pueden ser representados por funciones de peso, empuje, precio y ciclos de vuelo7. Trabajo - Avión (Excluyendo motores)8 Dónde: 1 EP FE N'D L M L D' L O5 L L - N' = Trabajo por horas de vuelo ciclo N' 630 0.05 L 64 1000 Q1000 120R = Peso en vacío de la aeronave sin Motores (Lbs.) N'D = horas hombre por hora de vuelo N'D 0.059 L N' O5 = rata de trabajo- $ / hora - $ 4,00 E = Número de crucero de Mach (1 para asumir aviones subsónicos) Material - Avión (descartando motores) FE Dónde: 'D L M ' - L - 'D = Costo de material ($ / hora de vuelo) 7 Ver anexo A. Figura Costo de la tripulación de Vuelo vs horas de vuelo. Ver anexo B. Mantenimiento de la Aeronave: Horas de labor vs Peso en vacío de la aeronave sin motor. 8 12 ) 'D 3.08 L 2 * 3 10 = Costo total del avión sin motores (dólares) = Costo de materiales ($ / ciclo de vuelo) ) 6.24 L 2 * 3 10 Trabajo - Motor (figura 39): Esto incluye motor, control de combustible del motor, reversibles, los sistemas de tobera de escape y sistemas de aumentador, caja de accesorios, no incluye la hélice en motores turbo propulsores. O5 FE N'D L M N' L S- L - Dónde: N'D = horas hombre por hora de vuelo (turborreactores) 0.027 L N'D %0.6 2 3( L AB 10 N'D, = horas hombre por hora de vuelo (turbohélice) 0.03 L N'D, %0.65 2 3( L AB 10 N'D = horas de trabajo por ciclo de vuelo (aviones y turbohélice) 0.03 L N'D, %0.3 2 3( 10 = empuje de despegue, en caballos de potencia al eje a nivel del mar, condiciones día estándar para turboprop. O5 = Rata de trabajo por hombres $ 4,00 AB = Número de motores 9 Ver anexo C: Mantenimiento de motores: horas de trabajo-hombre vs empuje en el despegue 13 Material-Motor: Incluye motores, control de combustible del motor, reversibles, la tobera de escape y sistemas de sistemas de aumentador, caja de accesorios, pero no incluye los motores de hélice de turbohélice. Dónde: FE 'D L M ' S- L - 'D = Costo de Materiales - $ / hora de vuelo (Para Avión subsónico) 'D 2.5 L AB L 2 B 3 10 'T = Costo de Materiales - $ / Ciclos de vuelo (Para Avión subsónico) B 'T 2.0 L AB L 2 3 10 'DT = Costo de Materiales - $ / hora de vuelo (Para Aviones supersónicos) B 'DT 4.2 L AB L 2 3 10 'T = Costo de Materiales - $ / Ciclo de vuelo (Para Aviones supersónicos) B 'T 2.9 L AB L 2 3 10 AB = Número de motores B = Coste de un motor Carga de mantenimiento: Esto puede ser calculado en 1,8 veces el costo directo del trabajo de la aeronave y del motor. 14 1.1.2.3 Método Nasa10 Este método relaciona elementos de costos de operación basados en estudios estadísticos de datos de operaciones de la aerolínea American Airlines de la flota de Boeing B B-707, B--727, B-747 747 y McDonell McDonell-Douglas Douglas DCDC 10. El objetivo de este estudio fue desarrollar un modelo analítico el cual relacione elementos de costos de operación de aviación co comercial mercial y características de diseño de aeronaves. Esta investigación analiza registros históricos de costos de operación, y datos de fabricantes para determinar el impacto de la tecnología y alguna implementación de sistemas en los costos de operación, de acuerdo con las siguientes áreas: Figura 1. Resultados obtenidos por método NASA. Distribución respectiva de gastos operacionales e en aeronaves American Airlines Fuel Maintenance Flight crew pay Flight attendant pay Aircraft service Landing Free Control Free Insurance Depreciation 18% 20% 5% 3% 6% 24% 9% 10% 5% Fuente: NASA CR-145190(rev), CR 145190(rev), March 1978 1978. 10 A New Method for Estimating Current and Future Transport Aircraft Aircraft Operating Economics. American Airlines NASA CR-145190(rev), CR 145190(rev), March 1978. (N78-20094). (N78 Documento consultado el 20 de septiembre de 2009 15 a) Gastos de las Inversiones de Flota • Utilización de la flota: La utilización de aeronaves en horas por día, o de horas por año, es usado como un parámetro que refiere a los costos fijos de operación. En este método se utilizaron los datos de 1367 aeronaves turbo fan, volando alrededor de 6.600 vuelos diarios. Para cada flota se realiza un promedio de horas de vuelo por día y se relacionan con la longitud de cada vuelo y se representa por una función lineal para cada longitud. " U. @ SV #. 0.258 0.00117 OW Km Donde: OW =Distancia bloque-Km La relación resultante fue combinada en la anterior ecuación de bloque de tiempo para producir una relación entre la utilización y el bloque de tiempo. El tiempo de vuelo fue elegido como el parámetro de entrada, ya que parece ser un factor determinante de la mayoría de los elementos de costos de operación de las aeronaves y en el caso de utilización anual parece ser el único parámetro importante. • Gastos de depreciación: Se indica la pérdida en el valor de cada equipo y sistema de la aeronave, según el periodo de depreciación por tipo de aeronave según el número y configuración de motores Tabla 3. Depreciación de equipos Depreciation period Aircraft Type Residual % of initial purchase price Turbo prop (twin engine) Turbo prop (four engines) Turbo jet powered (2, 3 or 4 engines) Turbo fan powered (2, 3 or 4 engines) Wire body aircraft 10 years 12 years 10 years 15% 5% 5% 14 years 2% 16 years 10% Fuente: NASA CR-145190(rev), March 1978. La tabla anterior hace referencia de aeronaves con motor de reacción, dependiendo un porcentaje del precio de compra inicial (residual) 16 Arrojando la siguiente ecuación: + U! ,",".Y U! ,". @ ,.U! 4 ! C"@V# 1 L ,# Y@!". @ U! ,",".Y V"#"Z,".Y • Inversión de los repuestos de los sistemas de la aeronave: En este análisis la N.A.S.A recomienda una evaluación de las estructuras de rutas con el fin de obtener una buena rentabilidad para la inversión de piezas y repuestos según la longitud de vuelo. Se debe realizar un registro computacional que determine el total de repuestos necesarios para el soporte en cada estación, el tiempo de transito en esa estación y los tiempos de reparación., Adicionando los siguientes parámetros: Número de estaciones de operación de la aeronave Frecuencia de los vuelos por estación Servicio de reparación en cada estación Tiempo de transporte entre el taller y la estación de reparación Porcentaje de cada uno de los tiempos de almacenamiento de la estación donde se tendrá un componente de repuesto. Porcentaje de tiempo de reparación o acción de reemplazo que puede ser planificado para que una estación de almacenamiento tenga los repuestos necesarios. Limite de inversión de los repuestos Tasas aeroportuarias: Este método señala a las prestaciones de servicio aeroportuarios como un costo relevante en los costos totales de operación. Teniendo en cuenta los gastos de las aerolíneas por alquileres de hangar, arrendamientos de áreas en el aeropuerto, servicio de combustible, tasas de aterrizaje según el peso de la aeronave, servicios en tierra, administración, buses etc. b) Gastos de Operación de la Aeronave • Pesos y cuentas por asiento: Para realizar el análisis para cada flota se relaciona, el peso máximo al despegue (MTOGW), el pesomaximo de aterrizaje (MLW), el peso vacio de operación (OEW), y el peso de la aeronave sin motores (AFW). Con el fin de encontrar un parámetro de 17 variacion de precio r para un determinado modelo, que varie entre los aviones en la flota, en función de las necesidades de las rutas que se está volando11. • Pago de tripulación de vuelo: La tripulación de cabina y de vuelo constituye del 20 a 25% de los actuales costos directos de operación12. El cálculo del pago de la tripulación de vuelo para aeronaves subsónicas depende del peso bruto máximo de la aeronave, la velocidad, configuración del motor y una tarifa por hora. Figura 2: Correlaciones de factores que impactan el pago por hora bloque. Fuente: NASA CR-145190(rev), March 1978. La grafica muestra las diversas correlaciones que ha desarrollado American Airlines para determinar qué factores impactan más para el pago por hora. Por lo tanto, el pago de tripulación de vuelo directo por hora bloque para 3 hombres en la cabina de tripulación puede ser expresada como: 11 Ver Anexo D. Pesos y cuentas por asiento. 12 NASA CR-145190(Rev.), March 1978. 18 [ 1976 $ kg 174 45.2 L ^"V "!,!M 0!.CC _. -#.,\ ].V! 1000000 • Gastos de combustible: La relación de combustible y características de diseño del avión que se utiliza en este método es evaluada según el rendimiento de la aeronave, la carga útil, el precio del combustible y las misiones definidas. Con el fin de elaborar un reconocimiento de las variaciones en el gasto de combustible con características de diseño fueron examinados estadísticas sobre diversos aviones determinando las relaciones de rango de diseño, capacidad de asientos, peso vacío de operación y el consumo de combustible según el rango de la aeronave. Para establecer el combustible utilizado la función de bloque de combustible para diversas misiones y rangos de diseño es: O O' #Y c -#.dV @ ,.-VC"-# ,.-VC"-# @ ! C !S \1 b c b c e f1 4 Combustible abordo = c N1 g c c) Costos de Mantenimiento Se utiliza un método paramétrico que define los costos para los sistemas de la aeronave definido para cada sistema ATA. El objetivo es determinar la magnitud de los efectos en la tecnología de un sistema de la aeronave. • Elementos de los costos de mantenimiento-outservice: Se describe los elementos, maquinas o equipos que son utilizados para evitar los gastos de inversión de mandar un equipo a una reparación determinada en otro taller. Estas son utilizadas para reparaciones especiales o procesos de renovación La experiencia ha mostrado que los costos de los materiales de mantenimiento se reducen usualmente por cada actividad realizada en el taller base, como la inversión en el material para eliminar los gastos 19 generales. Sin embargo según la experiencia en procedimientos de reparación, es aconsejable realizar un servicio el cual genera un costo menor en otro taller de reparación que este mismo servicio se realice en su taller. Para simplificar los cálculos de costos de mantenimiento, muchos de los términos de las ecuaciones paramétricas pueden ser combinadas para dar una forma corta a las ecuaciones según los datos estadísticos de cada reparación de los sistemas de American Airlines. 1.1.2.4 Método Airplane Estimation Costs de Jan Roskam13 Este método presenta un estudio preliminar de la estimación de costos directos e indirectos para aeronaves. Además, en el capítulo VIII muestra una serie de ecuaciones que permiten conocer o estimar cual es el Costo de Operación Directo por avión o por flota de aviones (DOC). Mediante las ecuaciones planteadas por Jan Roskam se puede llegar a clasificar cuales de ellas son las más importantes, permitiendo al operador de una aeronave tomar decisiones viables para su compañía. El Costo Directo de Operación está determinado por cinco variables, cada una de estas puede ser calculada utilizando ecuaciones planteadas según la operación de la aeronave, ya sea; Comercial, militar, transporte, carga, agricultural, internacional, nacional etc. Estas se diferencian por los coeficientes que acompañan a cada variable independiente en la ecuación. Para diferenciar la ecuación el autor sugiere un rango de valores según la operación de su compañía u operación de su aeronave. Donde: + +hij +H)klj +mBno +blo +hkl +hij Son los costos de operación directa de vuelo en USD/nm. . +H)klj Es el costo de operación directa de mantenimiento en USD/nm. +mBno Es el costo de operación directa de depreciación en USD/nm. +blo Es el costo de operación directa de las tazas de aterrizaje, tazas de navegación y registros de taxeo en USD/nm. 13 Dr. Jan Roskam Airplane Estimation Cost: Design, Development, Manufacturing and operating Part VIII 1990 20 +hkl Es el costo de operación directa en financiación. a) Costos directos de operación en vuelo USD/nm Las variables que representan esta ecuación son: +hij poBq nri klW poBq Es el costo de tripulación en USD/nm nri Es el costo de combustible y aceites (petróleo, combustible y lubricantes) en USD. klW Es el costo de seguros anuales en USD/nm. b) Costos directos de operación en mantenimiento USD/nm Variables independientes representadas para esta ecuación: H)klj )n i)s H)j H)j )Hs U Y0 U Y0 El costo de mano de obra en cuanto a mantenimiento por millas náutica para fuselaje y sistemas en USD/nm. tuv Blw El costo de mano de obra del motor(s) de mantenimiento en USD/nm. xuy )n Es el costo de materiales de mantenimiento para el fuselaje y sistemas: (que no sean del motor) en USD/nm. xuy Blw Es el costo de materiales del mantenimiento para los motores en USD/nm. )Hs Es el mantenimiento aplicado a la carga en USD/nm. c) Costos directos de operación en depreciación USD/nm +mBno m)n mBlw mnon m)z m)nWn mBlwWn Variables independientes presentes para esta ecuación: 21 m)n Es el costo de depreciación del avión sin motores y sin hélices, sistemas avionicos y repuestos (fuselaje), en USD/nm. mBlw Es el costo de depreciación de los motores, montados en el avión pero sin hélices, en USD/nm. mnon Es el costo de depreciación de las hélices en USD/nm. m)z Es el costo de depreciación de sistemas avionicos en USD/nm. m)nWn Es el costo de depreciación de partes de repuestos del avión en USD/nm. mBlwWn Es el costo de depreciación de partes de repuestos del motor en USD/nm. d) Costos directos de operación para aterrizajes y taxeos según el peso de la aeronave USD/nm +ilo ih lh oj Variables presentes en esta ecuación. ih Es una simple fracción del DOC en USD/nm. lh Es el costo de las tasas de navegación en USD/nm. oj Es el costo directo de registro de taxeo expresado en USD/nm. e) Costos directos de operación en financiación: Depende como el operador está financiando su flota de aviones. Ya sea por arrendamiento de partes de aeronaves o préstamo de dinero a los bancos. Se considera que es cercano al 7% del costo directo de operación (DOC). +hkl 0.07 L + En este método son planteadas graficas que le permiten conocer al operador diferentes valores que determinar el nivel de desgaste de su aeronave, ratas de mano de obra en fuselaje, motor, sistemas etc. 22 Figura 3:: Airplane Estimation Cost Dr Jan Roskam 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 -500 0 2 4 6 8 10 12 -1000 Block Time ~ Tbl ~Hrs Fuente:: Airplane Estimation Cost Dr Jan Roskam “page 78, figure 5.2” 1.1.3 Aspectos Legales Algunass leyes aplican para el desarrollo de la plataforma del software, software encontrando la normatividad nacional para costos sobre pagos a tripulación, mano de obra; disposiciones relativas de tiempos de vuelo, servi servicio, descanso para tripulantes, técnicos de aeronaves, y contribuciones parafiscales. Todos estos elementos nombrados anteriorm anteriormente ente van incluidos en los costos directos de operación para las empresas aeronáuticas y talleres reparadores reparadores en Colombia. La base legal de tasas aeroportuarias y aduanas aduanas, controlan el ingreso de los materiales de uso aeronáutico, bajo vigilancia y control aduanero, aduanero los cuales se encuentra entre las contribuciones parafiscales que son los pagos que deben realizar realizarse a los organismos públicos como: U.A.E.A.C. (Unidad Administrativa Especial Aeronáutica de Colombia), y D.I.A.N (Departamento de Impuestos y Aduanas Nacionales) para el financiamiento de estas entidades14. Según la Aerocivil, la aviación de Colombia está reglamentada por la UAEAC, entidad adscrita al ministerio de transporte. Para garantizar su funcionamiento se expidió un marco legal que le per permitiría mitiría asumir los compromisos con el sector aéreo nacional e internacional. Éstos se exponen a continuación: 14 Ver Anexo J ((Compra Compra de materiales o repuestos al exterior) exterior 23 a) Tarifas Aeroportuarias para diferentes tipos de aviones Despegues y aterrizajes de Este valor está determinado por el aeropuerto de origen, aeropuerto de destino y el peso máximo de cada aeronave. Las siguientes tablas están establecidas por la resolución (# 00229) del 26 enero del 2009, donde se incluyen tarifas por derechos de aeródromos, recargos, estacionamientos, servicios de protección del vuelo, tarifa operacional anual y tasas aeroportuarias para este año15. ARTICULO PRIMERO: Clasificación de aeropuertos en Colombia. Tabla 4. Clasificación de aeropuertos en Colombia. CATEGORIAS A ARMENIA BARRANQUILLA BUCARAMANGA CALI CARTAGENA CUCUTA YOPAL IPIALES MANIZALES MEDELLIN MONTERIA NEIVA PASTO PEREIRA QUIBDO RIOHACHA RIONEGRO SAN ANDRES SANTA MARTA VELLEDUPAR VILLAVICENCIO BOGOTA B APARTADÓ ARAUCA BARRANCABERMEJA BUENAVENTURA COROZAL FLORENCIA GIRARDOT GUAYMARAL IBAGUE LETICIA MITU OCAÑA PAIPA POPAYAN PROVIDENCIA PUERTO CARREÑO PUERTO INIRIDA SAN J DEL GUAVIARE CARTAGO C ACANDI BAHIA SOLANO CIMITARRA CONDOTO CRAVO NORTE AL BANCO GUAPI MAGANGUE MARIQUITA MOMPOX NUQUI PAZ DE ARIPORO PITALITO PUERTO LEGUIZAMO PUERTO ASIS SAN VICENTE SARAVENA TAME TRINIDAD TULUA TUMACO TURBO URRAO VILLA GARZON OTU Fuente: Reglamento Aeronáuticos de Colombia, numeral 14.2.8 (RAC). ARTICULO SEGUNDO: Las tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo que deben pagar los explotadores de aeronaves de 15 Numeral 14.2.8. del Reglamento Aeronáuticos de Colombia (RAC). 24 bandera colombiana en vuelos nacionales en los aeropuertos de categoría “A” de propiedad de la UAEAC, son las siguientes: Tabla 5. Tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo en aeropuertos de categoría “A”. PESO BRUTO MAXIMO DE OPERACIONES (Kg) Menor 2501 5001 10001 20001 30001 50001 75001 100001 DERECHOS DE AERÓDROMO $COL SERVICIO DE PROTECCION AL VUELO $COL 10700 11300 21900 46500 72400 118800 204000 275600 2,92/kg 10700 11300 21900 46500 72400 118800 204000 275600 2,92/kg 2500 5000 10000 20000 30000 40000 75000 100000 Mayor Fuente: Reglamento Aeronáuticos de Colombia, numeral 14.2.8 (RAC). ARTICULO TERCERO: Las tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo que deben pagar los explotadores de aeronaves de bandera colombiana en vuelos nacionales en los aeropuertos de categoría “B” de propiedad de la UAEAC, son las siguientes: Tabla 6. Tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo en aeropuertos de categoría “B”. PESO BRUTO MAXIMO DE OPERACIONES (Kg) Menor 2501 5001 10001 20001 30001 50001 2500 5000 10000 20000 30000 40000 75000 DERECHOS DE AERÓDROMO $COL SERVICIO DE PROTECCION AL VUELO $COL 6400 10200 13700 34900 58100 92700 110300 6400 10200 13700 34900 58100 92700 110300 Fuente: Reglamento Aeronáuticos de Colombia, numeral 14.2.8.4 (RAC). 25 ARTICULO CUARTO: Las tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo que deben pagar los explotadores de aeronaves de bandera colombiana en vuelos nacionales en los aeropuertos de categoría “C” de propiedad de la UAEAC, son las siguientes: Tabla 7. Tarifas por derechos de aeródromo y servicios de protección de vuelo aeropuertos categoría “C”. PESO BRUTO MAXIMO DE OPERACIONES (Kg) Menor 2501 5001 10001 20001 30001 50001 2500 5000 10000 20000 30000 40000 75000 DERECHOS DE AERÓDROMO $COL SERVICIO DE PROTECCION AL VUELO $COL 5500 8300 10600 25500 42300 68000 80400 5500 8300 10600 25500 42300 68000 80400 Fuente: Reglamento Aeronáuticos de Colombia, numeral 14.2.8.4 (RAC). Disposiciones Adicionales. a) Quedan exentas del pago de los derechos de aeródromo y servicios de protección al vuelo en ruta:16 Las aeronaves de propiedad del Estado Colombiano, y las aeronaves de propiedad de Estados extranjeros, que presten servicios no comerciales, siempre y cuando exista reciprocidad. Las aeronaves en operaciones de búsqueda, salvamento o auxilio en casos de calamidad pública. Las que realicen aterrizajes de emergencia o que se regresen por mal tiempo a su aeropuerto de origen siempre y cuando no embarquen nuevos pasajeros, carga o correo remunerados. Las aeronaves que presten sus servicios a una organización o un Estado y que por medio de un acuerdo internacional se les exonere. 16 Numeral 14.2.8.4 del Reglamento Aeronáuticos de Colombia (RAC). 26 b) Cuando un explotador de aeronaves no haya pagado los cobros reglamentarios treinta (30) días después de liquidados, el explotador del aeródromo o aeródromos de que se trate le podrá negar el uso de ellos hasta que la cuenta pendiente quede cancelada. Este derecho es facultativo de los propietarios particulares de aeródromos y obligatorio en el caso de aeródromos de propiedad oficial17. b) Disposiciones relativas a tiempos de vuelo, servicio y descanso para tripulantes de aeronaves según Decreto 2742 de Julio 24/2009 CONSIDERANDO: 1. Artículo 161 del Código Sustantivo de Trabajo. Que mediante el Decreto 2058 de 1951, se estableció que la distribución de las horas de trabajo de los tripulantes de aeronaves durante los días, la semana y el año seria reglamentada por la Dirección General de Aeronáutica Civil (Hoy Unidad Administrativa Especial) a través del Manual de Reglamentos Aeronáuticos, previendo que no excedieran de 90 horas de vuelo en lapsos de 30 días. 2. Ley 12 de 1947. Colombia aprobó el Convenio sobre Aviación Civil Internacional -OACI-, y de conformidad con lo previsto en el artículo 37 se comprometió a lograr el más alto grado de uniformidad entre otras, en las reglamentaciones relativas al personal aeronáutico. 3. Artículos 1773,1782 Y 1801 del Código de Comercio y los Artículos 50 Y 90 del Decreto 260 de 2004. La Aeronáutica Civil, entidad encargada de regular y vigilar al sector Aeronáutico, incorporó, desde entonces, las normas en materia de horas de tiempos de vuelo, servicio y descanso de los tripulantes en los reglamentos aeronáuticos. 4. Que con el fin de mantener la regularidad y estabilidad del servicio público esencial de transporte aéreo, dentro de los estándares de seguridad aérea, es necesario regular los límites de tiempo de servicio y descanso para los tripulantes de aeronaves, preservando los conceptos tendientes a evitar que las tripulaciones incurran en situaciones de fatiga capaces de disminuir su aptitud durante su desempeño18. 17 18 Numeral 14.2.8.3. del Reglamento Aeronáuticos de Colombia (RAC). MINISTERIO DE TRANSPORTE decreto numero 0 2742 Jun. 24-2009 27 • • i. 19 Tiempo de Vuelo. El tiempo de vuelo de los tripulantes de cabina de mando, se regirá según lo previsto en el Numeral 4.17.1.5. De los Reglamentos Aeronáuticos de Colombia. Tiempo de servicio. Todo período de tiempo durante el cual el tripulante se halle a disposición de la empresa. El tiempo de servicio de los tripulantes asignados a un vuelo empieza a contarse una hora y media antes de la iniciación programada de los vuelos internacionales y una hora antes de los vuelos domésticos y se termina de contar al finalizar el vuelo. • Limitaciones al tiempo de servicio. Los pilotos que operen monomotor en empresas de transporte aéreo no regular podrán efectuar vuelos hasta de siete (7) horas diarias, ochenta y cinco (85) horas al mes y novecientas (900) horas al año. El tiempo de servicio para la actividad de vuelo indicada anteriormente no deberá exceder de diez (10) horas al día. Cuando la aeronave tenga asignación de dos (2) pilotos, el tiempo de vuelo no debe exceder de nueve (9) horas diarias, noventa (90) horas mensuales y mil (1000) horas al año. El tiempo de servicio para la actividad de vuelo indicada anteriormente no deberá exceder de doce (12) horas al día19. (Modificado según Res.04856 de Diciembre 18/2000). • Periodos de descanso para tripulantes. Adóptense las siguientes disposiciones relativas a los tiempos máximos de vuelo, servicio y periodos de descanso de los tripulantes de cabina de mando de aeronaves de transporte público no regular, aviación corporativa y civil del Estado: tiempos de vuelo, servicio y periodos de descanso para tripulantes de aeronaves de transporte público no regular, aviación corporativa y civil del estado (Pilotos, copilotos u otros tripulantes). Para las operaciones de transporte público no regular, de aviación corporativa y civil del Estado, se podrán aplicar las siguientes disposiciones adicionales: Durante las asignaciones con tiempo total de vuelo igualo inferior a cuatro (4) horas y cuatro (4) trayectos o menos, el tiempo de servicio podrá ampliarse hasta catorce 14 horas. No obstante, después de una asignación de catorce (14) horas de servicio, el tiempo de descanso no será inferior a doce (12) horas. Numeral 4.17.1.9. del Reglamento Aeronáuticos de Colombia (RAC). 28 ii. Cuando la espera en un lugar o aeropuerto exceda de tres horas y treinta minutos (3:30), deberá proporcionarse a todos los tripulantes, alojamiento o estadía en hotel u otras instalaciones que ofrezcan las facilidades necesarias para su cómoda permanencia y descanso. 1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA La principal importancia del aplicativo del software en Excel, está enfocada en brindar una perspectiva al usuario sobre los costos reales de su operación en un periodo de tiempo determinado, para establecer acciones estratégicas con el propósito de tener un control de los costos directos de operación en Aero Cusiana vuelos Chárter Colombia. Es claro que las compañías están preocupadas por brindar un servicio al cliente con los mayores factores de seguridad posibles, y mantener un equilibrio de los costos para la empresa; sin embargo es evidente que la mayoría de las empresas que trabajan con motores de pistón en Colombia, no utilizan herramientas que identifiquen estos valores y que les brinden una ayuda para tener una visión sobre sus costos. Teniendo en cuenta que en Colombia se calculan estos costos a partir de datos operacionales de cada empresa y según registros históricos anuales, es más compleja la identificación de variables. Así, resulta de gran importancia en la actualidad, lograr el desarrollo de nuevos métodos que analicen una muestra significativa de aeronaves de motor de pistón que se operen en Colombia, para conocer cuáles son los costos de mayor impacto en la industria. Para analizar qué metodología es la más indicada en estimación de costos, es necesario analizar algunos métodos desarrollados por la industria para realizar una actualización de formulas que sirvan para el cálculo actual de estos valores, y posteriormente nos debemos preguntar ¿Cómo desarrollar un aplicativo que estime costos directos de operación para aeronaves de pistón, de categoría normal, que proporcione una visión más clara al operador para formular estrategias acertadas en las empresa aeronáuticas? 29 1.3 JUSTIFICACIÓN Un aspecto básico funcional dentro de las empresas de transporte aéreo es poder estimar los costos de operación, los cuales determinan gran parte de su funcionamiento y regulación. Cada empresa suele manejar diferentes métodos para calcular sus costos; sin embargo, las herramientas utilizadas no son siempre las más adecuadas a la hora de controlar y administrar los costos de operación. Para las aerolíneas resulta muy importante manejar un modelo económico que permita evaluar los costos con el propósito de generar estrategias que ayuden a controlar sus gastos y aumentar las utilidades con fines de mantener un equilibrio. La implementación de estrategias que permiten evaluar los costos de operación de aeronaves, ha facilitado a algunas aerolíneas y fabricantes alcanzar un mejoramiento evidente en sus procesos diarios. Grandes compañías como Volartec20 y Soma21, han utilizado estos métodos como punto de partida para ingeniar nuevos modelos de acuerdo a las necesidades de las empresas teniendo en cuenta la tecnología aeronáutica. Es justamente aquí donde se evidencian las diversas ventajas que tiene utilizar un método que evalúe los costos operacionales de una aerolínea. Algunas de las más importantes son: en el marco tecnológico (facilita la utilización e interpretación de datos en cuanto al manejo de costos, el cual se verá aplicado en el proyecto); a nivel económico permite conocer los costos directos de operación y las variables que hacen parte de ellas, sirve para establecer estrategias que permitan conocer los gastos operacionales, en aspectos administrativos, este tipo de herramienta plantea como prioridad satisfacer las expectativas y necesidades de sus usuarios al reducir costos, automatizar operaciones (mejorar los procesos tecnológicos en la compañía), obtener reportes precisos para vuelos comerciales o privados en lo que respecta a labores de operación y mantenimiento aeronáutico. Por otro lado, como parte del beneficio investigativo, el desarrollo de esta herramienta, resulta bastante apropiado a nivel nacional e institucional debido a que aporta una gran cuota de información para facilitar la futura implementación de este tipo de modelo en costos operacionales en el país. Además, la investigación abre un nuevo campo de análisis a la ingeniería aeronáutica en la universidad debido a que genera un nuevo punto de análisis que puede servir de referencia para ayudar a resolver cuestiones de tipo económico en aeronaves. Así, el principal objetivo será brindar una 20 www.volartec.aero/default.aspx Documento electrónico consultado diciembre de 2009 Software de Operaciones, Mantenimiento y Administración para industria aeronáutica. Documento electrónico consultado diciembre de 2009 en www.somasoftware.com 21 30 herramienta de ayuda, que contribuya en dar soluciones a condiciones de operación y al factor humano para mejorar la capacidad de responder a manera rápida, eficiente y efectiva a las dificultades que se presentan a diario, lo que confluye en mejorar la economía, rentabilidad y utilidad de la compañía. 1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo General Desarrollar una aplicación para estimar costos directos de operación en el transporte aéreo para aeronaves de pistón, categoría normal. 1.4.2 Objetivos Específicos • Determinar cuáles son los factores más relevantes dentro de los costos directos de operación. • Identificar de acuerdo a la operación real de una empresa, que costo de operación es el que presenta más impacto en los DOC • Calcular un factor de corrección para las ecuaciones bases del Airplane Cost Estimation de Roskam, utilizando software estadístico como SPSS22 y EXCEL. • Diseñar una aplicación utilizando como aplicaciones de macros en Visual Basic. • Validar la aplicación con costos reales de operación de la empresa AERO CUSIANA. • Obtener con el software un margen de error que se encuentre entre el 2 y 5%, garantizando la claridad de los costos directos de operación en esta compañía. • Proponer una nueva línea de investigación en ingeniería aeronáutica de la Universidad de San Buenaventura. 22 plataforma Excel con SPSS para Windows. 2010. Versión 17.0. Chicago: SPSS Inc. [software informático]. Disponible en SPSS Inc. Página web de SPSS disponible en: http://www.spss.com/ 31 • Desarrollar un estudio de costos de una aerolínea proyectada a un año 1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES. Alcances: Los alcances de este proyecto van de la mano de los objetivos y están representados en el análisis de aeronaves de pistón clasificadas en categoría normal o empresas que operen como taxis aéreos con características nombradas anteriormente, creando una aplicación que permita estimar los costos de operación directos. La investigación culminará con el diseño de un aplicativo de software que relacionará el DOC de una empresa y la implementación de nuevas formulas obtenidas mediante el análisis hecho en software estadístico, que relacionan información real de la compañía para entregar datos de salida al operador que faciliten la toma de decisiones. Una parte muy importante de este alcance será que los resultados se encuentren en un rango de error del 2 al 5% en comparación con los datos reales de operación de Aero Cusiana. Por último este análisis se tomara como punto de referencia en cuanto a la investigación de Costos directos de operación en una empresa de aviación ya que tanto en la Universidad de San Buenaventura como en Colombia es la primera vez que se realiza un estudio económico de empresas de aviación, desarrollo e implementación de software de este tipo. Se quiere alcanzar una importancia de este modelo a tal punto que los encargados de mantenimiento y operación puedan comparar los datos obtenidos con el software y sus registros históricos de los costos de operación. De esta manera se puedan plantear acciones económicas que mejoren los resultados y productividad en la compañía. Limitaciones: Este proyecto pretende llegar a estimar costos directos de operación en aeronaves de pistón de categoría normal, mediante una aplicación en Excel, sin involucrar costos indirectos como: Capacitación, papelería, bienestar de los trabajadores, etc. Tampoco se tendrá en cuenta operación de aeronaves de reacción y aeronaves futuristas, es decir; aeronaves con paneles solares, combustibles gaseosos. Una limitación muy relevante es, acerca del desarrollo de la aplicación de software, ya que como se nombró en los alcances, presenta varios factores que dificultan el proceso de investigación y la amplitud del mismo. Como ejemplo podríamos decir: Este proyecto sería el primer estudio realizado en 32 la Universidad de San Buenaventura, puesto que en Colombia nunca se ha investigado sobre los costos directos de una compañía de aviación, Colombia hasta la fecha no ha realizado análisis y creación de software sobre este tema. Con lo anterior se puede afirmar que resultaría complejo relacionar el funcionamiento de esta investigación con los proyectos y avances que se han hecho en este país; por esta razón tendríamos que comparar la realización, viabilidad y eficiencia al momento de ser implementado con empresas multinacionales como SOMA y VOLARTEC dedicadas a mejorar el estado económico de una compañía. 33 2. METODOLOGÍA 2.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN El proyecto está orientado en la investigación del grupo Gas Turbine Engineering de la Universidad de San Buenaventura y con el interés de crear nuevos estudios de costos a empresas aéreas e investigaciones, que tanto para la Universidad y aviación, aporten herramientas futuras para el ámbito aeronáutico como lo es la aplicación de una plataforma en Excel. Además, de crear una nueva rama de estudio dentro de la Universidad la cual pueda seguir siendo desarrollada a futuro. Como parte del interés de todas las aerolíneas por hallar nuevas formas o herramientas que le ayuden a tener un control de los gastos operacionales y minimización de costos directos de mantenimiento, se propone como objeto del presente estudio, realizar un análisis de anteriores sistemas de costos operacionales, en donde mediante el desarrollo, validación e implementación de las aplicaciones del software, se logre mejorar, lo que posteriormente permitirá plantear soluciones económicas en las empresas. 2.2 TIPO DE INVESTIGACIÓN La creación de herramientas informáticas difiere de los métodos comunes de estudio; sin embargo retoma algunos aspectos como: Método Descriptivo: como parte de la medición y descripción de variables del software. Barrero (1995) afirma que éste método “Desde el punto de vista científico, describir es medir, o sea, en una investigación descriptiva se relaciona una serie de variables y se mide cada una de ellas para así describir lo que se investiga. En este tipo de investigación se debe ser capaz de definir que se va a medir y como se va a lograr precisión en esa medición, al igual que se debe especificar quien o quienes tienen que incluirse en esta medición. La investigación descriptiva requiere considerable conocimiento del área que se investiga para formular las preguntas específicas que se busca responder” Ciencias de la Ingeniería del Software.: Según Marcos, E23., quien hace una reclasificación de este tipo de estudios, es “la investigación enfocada a la construcción de nuevos objetos (procesos, modelos, metodologías, 23 Marcos, Esperanza. “Investigación en Ingeniería del Software vs. Desarrollo Software”. Grupo KYBELE. Universidad Rey Juan Carlos 34 técnicas, etc.). Este tipo de problemas son de naturaleza ingenieril, en el sentido de que su objeto de estudio es la construcción de nuevas herramientas (métodos, modelos, etc.) para la construcción de software” A su vez, lo incluye en los métodos de investigación creativos que son “aquellos que utilizan mayoritariamente las artes, si bien creatividad y ciencia están siendo cada día más relacionados”. 2.3 CRITERIOS PARA SELECCIÓN DEL MÉTODO De acuerdo al análisis de los métodos (Sallee, ATA Costs, Nasa, Jan Roskam), se llego a los siguientes criterios para poder seleccionar el método más favorable e impleméntalo en el desarrollo del proyecto: a) El método Sallee presenta los parámetros más representativos en costos, pero sin dar conocer el análisis detallado del proceso que requiere para determina el DOC en forma precisa. Dando solo resultados del comportamiento de los costos directos de operación en aeronaves de reacción de manera global, es decir; presenta como conclusión final el valor para: perfil de misión, utilización, pago tripulación, precio del combustible, mantenimiento, depreciación, seguros y espera. Este método no es relevante para el proceso de este proyecto ya que no muestra con precisión los parámetros que determinan la operación de aeronaves, sin concluir cuáles son las variables que más influyen en los costos. b) El método de la Air Transport Association Cost plantea ecuaciones utilizando factores de acuerdo a la operación en un periodo de tiempo, sin incluir aeronaves a pistón y excluyendo costos por tasas de aterrizaje y seguros de aeronaves, factores que son importantes para el costo directo de operación (DOC). c) El método de la NASA “A New Method for Estimating Current and Future Transport Aircraft Operating Economics” analiza registros históricos de costos de operación de la aerolínea American Airlines de aeronaves de motores Turbo-Fan, Turbo-Jet y Turbo-Prop, de la flota Boeing y McDonell-Douglas, para desarrollar un modelo analítico que relacione el impacto de la tecnología y la implementación de sistemas con los costos de operación. Si bien la adición de nuevas tecnologías en los sistemas de la aeronave juega un gran impacto en 35 los costos de operación, en el desarrollo de este proyecto se observaran las variables que mas impactan a los costos en cualquier tipo de aeronaves. d) El método de Jan Roskam de 1990 plantea un análisis matemático de todas las variables que influyen en el DOC para aeronaves de reacción y pistón tales como: • • • • • Costos de vuelo (tripulación, seguros, combustibles y aceites). Costos de mantenimiento (motores, hélices, fuselaje, sistemas aviónicos, entre otros). Costos de deprecación (motores, hélices, fuselaje, sistemas aviónicos, repuestos del motor, repuestos del fuselaje, repuestos sistemas aviónicos). Costos en tasas de aterrizajes (impuestos y aduanas determinados por el peso de la aeronave y aeropuertos de operación). Costos de financiación (arrendamientos y compra de aeronaves). Los anteriores parámetros fueron obtenidos mediante el análisis de la operación de las aeronaves y experiencia de empresas aeronáuticas, enfocadas en determinar rangos y valores para cada categoría (transporte, carga, sector privado) en las variables nombradas anteriormente. La aplicación de este proyecto está enfocada en aeronaves de pistón, de acuerdo al método planteado por Jan Roskam, se brinda información de ecuaciones, constantes, rangos, graficas y tablas más detalladas para este tipo de aeronaves. 36 Figura 4. Perfil de misión Fuente: FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia [Programa Disponible en CD-ROM]. Esta grafica muestra las variables operacionales que se toman en cuenta, de acuerdo al perfil de misión, analizando parámetros de de tiempos, distancias y velocidades, los cuales son de gran importancia en la utilización de la aeronave en el método planteado por Jan Roskam. La experiencia de acuerdo a lo planteado en este método, se determinan periodos de depreciación para cada sistema de la aeronave y factores que facilitan la exactitud de cada ecuación, para observar el impacto real que tiene la depreciación en el costo total de operación. Tabla 8. Periodo de depreciación y sistemas. SUGGESTED DEPRECIATION PERIODS AND DEPRECIATION FACTORS FOR AIRFRAME AND EQUIPMENT SUGGESTED RESIDUAL VALUE IN DEPRECIATION Item DEPRECIATION PERCENT FACTOR PERIOD DPap 10 years 15 Fdap 0,85 Airframe DPeng 7 years 15 Fdeng 0,85 Engine DPprp 7 years 15 Fdprp 0,85 Propellers DPav 5 years 0 Fdav 1 Avionics 15 Fdapsp 0,85 Airplane spares DPapsp 10 years 15 Fdengsp 0,85 Engine Spares DPengsp 7 years Fuente: Aircraft Estimation Costs Jan Roskam Capitulo VIII 37 Otro criterio que se toma para utilizar este método es el análisis de los costos para aterrizajes y taxeos según el peso de la aeronave representada por fracciones de tiempo, tasas de navegación y registros de taxeos. e) Unas de las principales limitantes para la selección del método a trabajar, fue adquirir la base de datos de costos y operación de empresas que trabajan con aviones de reacción. Se realizaron reuniones y peticiones escritas con empresas como: Avianca, Aires y Aero República, pero fue imposible por motivos de confidencialidad de las mismas, obteniendo como respuesta que no podían suministrar los datos necesarios para nuestra investigación. f) La siguiente opción, fue analizar los métodos para conocer cuáles eran los más adecuados para realizar el estudio en aviones de pistón, obteniendo como única alternativa tomar el método base de Jan Roskam. Siendo el único de los cuatro métodos que permite y brinda información para trabajar con aeronaves de este tipo. g) Se decidió trabajar con empresas de vuelos chárter que cumplan las necesidades del proyecto, por esta razón se contactaron las siguientes empresas: Policía Nacional, Acosta & Moya, Rio sur, Aero Charter de Colombia, Aeroclub de Colombia y Aero Cusiana. Estas empresas proporcionaron la información necesaria de operación y mantenimiento. h) La empresa Aero Cusiana se comprometió con el proyecto a brindar toda la información necesaria para su desarrollo y validación de costos. 38 2.4 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN El método de recolección de datos se realizo de la siguiente forma: a) Recolección de información documentos, publicaciones). bibliográfica (libros, artículos, b) Búsqueda de empresas chárter en Bogotá- Colombia. c) Selección de aeronaves Chárter en Bogotá. d) Entrevistas con funcionarios de las empresas Chárter y talleres reparadores como: ingenieros, pilotos, inspectores, administradores.24 e) Búsqueda de parámetros que utilizan las empresas para costos internos (costos directos). f) Revisión de manuales y características de los aviones. g) Referencias de operación de las aeronaves mediante el libro de vuelo. h) Consulta de base de datos en la totalidad de los aviones a estudiar. i) Tutoriales de Excel, SPSS25 y macros de Visual Basic. j) Análisis, factor de corrección de las ecuaciones bases de Jam Roskam y creación de nuevas variables para el desarrollo de la aplicación mediante SPSS y Excel. k) Programación y diseño de la aplicación en Excel. l) Reunión con empresa chárter taxi Aéreo Cusiana para la validación de una aeronave en operación real. m) Al obtener los resultados se realizo el análisis de los resultados obtenidos.26 24 Ver anexo L y M (Cartas de presentación) SPSS para Windows. 2010. Versión 17.0. Chicago: SPSS Inc. [Software informático]. Disponible en SPSS Inc. Página web de SPSS disponible en: http://www.spss.com/ 25 26 Ver anexo H (Diagrama de Gantt) 39 2.5 DISEÑO DE LA HERRAMIENTA La aplicación estará erigida sobre los programas Excel y macros de Visual Basic desarrollados por Microsoft. Para ello es importante tener conocimientos profundos sobre la metodología de programación y el funcionamiento de ambos sistemas, puesto que en el enlace de elementos estará el funcionamiento del sistema. Así, una de las primeras actividades a realizar fue practicar y conocer como es la lógica del software a utilizar. Debido a la amplia información existente en una aerolínea y la gran cantidad de factores que se manejan fue necesario que cada uno de los integrantes investigara y analizaran temas diferentes, ya que tardaría mucho tiempo la creación de esta aplicación. Las actividades que se llevaron a cabo durante el desarrollo de este proyecto tuvieron como principio reuniones y/o conferencias con grupos, semilleros y personas interesadas en el tema para dar un crecimiento significativo a la investigación. 2.6 POBLACIÓN Y MUESTRA Según el tipo de aeronaves de categoría normal con un peso máximo de 5700 libras y 9 sillas, es necesario determinar una muestra significativa de este tipo de aeronaves que operen en Colombia, para poder realizar un análisis estadístico que compare los valores de operación y mantenimiento. 2.6.1 Población Aerolíneas ó empresas de taxis aéreos que tengas su sede principal en Bogotá y que operen aeronaves de categoría normal de pistón debido a que la aplicación será diseñada para este tipo de aviación. Tabla 9. Datos Iníciales de Estudio27 EMPRESA RIO SUR LTDA 27 AERONAVES Navajo chieftain Crusader Navajo C/R Ver Anexo H Diagrama de Gantt 40 EMPRESA TAXI AEREO CUSIANA LTDA AERONAVES Cessna 414A Chancellor Gulfstream Commander 695 Jetprop Cessna 208B Grand Caravan Piper PA-34-220 Piper PA-60-601 TRANSAEREO S.A Cessna T303 Crusader AEROCHARTER DE COLOMBIA Beechcraft Duke B60 POLICIA Cessna 208 Caravan Piper PA-31-325 Navajo AEROCLUB DE COLOMBIA Cessna 172-XP PA28-161 Warrior II PA28.140 Cruiser PA28-236 Dakota Cessna 152 Cessna 150 Cessna 172 SP PA18-Club Piper PA-30 Twin Comanche Nota: La anterior tabla muestra algunas empresas que operan con este tipo de aeronaves en Bogotá - Colombia 2.6.2 Muestra La toma de datos operacionales se realizó con las anteriores empresas, donde se efectuó la búsqueda de las aeronaves tipo pistón de categoría normal de vuelos Chárter, cada una con sus flotas respectivas: Aeronaves utilizadas en el muestreo, análisis y validación del método de costos 41 Tabla 10. Muestra AERONAVES Piper PA-34-220 Piper PA-60-601 Beechcraft Duke B60 Piper PA-31-325 Navajo Piper PA-30 Twin Comanche Cessna T303 Crusader Piper Navajo Rio Sur La empresa ACOSTA & MOYA, AVIOELECTRONICA y AVIOPARTES proporcionaron datos necesarios de mantenimiento de motores, para el análisis y desarrollo del proyecto28. 2.7 VARIABLES 2.7.1 Variables Utilizadas del método de Roskam De acuerdo con el método de Roskam utilizamos las siguientes variables para la dispersión de puntos en la regresión lineal del método estadístico: Tabla 11. Variables método de Jan Roskam SIMBOLO Adav AEP AHj AMP ASP Camb Precio estimado del avión Horas de vuelo por año del piloto Precio de la aeronave Precio de los sistemas aviónicos por avión Costo de mantenimiento aplicado a la carga. Carga de tazas de navegación por vuelo Costo de la tripulación Cdap Costo de depreciación del fuselaje USD/nm Costo de depreciación en repuestos de sistemas aviónicos USD/nm Costo de depreciación de sistemas aviónicos USD/nm Costo de depreciación del motor USD/nm Cdav Cdeng Tazas de aterrizaje UNIDADES Años USD Hrs USD USD USD Caplf Capnf Ccrew Cdapsp 28 SIGNIFICADO Periodo de depreciación de sistemas aviónicos Ver Anexo N, O y P (Costos de mantenimiento, repuestos y mano de obra) 42 USD/landing USD/flight USD/nm SIMBOLO Cdengsp Cdprp SIGNIFICADO Costo de depreciación de repuestos del motor UNIDADES USD/nm Costos de depreciación de la hélice USD/nm Costo de seguros USD/nm Clabap Costos de mano de obra de fuselaje y sistemas USD/nm Clabeng Costos de mano de obra del motor USD/nm Costos de operación directa debido a tazas de aterrizajes. USD/nm Costo de materiales de mantenimiento para el avión y sistemas. USD/nm Cins Clf Cmatap Cmatapblhr Costo de materiales en mantenimiento de fuselaje Costo de materiales de mantenimiento para el Cmateng motor. USD/hr USD/nm Cmatengblhr Costo de materiales de mantenimiento del motor por bloque hora USB/h Cnf Costos de operación directa a tazas de navegación USD/nm Cpol Costo de aceite y combustible USD/nm Costos de operación directa debido a registro de taxeo USD/nm Costos de operación directos USD/nm DOCdepr Costos directos de depreciación USD/nm DOCfin Costos directos de financiación USD/nm DOCflt Costos directos de operación de vuelo USD/nm DOClnr Costos directos de operación debido a tazas de aterrizajes. USD/nm DOCmaint Costos directos de mantenimiento USD/nm DOCtotal Dpap Costos directos de operación "TOTAL" USD/nm Años Crt DOC Dpapsp Dpeng Dpengsp DPprp EP ESPPF famblab Fapsp Periodo de depreciación del avión Periodo de depreciación de las partes de repuesto del avión Periodo de depreciación del motor Periodo de depreciación de las partes de repuesto del motor Periodo de depreciación de la hélice Precio del motor estimado (por motor) Factor de precio de las partes de repuesto del motor Factor de mano de obra y costos de materiales Factor de partes de repuestos del avión 43 Años Años Años Años USD Adimensional Adimensional Adimensional SIMBOLO FD Fdap Fdapsp Fdav Fdeng SIGNIFICADO Densidad de combustible UNIDADES Lbs./gallon Adimensional Factor de depreciación del fuselaje. Factor de depreciación de las partes de repuesto del Adimensional avión Factor de depreciación de sistemas aviónicos Factor de depreciación del motor Factor de depreciación de partes de repuestos del motor Fdprp Factor de depreciación de la hélice Fengsp Factor de partes de repuestos del motor finshull Tasa anual de seguros según precio del avión flf Factor de tazas de aterrizaje FP Precio del combustible-JP frt factor de la ciudad donde se registra el taxeo L Altitud máxima al descenso Número de horas hombre necesario en MHRmapbl mantenimiento del fuselaje y sistemas en block hours. Número de horas de mantenimiento de motores por MHRmengbl block hours. Número de horas de mantenimiento del motor por MHRmengbl bloque de hora Ne Numero de motores Np Numero de hélices OD Densidad del aceite OLP Precio de aceites y lubricantes PP Precio de la hélice Rbl Distancia bloque Rcl Distancia de ascenso Rde Distancia de descenso Rlap Rata de mano de obra en mantenimiento del avión Fdengsp Adimensional Adimensional Adimensional USD Adimensional USD/gallon Adimensional Ft Hrs Hrs Hrs Adimensional Adimensional Lbs/gallon USD/gallon USD Nm Nm Nm USD/h Rleng Rata de horas de mantenimiento del motor necesarias por bloque horas. Hrs Rman Salj tbl tcl tcr tcr Distancia de maniobra en vuelo Salario anual del piloto Tiempo bloque Tiempo en ascenso Tiempo en crucero Tiempo de crucero Nm USD Hrs Hrs Hrs Hrs 44 SIMBOLO tde TEFj tflt SIGNIFICADO Tiempo en descenso Factor de gastos asociados (viáticos) Promedio de horas de vuelo UNIDADES Hrs USD Hrs tgm Tiempo de maniobra en tierra Hrs tman Tiempo de maniobra en vuelo Hrs Uannbl Utilización anual de bloque horas Hrs Uannfl Utilización anual de horas de vuelo Hrs Vbl Vcr Vflt Wfused Wolbl Wto Velocidad bloque Velocidad crucero Promedio de velocidad de vuelo Combustible usado en la misión Bloque de combustible usado Peso máximo al despegue Kts Knts Kts Lbs Lbs Lbs 2.7.2 Variables creadas para el análisis estadístico29. Tabla 12. Variables creadas SIMBOLO VARIABLE Costo de la distancia recorrida según la velocidad Cdrv Costo de mano de obra según las horas necesarias Cmatheng para el mantenimiento del motor por milla náutica. Costo de materiales y laborales por milla náutica Cmatv CONSTafp Constante por precio de la aeronave Factores de costos y aeronave FACa Características de combustible por distancia FCrbl recorrida Gastos asociados según distancia de vuelo. Gadv Manfam Gastos asociados al avión por hora bloque OLCrbl Características de aceite por distancia recorrida UNIDAD USD/(nm*Hrs) USD USD/nm Adimensional Adimensional USD/nm nm*Hrs USD/Hrs USD/nm Nota. Las anteriores variables se determinaron mediante el análisis de las ecuaciones y el proceso estadístico, con el propósito mejorar los resultados obtenidos de Excel y SPSS 29 Ver página 47 Desarrollo Ingenieril 45 3. LÍNEA DE INVESTIGACIÓN DE USB / SUB-LÍNEA DE FACULTAD / CAMPO TEMÁTICO DEL PROGRAMA Puesto que se plantea una nueva propuesta investigativa, el proyecto se rige dentro de la línea instrumentos y control de procesos, específicamente en el análisis de costos operacionales con fines de aportar a la industria aeronáutica. Es importante para el país y la Universidad el desarrollo de nuevos campos de investigación, aplicables a empresas aeronáuticas en consultoría del área de costos, con la implementación de nuevas herramientas informáticas y tecnológicas que faciliten procesos internos. Figura 5. Línea de investigación trabajo de grado, facultad de ingeniería (Universidad de San Buenaventura) Fuente: Línea de Investigación de USB / Sub-Línea de Facultad / Campo Temático del Programa. 46 4. DESARROLLO DE INGENIERÍA. A continuación se explicitan los procesos de análisis que se llevaron a cabo sobre las variables para la adecuación de la aplicación en Excel: a) El primer paso a realizar, fue crear una base de datos con la operación real de las aeronaves nombradas anteriormente, en esta se relacionan costos, rutas, parámetros operacionales de cada aeronave como: velocidades, tiempos, distancias, consumo de combustible, aceites, pagos de tripulación, costo de combustible, años de depreciación, mantenimiento entre otros. Para que los parámetros sean homogéneos se seleccionó una ruta (Bogotá - Cali) para todas las aeronaves. Ejemplo 1: Base de datos para el costo de tripulación. poBq {| 1 0.26 ~F5 T' 3 }L% (2 si FD si Tabla 13. Base de datos para el costo de tripulación Aircraft Vbl (Kts) Salj (USD) Ahj (hrs/yr) TEFj Piper PA-34-220 Piper PA-60-601 Beechcraft Duke B60 Piper PA-31-325 Navajo Piper PA-30 Twin Comanche Cessna T303 Crusader Piper Navajo Rio Sur 141,22806 159,2884 158,47836 132,79984 26000,00 7222,22 14444,44 46944,44 360 100 200 650 7 7 7 7 139,3297 39722,22 550 7 128,73233 113,34724 30694,44 53444,44 425 740 7 7 Nota. Los valores presentados en la tabla 13 fueron suministrados del libro de vuelo, gerencia y pilotos de las empresas mencionadas en la tabla 9, exceptuando los gastos asociados al vuelo (TEFj), obtenido del libro Jan Roskam30 En este ejemplo fue necesario obtener todas las variables independientes de la ecuación para observar el comportamiento del costo de la tripulación 30 Dr. Jan Roskam, Airplane Estimation Cost: Design, Development, Manufacturing and operating Part VIII 1990. 47 para realizar la dispersión de puntos y observar cuales son los factores que más influyen. b) Luego de entender la teoría básica de regresiones lineales y múltiples de SPSS31 y Excel32, se opto por realizar un análisis estadístico de cada variable independiente, con el fin de examinar la dispersión de puntos y concluir cuales son más representativas con respecto a las variables dependientes, encontrando una nueva ecuación. Ejemplo 2: Análisis estadístico para el costo de tripulación: poBq {| 1 0.26 ~F5 T' 3 }L% (2 si FD si Para realizar el análisis de regresión, se dividió la ecuación original en dos factores, con el fin de determinar que variable independiente influye más sobre las otras variables. Factor 1 Factor 2 | 1 0.26 ~F5 }L% ( si FD T' 2 3 si La variable independiente que más influye en el comportamiento de la variable dependiente es la velocidad bloque (si ), porque es directamente proporcional al costo. Por esta razón se crearon dos nuevas variables de la siguiente manera. poBq moBz L )mz moBz .C. @ # @"CY," ! ,.!!"@ C 0úY # S #.,"@@ )mz C.C C.,@.C C 0úY # @"CY," @ SV #. 31 SPSS Para Windows. 2010. Versión 17.0. Chicago: SPSS Inc. [software informático]. Disponible en SPSS Inc. Página web de SPSS disponible en: http://www.spss.com/ 32 Ver Anexo E Explicación matemática de tablas obtenidas en Excel y SPSS. 48 Se ingresaron a SPSS y Excel las dos nuevas variables independientes que afectan esta ecuación, obteniendo los siguientes resultados: Ecuación base para la regresión lineal. k - -1 1k -P Pk Vk Tabla 14. Coeficiente de correlación y Análisis de Regresión Resumen Coeficiente de determinación OP Error típico Observaciones 1 2,27E-18 7 En la anterior tabla se obtiene como resultado, que el coeficiente de determinación OP tiene una proximidad a uno (1), es decir; su efectividad en la ecuación es representativa, debido a que las variables utilizadas en esta fórmula son homogéneas. Con lo anterior podemos concluir que el O P representa el porcentaje en que las variables independientes si , FD, ~F5 , T' explican la dependiente poBq (costo de tripulación) en un 100%. La separación de los datos de la muestra se conoce como error típico, representando la deviación estándar de los puntos; en este caso el valor 2,27E-18 el cual se aproxima a cero, indica que todos los datos se aproximan a la recta de dispersión. Tabla 15. Análisis de Varianza Análisis de Varianza Grados de libertad F Regresión Residuos Total 1 5 6 5,84E+28 Valor crítico de F 2,31E-71 En la tabla anterior el valor más representativo es F, que indica, como se relaciona la formula en su totalidad con las variables independientes. En esta tabla nos muestra que tenemos un F de 5.84 E+28 .En la tabla del 49 Anexo E33, se observa que para superar las probabilidades entre el 1 y el 5% debemos tener un valor mayor de 6.61. El F de 5.8 demuestra que los parámetros estimados . y 1 son significativos. El valor crítico F significa que el margen de error es muy bajo. Tabla 16. Coeficientes Coeficientes Error Típico Estadístico Inferior Probabilidad (t) 95% Intercepción Reservado 5,23E-18 1,19E+16 7,82E-80 Vari able X1 Reservado 1,04E-21 2,42E+14 2,31E-71 Superior 95% Inferior 95% Superior 95% 0,0625 0,0625 0,0625 0,0625 2,50E07 2,50E-07 2,50E07 2,50E-07 En la tabla de coeficientes, el valor representativo para utilizar en la ecuación se determina por el estadístico t, el cual comparándolo con la tabla del Anexo E34, muestra que se debe utilizar un valor mayor a 2.42 para que la nueva fórmula planteada tenga validez. Tomando un límite inferior y superior del 95%, se puede analizar que los dos límites de la variable X1 (2.50e-07) son iguales, de esta manera, los coeficientes se encuentran el rango de la población. Figura 6. Residuales Residuos Variable X 1 Gráfico de los residuales 1 0,5 0 0 1.000 2.000 3.000 4.000 Variable X 1 33 34 Ver Tabla 28 Valores del estadístico F. Ver Tabla 27 Grados de libertad 50 5.000 6.000 7.000 Figura 7. Análisis de regresión ajustada Variable X1 Y Variable X 1 Curva de regresión ajustada 0,0642 0,0640 0,0638 0,0636 0,0634 0,0632 0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 Variable X 1 En esta regresión, todos los puntos caen sobre la línea de tendencia, esto significa que la variación es mínima con respecto a la dispersión. En las siguientes tablas el comportamiento es el mismo que se aplico en Excel, las variables a utilizar más representativas son las mismas. Tabla 17. Estadísticos Descriptivos ESTADISTICO DESCRIPTIVO Media Desviación típica 0.09096664 Ccrew 0.7057000 0.08032691 Cdrev 0.6625643 0.14650660 Gadv 0.1074757 Figura 8. Histograma Variable dependiente: 51 N 7 7 7 Media = 0 Desviación Típica = 0.577 N=7 Este grafico indica una distribución en campana donde la superficie de las barras es proporcional a la frecuencia de los valores representados. En eje horizontal se indican las variables de la regresión la cual se encuentran en la mitad del intervalo, esto explica que los valores del costo de la tripulación no están dispersos, si no por el contrario la medida de dispersión se encuentra en el mismo conjunto de puntos Al analizar los resultados obtenidos en los programas estadísticos, se llega a la siguiente ecuación con el nuevo factor de corrección para datos de operación actuales. poBq M , moBz , )mz c) El proceso anterior, se implementa para todas las ecuaciones del diagrama de flujo35, creando nuevas variables para permitir que los resultados de las regresiones sean más exactas y homogéneas; Adquiriendo un factor de corrección de cada una de ellas. Ejemplo 3: Simplificación de ecuación para regresión. F 2 3 4 1 Donde: = Variable dependiente y 1 = Coeficientes F, , [ = Variables independientes Nueva variable a utilizar: +2 F 3 Respecto al comportamiento que tiene Q R se decide reemplazar por la variable +, por esta razón la nueva ecuación planteada para realizar la regresión será: 35 Ver Hoja 70 52 + 4 1 Mediante este proceso fueron creadas las siguientes variables: moBz )mz 'posi 5posi 'F) A~)hn E)lh)l H)jz Costo de la distancia recorrida según velocidad Gastos asociados para la distancia de vuelo Característica de combustible por distancia recorrida Características del aceite por distancia recorrida Factores de costo y aeronave Constante por el precio de la aeronave Factor de gastos asociados al avión por hora bloque Costo de materiales y laborales por milla náutica d) En el aplicativo se plantean tres tipos de ecuaciones lógicas para su funcionamiento, tales como: • • • Ecuaciones con factor de corrección y nuevas variables. Ecuaciones con factor de corrección del método Roskam. Ecuaciones sin factor de corrección (no afectan su comportamiento). 4.1 Explicación factor de corrección A continuación se mostraran tres ejemplos en el proceso que se realiza para la obtención del factor de corrección: Ejemplo 1. Ecuación de Jan Roskam para calcular costos de tripulación poBq poBq {| 1 0.26 ~F5 T' 3 }L% (2 FD si si Tabla 18. Variables de costos de tripulación (piper PA-34-220) Aircraft Vbl (Kts) Salj (USD) Ahj (hrs/yr) TEFj Ccrew USD/nm Piper PA-34-220 141,22806 26000,00 360 7 0.69391 53 Según el análisis estadístico de SPSS y Excel, donde se ingresaron las dos nuevas variables (moBz , )mz ), se obtuvieron los siguientes resultados para Costo de tripulación (poBq ), para esta misma aeronave: Mediante el proceso estadístico se obtiene la siguiente ecuación para costos de tripulación: poBq 40.052 1.137 L @! S 0.04 L @S Tabla 19. Datos para comprobar factor de corrección para costo de tripulación (piper PA-34-220) Aircraft Piper PA-34-220 Cdrev USD/(nm*hr) 0.6443 Gadv (nm/hr) 0.04957 Ccrew USD/nm 0.68261 El factor de corrección para esta ecuación es de 0.0113, basado en los datos actuales y reales de operación de este tipo de aeronaves utilizadas en la muestra. Ejemplo 2. Ecuación de Jan Roskam para el costo de materiales de mantenimiento de la aeronave sin motores y sistemas )nvt )nvt 3.6 L T' L F ' 4.75T L F' Tabla 20. Variable para costos de mantenimiento del fuselaje por bloque hora (Piper PA-34-220) Aircraft Piper PA-34-220 AFP (USD) ATF CEF- 2010 Cmatapblhr (USD/nm) 1 12,14600 56000 3,300 Según el análisis estadístico de SPSS y Excel, donde se ingresaron las dos nuevas variables ('F, A~ )hn ), se obtuvieron los siguientes resultados para costo de materiales de mantenimiento para aeronave sin motores y sistemas ()nvt ), para esta misma aeronave: 54 Mediante el proceso estadístico se obtiene la siguiente ecuación para costos de materiales de mantenimiento de la aeronave sin motores y sistemas )nvt 46.104E11 'F) A~ )hn Tabla 21. Datos para comprobar factor de corrección para costo de mantenimiento del fuselaje por bloque hora (Piper PA-34-220) Aircraft FACa Piper PA-34-220 11,6 Cmatapblhr (USD/nm) 0.266 11.866 El factor de corrección para esta ecuación es de 0.28, basado en los datos actuales y reales de operación de este tipo de aeronaves utilizadas en la muestra. Ejemplo 3 Ecuación de Jan Roskam para el mantenimiento aplicado a la carga )Hs )Hs 1.03 M)Hsi)s 2EDOH)nvt L Oi)s QAB L EDOHBlw si L OiBlw R3 M)Hsi)s 2H)j)n sio QAB L H)jBlw sio R3 Tabla 22. Variables para mantenimiento aplicado a la carga (Piper PA-34220) Aircraft famblab MHRmapbl Rlab Ne MHRmengbl Piper PA-34-220 1 1,8462 11 2 0,066 Rleng 9 Cmatapblhr 12,14 Cmatengblhr 2,586 Camb 0,283 Según el análisis estadístico de SPSS y Excel, donde se ingresaron las tres nuevas variables (E)lh)l , H)jBlw , H)jz ), se obtuvieron los siguientes resultados para el costo del mantenimiento aplicado a la carga ()Hs ), para esta misma aeronave. )Hs 40.012 1.323EYh)l 0.786H)jBlw 0.735H)jz 55 Tabla 23. Datos para comprobar factor de corrección para costo de mantenimiento aplicado a la carga (Piper PA-34-220) Aircraft Piper PA-34-220 Manfan 0,1481 Cmatheng 0,0084 Cmatv 0,1126 Camb 0,28073 El factor de corrección para esta ecuación es de 0.00227, basado en los datos actuales y reales de operación de este tipo de aeronaves utilizadas en la muestra. Nota: Existen ecuaciones que no necesitan un factor de corrección debido a que no se ve afectado su comportamiento ni el funcionamiento del aplicativo a través del tiempo, esto se compro con el proceso hecho con las regresiones lineales planteadas en este proyecto. De acuerdo con lo anterior se plantean todas las ecuaciones que son necesarias para el diseño de la aplicación, representando todas la formulas en función de variables. Las siguientes ecuaciones se caracterizan por manejar variables dependientes e independientes según sea el caso; es decir, una variable puede explicar el comportamiento de otras u otras puede explicar el comportamiento de esta. A continuación se da un ejemplo para explicar mejor el comportamiento de las variables en este proyecto. si Osi si Para este caso la variable dependiente es velocidad bloque (si ), esta se ve afectada por la variación de distancia bloque y tiempo bloque ( vt ), siendo evt estas variables las que explican el comportamiento de la velocidad bloque. klW MklWtt FE )llvt si En la ecuación de costo de seguros (klW ), es explicada mediante el comportamiento de velocidad bloque (si , y por otras tres variables (MklWtt , FE, )llvt . En este caso la velocidad bloque actúa como variable independiente. 1) Ecuación con factor de corrección para tiempo de maniobra en tierra: H)l H)l 2.5^10 e¡ 56 Variable independiente: Peso máximo de despegue de la aeronave e¡ Constante calculada con la regresión = 2) Ecuación con factor de corrección para tiempo de maniobra en tierra wH Variable independiente: wH 5.1^10 e¡ Peso máximo de despegue de la aeronave e¡ Constante calculada con la regresión = 3) Ecuación de Jan Roskam para tiempo bloque de la misión si wH pi po mB Airplane Cost Estimation Dr Jean Roskam “Page 71, Equation (5.6)” Variables independientes: Tiempo de maniobra en tierra wH Tiempo de ascenso pi Tiempo de crucero po Tiempo de descenso mB 4) Ecuación de Jan Roskam para distancia de maniobra en tierra OH)l Variable independiente: OH)l 250 L H)l Tiempo de maniobra en tierra H)l 5) Ecuación de Jan Roskam para tiempo bloque de la aeronave en la misión si Osi si 2 3 si Variables independientes: Distancia bloque Osi Tiempo bloque si 57 Ecuación de Jan Roskam para tiempo promedio de horas voladas hij hij pi po mB Variables independientes: Tiempo de ascenso pi Tiempo de crucero po Tiempo de descenso mB 6) Ecuación de Jan Roskam para el promedio de velocidad para la flota hij po hij po L hij Variables independientes: Velocidad crucero po Tiempo de crucero po Tiempo promedio de horas voladas hij 7) Ecuación con factor de corrección para costo de la distancia recorrida según velocidad moBz C# 1 026 moBz f2 3L% (g FD si Variables independientes: Velocidad bloque si Salario de la tripulación C# el salario del piloto es un 7% mayor al salario de Copiloto (este promedio se consiguió en el estudio de campo). Constante calculada con la regresión = ~# ~#prn L 7% ~#prn Número de horas voladas por miembro de tripulación FD Constante calculada: Constante calculada con la regresión 58 8) Ecuación con factor de corrección de gastos asociados para la distancia de vuelo )mz T'£ )mz 2 3 -# Variables independientes: )mz Factor asociado al viaje T'£ Velocidad de bloque -# 9) Ecuación con factor de corrección para costos de tripulación poBq poBq 40.052 1,137 L moBz 0,04 L )mz Variables independientes: Gastos asociada para la distancia de vuelo )mz Costos de la distancia recorrida según velocidad moBz Constante calculada con la regresión 10) Ecuación de Jan Roskam para peso de aceite y lubricantes c rivt 2 ¤¥¦ 3 70 Variable independiente: Combustible usado en la misión c¤¥¦ 11) Ecuación con factor de corrección para características de combustible por distancias recorrida. 'posi h ' 'posi f2 vt 3 L 2 3g Osi '+ Variables independientes: Combustible usado en el bloque hvt Distancia bloque Osi Precio del combustible ' Densidad del combustible '+ 59 Constante calculada con la regresión 12) Ecuación con factor de corrección para características del aceite por distancia recorrida 5posi ri 5 5posi 2 vt 3 L 2 3 Osi + Variables independientes: Aceite usado en el bloque rivt Distancia bloque Osi Precio del aceite 5 Densidad del aceite + Constante calculada con la regresión 13) Ecuación con factor de corrección para costo de aceite y combustible nri nri 5posi Variable independiente: Ecuación corregida para características del aceite por distancia recorrida 5posi Constante calculada con la regresión 14) Ecuación de Jan Roskam para costos de seguros klW klW MklWtt FE )llvt si Variables independientes: Rata de seguros anuales MklWtt Precio de la marca del avión FE Utilización anual bloque )llvt Velocidad bloque si 15) Ecuación de costos directos de operación de vuelo +hij +hij poBq nri klW 60 16) Ecuación de Jan Roskam para peso del fuselaje ) Variables independientes: ) B 4 Blw L AB Peso en vacio de la aeronave B Peso del motor Blw Numero de motores AB 17) Ecuación de Jan Roskam para el mantenimiento de fuselaje y sistemas EDOH)nvt 21.7 0.067 L ) 3 1000 Airplane Cost Estimation Dr Jan Roskam “page 95, Figure (5.5)” Variables independientes: Peso del fuselaje ) 18) Ecuación con factor de corrección para Costos de mano de obra de fuselaje y sistemas i)su§ Q0.11758 L EDOH)nvt 4 0,0011665si R Variables independientes: Mantenimiento de fuselaje y sistemas por hora bloque EDOH)nvt Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 19) Ecuación de Jan Roskam para el factor de entrada a Overhaul NBH DBH NBH 20.076 L 2 3 0.1643 100 Variables independientes: Periodo entre cada Overhaul DBH 61 20) Ecuación de Jan Roskam para mano de obra para motores EDOHBlwvt EDOHBlwvt Blw P Blw 0.7 ¨0.0765 L %2 3 ( 0.2495 L 2 3© L f2 3 0.3g NBH 1000 1000 Variables independientes: Peso del motor Blw Factor de entrada a Overhaul NBH 21) Ecuación con factor de corrección para costo de mano de obra por motor #-Blw #-Blw Q0,18119EDOHBlwvt 4 0,0001297si R Variables independientes: Mano de obra para motores EDOHBlwvt Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 22) Ecuación con factor de corrección de precio de la aeronave F' F' FT 4 2 L T Variables independientes: Precio estimado de la aeronave FT Precio del motor T Constante calculada con la regresión 23) Ecuación con factor de corrección para factores de costo y aeronave 'F) 'F) 3.6 L T' L F ' Variables independientes: 62 Factor de costos de estalación T'36 Factor tipo de la aeronave F ' Constante calculada con la regresión 24) Ecuación con factor de corrección para constante por el precio de la aeronave A~)hn A~)hn 4.75^10* F ' Variable independiente: Factor tipo de la aeronave F ' Constante calculada con la regresión 25) Ecuación con factor de corrección para costos de materiales para fuselaje y sistemas )nvt )nvt 'F) A~)hn Variables independientes: Factor de costo y aeronaves 'F) Constante por el precio de la aeronave A~)hn Constante calculada con la regresión 26) Ecuación de Jan Roskam para costo de materiales de mantenimiento para el avión y sistemas )n )nvt )n 1.03 2 3 si Variables independientes: Costo de materiales para fuselaje y sistemas )nvt 27) Ecuación de Jan Roskam para costo de materiales de mantenimiento del motor por bloque hora. Blwvt Blwvt 5.43 L T L T~' 4 0.47 2 Variables independientes: 36 Ver Anexo G Grafica proyectada al 2030 de CEF 63 1 NBH 3 Precio del motor T Factor de precio de partes del repuestos del motor T~' Factor de entrada a Overhaul NBH 28) Ecuación de Jan Roskam para costo de materiales de mantenimiento del motor Blw Blwvt Blw f1.03 L 1.3 L AB L 2 3g si Variables independientes: Costo de materiales de mantenimiento del motor por bloque hora Blwvt Velocidad bloque si 29) Ecuación con factor de corrección para factor de gastos asociados al avión por hora bloque E)lh)l E)lh)l % 1.03 L M-#-EDOH)nvt L Oi)s ( si Variables independientes: Factor de distribución para costo de materiales M-i)s Materiales de mantenimiento de fuselaje y sistemas EDOH)nvt Rata de mano de obra de mantenimiento Oi)n Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 30) Ecuación con factor de corrección para costo de mano de obra según las horas necesarias para el mantenimiento de cada motor por milla náutica H)jBlw H)jBlw 2 OiBlw L EDOHBlwsi L AB 3 si Variables independientes: 64 Mano de obra para motores EDOHBlwvt Rata de mano de obra para el motor OiBlw Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 31) Ecuación Con factor de corrección para Costo de materiales y laborales por milla náutica H)jz H)jz % M-#- L H)j)nsi AB L Blwvt ( si Variables independientes: Factor de distribución para costo de mano de obra M-i)s Costo de materiales para fuselaje y sistemas )nvt Numero de motores AB Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 32) Ecuación con factor de corrección para mantenimiento aplicada a la carga )Hs )Hs Q1.323 L E)lh)l 0.786 L H)jBlw 0.735 L H)jz R Constante calculada con la regresión 33) Ecuación de Jan Roskam para costos directos de mantenimiento +H)klj +H)klj i)su§ #-Blw )n Blw )Hs 34) Ecuación con factor de corrección para costos de depreciación de repuestos del avión. 65 m)n 1.832T L )llsi 4 2.074T L si 4.957T L F~ 5.577T L FT 4 3.351T L T Variables independientes: Utilización anual bloque )llsi Precio del motor T Precio sistemas aviónicos F~ Precio estimado del fuselaje FT Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 35) Ecuación con factor de corrección para depreciación de repuestos del motor mBlw mBlw L % 'mBlw L AB L T ( )llsi L si L +nBlw Variables independientes: Numero de motores AB Precio del motor T Utilización anual bloque )llsi Velocidad Bloque si Constante calculada con la regresión 36) Ecuación con factor de corrección para depreciación de la pala mnon mnon L % 'mnon L An)i)W L ( +non L )llsi L si Variable dependiente: Numero de palas An)i)W Constante calculada con la regresión 66 37) Ecuación con factor de corrección para depreciación de sistemas aviónicos m)z 'm)z L F~ m)z L % ( +n)z L si L )llsi Variables independientes: Precio de sistemas aviónicos F~ Velocidad bloque si Constante calculada con la regresión 38) Ecuación de Jan Roskam para depreciación de repuestos m)nWn m)nWn Mm)nWn L M)nWn fFT 4 % AB L T (g +n)nWn L )llsi L si Variables independientes: Factor de depreciación de partes de repuestos del avión Mm)nWn Factor de partes de repuestos M)nWn Precio estimado del fuselaje FT Numero de motores AB Precio del motor T Periodo de depreciación de las partes de repuestos del motor +n)nWn Utilización anual bloque )llsi Velocidad bloque si 39) Ecuación de Jan Roskam para costo de depreciación de partes de repuestos del motor mBlwWn mBlwWn % 'mBlwWn L 'BlwWn L AB L T L T~' +BlwWn L )llsi L si Variables independientes: ( Factor de depreciación de partes de repuestos del motor 'mBlwWn Factor de repuestos del motor 'BlwWn Numero de motores AB Precio del motor T Factor de precio de partes de repuestos del motor T~' 67 Periodo de depreciación de partes de repuestos del motor +BlwWn Utilización anual bloque )llsi Velocidad bloque si 40) Ecuación de Jan Roskam para costos directos de depreciación +mBno m)n mBlw mnon m)z m)nWn mBlwWn 41) Ecuación de Jan Roskam Para tasas de aterrizaje del avión por aterrizaje )nih 0.002 L jr Variable independiente: Peso máximo de despegue jr 42) Ecuación de Jan Roskam para tazas de aterrizaje que dependen del peso del avión Mih Variable independiente: Mih 0.036 4^10ª L jr Peso máximo de despegue jr 43) Ecuación calculada para determinar costos directos de operación según aterrizajes ih Variables independientes: )nih ih L 2 3 si L si Tasas de navegación por avión por vuelo )nih Velocidad bloque si Tiempo bloque si 44) Ecuación de Jan Roskam para factor que depende del tamaño del avión Variable independiente: Moj 0.001 10^ ª L jr Peso máximo de despegue jr 45) Ecuación calculada para costos directos de operación + 68 + M 2+hij , +H)klj , +mBno , lh , 1 3 1, Moj , 0.07 46) Ecuación de Jan Roskam por registro de taxeo Variables independientes: oj Moj L + Factor que depende del tamaño de la aeronave Moj Costos directos de operación + 47) Ecuación de Jan Roskam para costos directos de operación de aterrizajes y taxeos +ilo +ilo ih lh oj 48) Ecuación de Jan Roskam para costos directos de financiación +hkl +hkl 0.07 L + 49) Ecuación de Jan Roskam para Costos directos de operación +jrj)i +hij +H)klj +mBno +ilo +hkl 69 4.2 Diagrama de flujo Esta es la secuencia de cálculos utilizados en la aplicación de Excel Inicio _, po , 5, O-#, O H)l 2.5^10 e¡ wH 5.1^10 e¡ si wH pi po mB No Si L>10000 OH)l po L H)l OH)l 250 L H)l 1 70 1 si 2 NO po 2 Osi 3 si si « 2 1.06Osi 4 Opi 4 OmB OH)l 3 po SI po 2 1.01Osi 4 Opi 4 OmB OH)l 3 po )llvt 10 ¬3.4546si 2.994 4 ­12.289si P 4 5.6626si 8.964®1/P ¯ hij po L )ll°ty moBz f2 po hij )llvt si hij C# 1 026 3L% (g si FD )mz 2 2 71 T'£ 3 -# 2 poBq 40.052 1.137 L @! S 0.04 L @S c rivt 2 ¤¥¦ 3 70 h ' 'posi f2 vt 3 L 2 3g Osi '+ 5posi 2 rivt 5 3L2 3 Osi + nri 5posi klW MklWtt FE )llvt si ±²³ ´µ¶· ¸² ¹º» ) B 4 Blw L AB EDOH)nvt 21.7 3 72 0.067 L ) 3 1000 3 i)su§ Q0.11758 L EDOH)nvt 4 0,0011665si R NBH 20.076 L 2 EDOHBlwvt ¨0.0765 L %2 DBH 3 0.1643 100 Blw P Blw 0.7 3 ( 0.2495 L 2 3© L f2 3 0.3g 1000 1000 NBH #-Blw Q0,18119EDOHBlwvt 4 0,0001297si R F' FT 4 2 L T 'F) 3.6 L T' L F ' A~)hn 4.75^10* F ' )nvt 'F) A~)hn )n 1.03 2 Blwvt 5.43 )nvt 3 si L T L T~' 4 0.47 2 4 73 1 NBH 3 4 Y0 1.03 L 1.3 L A L Y0-#]!/-# 1.03 L M-#-EDOH)nvt L Oi)s E)lh)l % ( si M-#- L H)j)nsi AB L Blwvt H)jz % ( si H)jBlw 2 OiBlw L EDOHBlwsi L AB 3 si )Hs Q1.323 L E)lh)l 0.786 L H)jBlw 0.735 L H)jz R ±¼¹º³ ²½ ¼³ ¼³ ¼½ ¶º¾ ¶º¾ m)n Q1.832T L )llsi 4 2.074T L si 4.957T L F~ 5.577T L FT 4 3.351T L T 'mBlw L AB L T mBlw L % ( )llsi L si L +nBlw 'mnon L An)i)W L mnon L % ( +non L )llsi L si 5 74 5 m)nWn 'm)z L F~ m)z L % ( +n)z L si L )llsi AB L T Mm)nWn L M)nWn fFT 4 % (g +n)nWn L )llsi L si mBlwWn 'mBlwWn L 'BlwWn L AB L T L T~' +BlwWn L )llvt L si ±¿¶µ ¿ ¿¶º¾ ¿µ ¿À ¿» ¿¶º¾» )nih 0.002 L e¡ )nih ih L 2 3 si L si Mih 0.036 410ª e¡ Moj 0.001 10^ ª L jr lh )nlh si L si 6 75 6 + M 2+hij , +H)klj , +mBno , lh , 1 3 1, Moj , 0.07 oj Moj L + ±²ºµ ² º µ³ +hkl 0.07 L + +hkl 0.07 L + ± ±²³ ±¼¹º³ ±¿¶µ ±Áºµ ±¹º Fin 76 5. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS Al final del proyecto se realizaron pruebas de la aplicación de Excel, para determinar la capacidad, viabilidad y eficiencia; comprobando que los datos de entrada y salida de la aplicación, estén en el rango adecuado para este tipo de aeronaves. Especificaciones aeronave utilizada para el análisis del software en la empresa Aero Cusiana PA-34-220 Seneca II Características generales Tripulación: Para vuelos Chárter Piloto y copiloto Longitud: 8,69 m (28 pies 6 pulgadas) Envergadura: 11,85 m (38 pies 11 pulgadas) Altura: 3,02 m (9 pies 11 pulgadas) http://www.what2fly.com/secure/planemodels Área de alas: 19,4 m² (207 pies cuadrados) Peso en vacío: 2852 lb Peso máximo al despegue: 4750 lb Motores: 2 motores Lycoming IO-360-A1A Potencia: 150 kW (200 hp) cada uno Prestaciones Velocidad máxima: 314 km/h (196 mph) Alcance: 1818 km (1136 millas) Techo de servicio: 19400 pies (5914 m). La empresa de taxis aéreos Aero Cusiana brindo información de costos directos de operación (DOC) de dos aeronaves bimotor pistón de categoría normal para realizar la validación de la aplicación de Excel, para estimar el DOC de compañías de aviación que manejan este tipo de aeronaves. El avión es: Piper PA-34-220T con matrícula HK-4458, Para el análisis de costos se tendrá en cuenta la tasa de cambio, debido a que las empresas en general, realizan compras de combustibles, aceites, repuestos y demás, por 77 esta razón es necesario tomar el promedio de la tasa de cambio del dólar anualmente. 37. Tabla 24. Operación real de Aero Cusiana 200938 OPERACIÓN REAL DE AÉRO CUSIANA PARA EL AÑO 2009 HK – 4458 HORAS VOLADAS (ANUALES) COSTO DIRECTOS DE OPERACIÓN (ANUAL) VALOR HORA ($) VALOR HORA (USD) Costo de tripulación, incluye (sueldos, viáticos, prestaciones sociales y costos de entrenamiento). 170000 78,801 12608,16 Costos de seguros, incluye (seguros, responsabilidad civil, seguros a pasajeros, correo y carga). 83000 38,474 6155,84 Costo de servicios aeronáuticos, incluye (derechos de tráfico, aterrizajes y parqueos). 22000 10,198 1631,68 Costo de mantenimiento, incluye (mano de obra, materiales, repuestos y reservas por hora de vuelo). 245000 113,567 18170.72 Costo de servicios a pasajeros, incluye (materiales y comestibles a bordo). 40000 18,889 2966,72 160 Costo de combustible 150000 69,531 11124,96 Depreciación sobre el equipo 0 0,000 0,000 Arriendo aeronave 340000 157,603 25216,48 Costo directo de operación Total (2009) 77874.32 USD La anterior tabla muestra las variables de costos directos de operación manejados por la empresa Aero Cusiana para la aeronave Piper PA-34-220 37 Ver anexo I. Tasa de cambio para año 2009. Costos directos de empresa de vuelos Charter Aero Cusiana para el año 2009 de la aeronave Piper PA-34-220 matrícula HK-4458. Ver Anexo K (Costo operacionales de Aero Cusiana) 38 78 (Ver anexo K) para el 2009, con 160 horas de vuelo anuales, teniendo como resultado operacional para este año un valor de 77874.32 USD. Tabla 25. Tiempo y distancia recorrida por las aeronaves de pistón HK - 4458 (160 HR) 140 nm PROMEDIO DE DISTANCIA VOLADA POR HORA 255 Km 22400 nm UTILIZACIÓN DE LA AERONAVE (ANUALES) 41484 Km Información suministrada por la empresa Chárter Aero Cusiana para la aeronave Piper PA-34-220 matrícula HK-4458) Tabla 26. Promedio de operación según rutas.39 Rbl (nm) Rcl (nm) Rcr (nm) Rde (nm) Tbl (hrs) Tcl (hrs) Tcr (hrs) Tde (hrs) GALONES USADOS PARA LA MISIÓN (lbs) BOG - MDE 160 191 386 126 143 157 157 115 220 11 11 11 20 12 26 13 12 10 117 140 333 78 94 109 115 77 180 32 40 42 28 37 22 29 26 30 1,15 1,35 2,81 0,8 1,03 1,15 1,16 0,83 1,5 0,10 0,10 0,16 0,12 0,11 0,21 0,16 0,11 0,14 0,85 1 2,4 0,56 0,68 0,8 0,83 0,56 1,18 0,2 0,25 0,25 0,15 0,23 0,13 0,16 0,15 0,18 281 311 431 220 264 280 286 235 311 PROMEDIO 183,9 14 138 31,77 1,3 0,13 0,98 0,18 291 RUTAS BOG - BCG BOG - CLO BOG - BAQ BOG - MZL BOG - VLL YPAL - BOG YPAL - ARAU YPAL - VLL 39 Libro de vuelo de la empresa Chárter Aero Cusiana para la aeronave Piper PA-34-220 matrícula HK-4458) Ver Anexo K (Costo operacionales de Aero Cusiana) 79 5.1 Explicación de los costos directos de operación 5.1.1 Costos directos de vuelo La siguiente información es validada con los datos reales de los costos de operación directos de Aero Cusiana, la cual muestra cuales son las variables que determinan el valor final de los costos directos de vuelo. Como se observa; está determinado por tres variables que son: Costo de tripulación (Ccrew), Costo de aceites–combustibles (Cpol) y costo de seguros (Cins). La suma de estos tres establece el valor final, que para este caso es de 1.6366 (USD/nm). El valor que tiene más impacto sobre esta variable es el costo de combustible ya que para Colombia se presenta un valor elevado de todos los derivados del petróleo. Analizando los datos obtenidos se concluye que combustibles y aceites representan un 58.61% del valor total de costos en vuelo, costo de tripulación 21.25% y costo de seguros un 20.12%. Para facilidad del usuario, la aplicación arroja datos de salida en unidades internacionales y unidades inglesas. Figura 9. Resultado de validación y explicación de costos de vuelo40 40 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 80 5.1.2 Costos directos de mantenimiento Los costos de mantenimiento están determinados por cinco variables, que son: costos de mantenimiento de fuselaje y sistemas (Clapap), costo de mantenimiento del motor (Clabeng), costo de materiales de mantenimiento para fuselaje y sistemas (Cmatap), costo de materiales de mantenimiento del motor (Cmateng), mantenimiento aplicado a la carga (Camb). Para la operación y el mantenimiento que se le da a la aeronave de Aero Cusiana se determina un valor total de 1.0660 (USD/nm). Para este Costo directo de operación, la variable que más impacto representa es el costo de materiales de mantenimiento del motor con un 37.55%, debido a que los componentes de mantenimiento tienen un precio elevado y a esto se le debe sumar el incremento en el precio por importar productos a Colombia, el proceso de nacionalización, transporte y demás ya que son costos agregados al valor de la mercancía o componentes necesarios para cualquier tipo de reparación hecha al motor. El mantenimiento aplicado a la carga representa un 35.47%, el costo de mantenimiento de fuselaje y sistemas con 14.69%, los costos de materiales de mantenimiento del fuselaje y sistemas 11.18% y por último se encuentra el costo de mantenimiento del motor con 1.08%, esta variable representa un porcentaje inferior con relación a los demás costos, debido a que el sueldo de técnicos, ingenieros e inspectores en Colombia es bajo. Figura 10. Resultados de validación y explicación de costos de mantenimiento41 41 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 81 5.1.3 Costos directos de depreciación Como se nombro anteriormente, la depreciación es un factor relevante que se debe tener en cuenta al momento de calcular o conocer en cuanto se está desvalorizando la aeronave o componentes debido a la operación dada anualmente. Por esta razón, esta aplicación de Excel mediante el proceso analítico que realiza, calcula el valor de depreciación durante un periodo determinado. Este costo directo de operación está determinado por seis variables, con los siguientes porcentajes de acuerdo a la operación de Aero Cusiana: costo de depreciación de fuselaje (Cdap) 13.24%, costo de depreciación del motor (Cdeng) 8.83%, costo de depreciación de la hélice (Cdprp) 29.65%, costo de depreciación de sistemas aviónicos (Cdav) 27.44%, costo de depreciación de repuestos del avión (Cdapsp) 10.25% y costos de depreciación de partes de repuestos del motor (cdengsp) 10.56%. Según la operación de Aero Cusiana, la hélice presenta el mayor índice de depreciación, debido a que este tipo de aeronaves realizan despegues y aterrizajes en pistas no preparadas, esto tiene como consecuencia que este más expuesta al desgaste en su superficie por impactos de F.O.D.(Foreign Object damage). Estos eventos causan perdidas de material en la superficie de la hélice, originando desbalance y vibraciones en el motor, reduciendo de esta manera la vida útil de la hélice. La experiencia descrita por Jan Roskam en el libro Airplane Estimation Costs determina que los sistemas aviónicos presentan un menor tiempo de depreciación, esto se debe a que no presentan ningún tipo de mantenimiento de Overhaul. La vida útil está determinada por un número de ciclos y horas de vuelo. El motor presenta el menor índice de depreciación, porque al realizar el mantenimiento correctamente se mantiene su precio original y su capacidad operacional. 82 Figura 11. Resultados de validación y explicación de costos de depreciación42 5.1.4 Costos de tasas de aterrizaje Este costo directo está representado por las siguientes variables: costos de tasas de aterrizaje (Clf), costos por tasas de navegación (Cnf) y costos por registro de taxeo (Crt). Los resultados obtenidos mediante la validación, muestran que la variable que más tiene impacto en el costo directo total de tasas de aterrizaje es el registro de taxeo con un 69.10%, debido al costo que la empresa tiene que pagar en cada vuelo por servicios de rodaje en plataforma, teniendo en cuenta el peso de la aeronave, y el factor que depende de la categoría del aeropuerto; este factor es significativamente elevado por operaciones que realiza esta empresa en aeropuertos de categoría (A) como Cali, Bogotá, Yopal y Medellín. La variable que menor influye en este tipo de costos, son las tasas de navegación, con 0.15%, puesto que para vuelos nacionales ya sea para aerolíneas comerciales o de vuelos chárter el impuesto es significativamente bajo en relación a los otros impuestos aeroportuarios. 42 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 83 Figura 12. Resultados de validación y explicación de costos de tasa de aterrizaje43 5.1.5 Costos de tasas de financiación. La financiación está determinada por un 7% del Costo total de operación directa de cualquier compañía, este valor hace referencia a préstamos hechos por bancos a la empresa para: compra o arriendo de la aeronave, equipos, o motores. Figura 13. Resultados de validación y explicación de costos de financiación44 43 43 , FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 84 5.1.6 Porcentajes Costos directos de operación Aero Cusiana La siguiente grafica muestra los resultados obtenidos con la validación de la aplicación basada en los datos de la empresa Aero Cusiana, obteniendo como resultado que el costo con mayor impacto en la operación de esta compañía es el costo de vuelo con 40.874%, debido al alto costo de combustible y teniendo en cuenta la utilización anual de la aeronave. El siguiente costo que tiene un alto valor con 33.5% es el costo de mantenimiento, puesto que los costos de los materiales y repuestos para reparación de los sistemas tienen un alto valor que impacta en un alto porcentaje al costo directo total de operación. La depreciación ocupa el tercer costo con un valor de 11.798%, como se explico anteriormente, este valor está determinado por la utilización anual que se le da a la aeronave y el desgaste de sus componentes, debido a la misión planteada por la empresa y por la operación en pistas no preparadas. El costo de tasas de aterrizaje se encuentra en un 6.751%, este porcentaje no representa gran impacto en el (DOC) por el peso de la aeronave. Y el último costo que se describe es financiación con un valor del 7%, la experiencia a determinado este valor. Figura 14. Torta Resultados de validación y explicación del DOC45 45 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: 85 5.1.7 Validación costo directo de operación Aero Cusiana Figura 15. Resultados de validación DOC 46 Los resultados de la aplicación, ingresando los datos reales de operación de Aero Cusiana muestran que el DOC es de 3.7302 USD/nm en la aeronave Piper PA-34-220 con matrícula HK-4458, para una operación de 160 horas con una distancia recorrida de 22400 nm durante el año 2009. En relación con el costo total de operación real de Aero Cusiana de la tabla 24, se obtuvo una diferencia de 5681.18 USD, donde el valor de deprecación para este año de la aeronave fue de 9857.87 USD. + U! ,","óYPà % @ U! ,","óY Y # U#",,"óY L + .# @ # U#",,"óY + U! ,","óYPà 11.798% L 83555.5092 + U! ,","óYPà 9857.8789 ~+ 46 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 86 + F !. VC"YPà .C.C F !. VC"Y + U! ,","óYPà + F !. VC"YPà 77874.32 ~+ 9857.8789 ~+ + F !. VC"YPà 87732.1989 ~+ +"M ! Y," 87732.1989 ~+ 4 83555.5092 ~+ +"M ! Y," 4176.6897 ~+ Para comprobar el margen de error establecido en el proyecto se debe analizar la diferencia que existe entre los datos entregados por Aero Cusiana sumando el valor de la depreciación calculada por el DOC de la aplicación, obteniendo una diferencia de 4176.69 USD. !0 Y @ !!.! !0 Y @ 4176.6897 ~+ L 100 83555.5092 ~+ !!.! 4.9987% 87 6. MANUAL DEL USUARIO47 1. Elegir qué tipo de operación usted quiere analizar, es decir; aeronaves a motores de pistón, reacción ó aeronaves futuristas con implementación de paneles solares. Nota: Los tres links son presentados en el menu principal de esta aplicación, debido a que se desea seguir con la implementación de aeronaves de reacción y futuristas con paneles solares. 2. Después de elegir la operación que desea analizar, aparecen los INPUTS del software que deben ser completados para determinar los OUTPUTS. Dando Click sobre la variable encontrara su definición, rangos, tablas, graficas del comportamiento de dicha variable que ayudaran a explicar y facilitar la interfaz del usuario con el software. Las variables que no presenten estos datos son inputs exclusivamente de cada compañía y la forma que son operadas sus aeronaves. En la parte derecha de la ventana encontrara los botones que le permitirán: • Borrar posibles errores en los datos de entrada. • Ir a los Costos directos de operación del análisis que está realizado. • Regresar al menú de entrada. 47 FLIGHT OPERATING COSTS aplicación Excel. 2010. Versión 1.0 Colombia: [Programa Disponible en CD-ROM]. <[email protected]> 88 3. Dando clic sobre el botón de (Menú Cost) después de haber completado los datos de entrada podrá seleccionar cualquiera de los seis OUTPUTS que desea conocer. 89 4. Dando clic sobre el botón (Direct Operation Cost), usted pobra conocer cuál es el gasto de su aeronave o su flota de aeronaves en un periodo de tiempo determinado, ingresando las millas voladas durante este periodo. • • Espacios en blanco: input de distancia volada en periodo que desea analizar. Espacios en grises: diferencia de sistema de unidades (nm, km). 5. Imagen con los datos obtenidos Dando Click en Results podrá encontrar el porcentaje de cada costo directo de operación (Flight cost, Maintenance cost, Depreciation cost, Landing Fees y Financing cost). 90 6. Nota: Las tablas y rangos en las variables de los datos de entrada son establecidos por el libro de Jan Roskam y pueden ser ingresados para cualquier año a analizar. Son rangos determinados mediante la experiencia. 91 7. CONCLUSIONES El desarrollo de una aplicación de software para estimar costos directos de operación en aeronaves de pistón de categoría normal, representa un punto de partida con respecto a la aplicabilidad y viabilidad de uso de esta herramienta informática en las empresas aeronáuticas de Colombia, con el objetivo de estimar los costos directos reales de operación en un periodo de tiempo determinado. Sin embargo el desarrollo de esta aplicación no abarca el (DOC) para aeronaves con otro tipo de motores, proponiendo así que la Universidad San Buenaventura junto con el grupo GTE siga con el estudio de esta aplicación, haciendo énfasis en costos directos para aeronaves jet y aeronaves futuristas. La investigación de diferentes métodos para la estimación de costos, facilita establecer la aplicación del método más eficiente para las condiciones de operación establecidas. Este logro fue facilitado por la implementación de un modelo estadístico, dando como resultado una herramienta computarizada para estimar costos directos de operación en aeronaves de pistón, de categoría normal. Según los datos, producto de la validación de la herramienta, se considera que los resultados obtenidos por la aplicación son validos. Como se observa en la presentación y análisis de resultados, la diferencia entre los costos directos de operación reales de Aero Cusiana, teniendo en cuenta el valor de depreciación de esta aeronave para el 2009 y los resultados de la aplicación, se establece un margen de error que se encuentra en el rango establecido del 2 al 5%. Este porcentaje se establece con una probabilidad del 95% tomado de la teoría estadística. En el mercado existen software que basan su funcionamiento en el análisis de costos indirectos, facturación y cotizaciones en empresas de aviación. Este aplicativo se caracteriza por estimar los costos directos reales de operación, teniendo en cuenta la depreciación como una variable muy representativa a la hora de conocer el valor real de su aeronave. Tomando como aspectos relevantes que la desvalorización de sus equipos y sistemas está ligada a la utilización o ciclos en un periodo de tiempo determinado, así como el tipo y lugar de operación, que puede establecer un desgaste mayor o menor en sus componentes. 92 De acuerdo con la investigación realizada y los datos obtenidos mediante la validación de la aplicación, se observa que los costos de vuelo tienen el mayor porcentaje en el DOC, dado a que el impacto del costo de combustible y derivados del petróleo (aceites y lubricantes) en Colombia son elevados e influyen en el costo de utilización diaria de la aeronave. La investigación demuestra, que la aplicación del software indica al usuario una perspectiva real de los costos de operación para que pueda implementar nuevas estrategias para el mejoramiento de los costos internos. Los rangos establecidos en las tablas de las variables de entrada, deben tener como criterio las características de la aeronave o flota a estudiar, por ejemplo: para un tipo de aeronave bimotor con un mayor peso requiere mayor rata en mano de obra que una aeronave monomotor de la misma categoría con diferentes dimensiones y características (peso, rata de ascenso, velocidades, potencia, rendimiento), afectando el control en los costos directos de operación. 93 BIBLIOGRAFIA Air Transport Association, Ata Cost Standard Method of Estimating Comparative.1967.Página.http://adg.stanford.edu/aa241/cost/atamethod. Association of European Airlines, Contains a lot of charts illustrating American Airlines experience and practice as Economic Crisis Unfolds, 02 Abril 2009. http://files.aea.be/News/PR/Pr09-008.pdf American Airlines and NASA, A New Method for Estimating Current and Future Transport Aircraft Operating Economics, March 1978. COLOMBIA, Ministerio de Transporte. Decreto numero 0 2742 Jun. 24-2009. Consultado Marzo 16 de 2010. Curran R., Raghunathan S. Price Review of aerospace engineering cost modeling. The genetic causal approach Pages 487-534, Vol 5 . Dominick, Salvatore y Derrick, Reagle. Estadística y Econometría. 2ª edición 2004 McGraw-Hills. Dr. Jan Roskam, Airplane Estimation Cost: Design, Development, Manufacturing and operating Part VIII 1990. González, Carlos y .Serpa, Heriberto. Generalidades de la Contabilidad y Sistemas de Costos. Septiembre de 2008 Documento Electrónico consultado en: http://www.gerencie.com/generalidades-de-la-contabilidad-ysistemas-de-costos.html Meriño, Elías. Reglamento Aeronáuticos de Colombia (RAC). Documento electrónico consultado marzo16 de 2010. Standard Method of Estimating Comparative Direct Operating Cost of Turbine Powered transport Airplanes, December 1967. Washington. DC. Sallee, Economic effects of propulsion system technology on existing and future transport aircraft, 1974. Seristö, Hannu y Vepsäläinen, Ari. Airline Cost Drivers Cost Implications of Fleet Routes and Personnel Policies.pdf, Journal of Air Transport Management. Volume 3, Issue 1, January 1997, Pages 11-22 94 Software de Operaciones, Mantenimiento y Administración para industria aeronáutica. www.somasoftware.com Swearingin Mark-Maintenance Cost Models.pdf, March 1st 2007. Aeronáutica Civil Colombiana. http://themerinos.com/el_hangar_colombiano/aerocivil_colombia.htm Bibliografía del grupo (Gas Turbine Engineering). http://www.mdpi.com/1996-1944/2/4/2228/ Consultado el 1 de Marzo 2010 http://scitation.aip.org/dbt/dbt.jsp?KEY=JETPEZ&Volume=132&Issue=6#MI NOR3 Consultado el 1 de Marzo 2010 https://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/3748 Consultado 1 de Marzo 2010 95 GLOSARIO F@S FT F' F' FD£ FE F~ F D5E F D~E F ' Periodo de depreciación de sistemas aviónicos Precio estimado de la aeronave Factor de Amortización Ecuación factor de corrección precio de la aeronave Horas de vuelo de la tripulación por año Precio de la aeronave Precio de los sistemas aviónicos Instrucción anual en horas en línea de mantenimiento Instrucción anual en horas en taller de mantenimiento Factor tipo de la aeronave de motores de pistón Tiempo bloque ) Precio de la aeronave sin motores FE Costo de la tripulación de vuelo Costo de mantenimiento aplicado a la carga. FA Costo de cancelación U#M Tazas de aterrizaje de la aeronave por aterrizaje UYM Carga de tazas de navegación por vuelo Precio del motor ,! _ Costo de la tripulación moBz Costos de la distancia recorrida según velocidad @U Costo de depreciación del fuselaje @UCU Costo de depreciación de repuestos de sistemas avionicos @S Costo de depreciación de sistemas aviónicos @ Y0 Costo de depreciación del motor @ Y0CU Costo de depreciación de repuestos del motor @U!U Costos de depreciación de la hélice T' Factor de escalación de costos 'T "YC Costo de seguros #-U Costos de mano de obra de fuselaje y sistemas #- Y0 Costos de mano de obra del motor #M Costos de operación directa debido a tazas de aterrizajes. U Costo de materiales de mantenimiento y sistemas. U-#]! Costo de materiales en mantenimiento de fuselaje Y0 Costo de materiales de mantenimiento para el motor. Y0-#]!Costo de materiales de mantenimiento del motor por hora bloque YM Costos de operación directa a tazas de navegación A~)hn Ecuación con factor de corrección para constante por el precio de la aeronave 96 U.# ! + +E +E + +@ U! +M"Y +M# +#Y! +"Y +.# +UU +UUCU +U Y0 +U Y0CU +U!U T T5 T T~' T 'F) aeronave M-#'UCU ' ' 'posi '+ '@U '@UCU '@S '@ Y0 '@ Y0CU '@U!U 'D 'D 'Ä Costo de aceite y combustible Costos de operación directa debido a registro de taxeo Costo de faxeo Costo de demora Costo de demoras por minuto Costo de demoras por año Costos directos de operación Costos directos de depreciación Costos directos de financiación Costos directos de operación de vuelo Costos directos de operación debido a tazas de aterrizajes. Costos directos de mantenimiento Costos directos de operación total Periodo de depreciación del avión Periodo de depreciación de las partes de repuesto del avión Periodo de depreciación del motor Periodo de depreciación de las partes de repuesto del motor Periodo de depreciación de la hélice Costo de Ingeniería Vida estimada de la flota Precio de motor Factor de precio de las partes de repuesto del motor Peso del motor Ecuación con factor de corrección para factores de costos y Factor de mano de obra y costos de materiales Factor de partes de repuestos del avión Costo de combustible Costo de combustible por galón Características de combustible por distancias recorrida Densidad del combustible Factor de depreciación del fuselaje. Factor de depreciación de las partes de repuesto del avión Factor de depreciación de sistemas aviónicos Factor de depreciación del motor Factor de depreciación partes de repuestos del motor Factor de depreciación de la hélice Horas de vuelo Precio de compra de computadores de la flota Costos de instalación de la flota 97 M"YC]V## '#M avión ' '! '~ '~ )mz F ~T DBH D O DÄ~ D5Ä Ä ÄD Ä Ä AET Ä E N'D NBH 5 5F 55O 5E 5EO 5EDO EF E' ED EDOU-# Tasa anual de seguros según precio del avión Factor de tazas de aterrizaje que dependen del tamaño del Precio del combustible Registro de taxeo que depende del tamaño del avión Tamaño de la flota Costos de repuestos de la flota Gastos asociada para la distancia de vuelo Precio del galón de combustible por año Costo del equipo de soporte en tierra Periodo entre cada Overhaul Costo de despacho Instrucción de taller Instrucción de línea de mantenimiento Costo de seguros Costo de instrucción por hora Costo de entrenamiento inicial Numero de mecánicos Costos totales de los materiales Horas de trabajo por ciclo de vuelo (aviones y turbohélice) Factor de entrada a Overhaul Altitud máxima descenso Labor de la aeronave Cambio en line de labor Costos de material en línea Costos de materiales de remoción Horas hombre para la remoción Materiales de la aeronave Costo de factor monetario Horas hombre Número de horas hombre necesario en mantenimiento del fuselaje y sistemas por hora bloque EDO Y0-#Número de horas de mantenimiento de motores por hora bloque A A5E AU A~E Numero de motores Numero de mecánicos en línea Numero de hélices Numero de mecánicos en el taller 98 AF + 5posi 5 ~ ~D ~D Numero de unidades por aeronave Densidad del aceite Ecuación con factor de corrección para características del aceite por distancia recorrida Precio de aceite Costos de servicio de reparación en otros talleres Costos de servicio de reparación en otros talleres por hora Costos de servicio de reparación en otros talleres por año O-# Distancia bloque O,# Distancia de ascenso O@ Distancia de descenso O#U Rata de mano de obra en mantenimiento del avión O# Y0 Rata de horas de mantenimiento del motor necesarias por bloque hora. O5 Costo de mantenimiento recurrente OY Distancia de maniobra en vuelo O~ Costo de mantenimiento recurrente para personal de taller O Remociones por año ~#£ ~D ~5O ~E ~EO ~EDO ~O -# ,# ,! @ T'£ M# 0 Y YY-# YYM# -# Salario anual del piloto Costo de seguro de los repuestos Rata de labor en el taller Costos de materiales del taller de herramientas Costo de remociones de materiales Horas hombre en el taller Repuestos requeridos -% de unidades totales Tiempo bloque Costos de transporte Tiempo en ascenso Tiempo en crucero Tiempo en descenso Factor de gastos asociados (viáticos) Promedio de horas de vuelo Tiempo de maniobra en tierra Tiempo de maniobra en vuelo Máximo peso bruto al despegue Utilización anual de bloque horas Utilización anual de horas de vuelo Precio de compra de la unidad Velocidad bloque 99 ,! M# ) Blw hvt MVC @ .#-# . T'£ Factor de velocidad Velocidad crucero Promedio de velocidad de vuelo Peso de las aeronaves sin tener en cuenta los motores Peso del motor Combustible usado en el bloque Combustible usado en la mision Bloque de combustible usado Peso máximo al despegue Empuje del motor Factor asociado al viaje 100 ANEXOS Anexo A. Costo de la tripulación de Vuelo vs horas de vuelo. Fuente: Air Transport Association (1967). 101 Anexo B. B Mantenimiento de la Aeronave: Horas de labor vs Peso en vacío de la aeronave sin motor. Fuente: Air Transport Association (1967). 102 Anexo C. Mantenimiento de motores: horas de trabajo-hombre vs empuje en el despegue Fuente: Air Transport Association (1967). 103 Anexo D Pesos y cuentas por asiento usadas en el estudio. 727-100 727-100 707-1008 707-3008 707-300C DC-10 Spec seats 103 131 144 144 157 282 MTOGW 72,575 78 117,027 151,092 151,1 186 MLW-kg 62,369 68 86,183 97,522 112 OEW-Kg 39,347 45,4 56,788 64,724 AFW-kg 32,921 37 46,065 52,368 737-200 423 95 322,6 52,163 152,9 255,8 46,72 65,38 104,2 28,236 54,58 85,2 Fuente: NASA CR-145190(rev), March 1978. 104 747 163 131,4 23,496 Anexo E. Explicación matemática de tablas obtenidas en Excel y SPSS. ANÁLISIS DE REGRESIÓN MÚLTIPLE Modelo lineal con tres variables: Este método de regresión, expuesto por Dominick Salvatore y Derrick Reagle 2ª edición 2004 se utiliza para diferir la relación entre una variable dependiente y dos o más variables independientes y se representa, mediante la ecuación base k - -1 1k -P Pk Vk Según Dominick Salvatore y Derrick Reagle 2ª edición 2004, en el proceso de los coeficientes - , -1 , -P , se calcularan mediante. -Å1 -ÅP ∑ 1 [∑ ^PP 4 ∑ P [∑ 1 P ∑ ^1 ∑ ^P 4 ∑ 1 P P P P ∑ P [∑ ^1P 4 ∑ 1 [∑ 1 P ∑ ^1 ∑ ^P 4 ∑ 1 P P P P -Å 4 -Å1 1 4 -ÅP P -Å1 Es un estimador que mide la variación de y por cada variación unitaria de 1 , manteniendo P constante. -ÅP Se define de manera análoga los estimadores -Å1 y -ÅP se denominan coeficientes de regresión parcial. -Å , -Å1 , -ÅP Son estimadores lineales y óptimos. Que el estimador sea óptimo o eficiente significa que su varianza es mínima. Significatividad de los Estimadores de los Parámetros Para ver la significativita estadística Dominick Salvatore y Derrick Reagle 2ª edición 2004 exponen que es necesario disponer de la varianza de los estimadores. 105 S! -Å1 ÇÈP S! -ÅP ÇÈP ∑ PP ∑ 1P ∑ PP 4 ∑ 1 P P ∑ 1P ∑ 1P ∑ PP 4 ∑ 1 P P A no ser que se disponga de suficientes observaciones de 1k Pk 0, el parámetro del punto de corte del eje - no suele ser preocupante y se puede omitir la contrastación de su significatividad estadística. Sin embargo ~s se da a veces en el resultado calculado por un PC por lo que resulta fácil contrastar la significatividad estadística de - C P ÇÈP ∑ 1P Y4\ Puesto que por lo general se desconoce ÇÈP , se utiliza la varianza residual ~ P como estimador insesgado de ÇÈP . Donde k es el número de parámetros estimados Los estimadores de la varianza son dados por ~sÉ Por tanto 1 sÅÉ ËvÉ ∑ 1P ∑ PP Y 4 \ ∑ 1P ∑ PP 4 ∑ 1 P P ~sÊ y P sÅÊ ∑ 1P ∑ 1P Y 4 \ ∑ 1P ∑ PP 4 ∑ 1 P P ËvÊ 1 y P deben ser mayores a lo indicado en la tabla en base a los grados de libertad que se vayan a manejar, en este caso se manejaran 6 grados de libertad los cuales deben ser mayores que 2.447, por tanto -Å1 y -ÅP serán significativos estadísticamente al nivel del 5%. Coeficiente De Determinación Múltiple Según Salvatore El coeficiente de determinación múltiple O P se define como la proporción de la variación total de Y por la regresión múltiple de Y sobre 1 y P , y se puede calcular mediante. 106 ∑ [ÌkP -Å1 ∑ [ 1 -ÅP ∑ [ P O ∑ [P ∑ [kP P El O P ajustado se tiene en cuenta cuando se realiza la reducción de los grados de libertad a medida que se van añadiendo variables independientes o explicativas adicionales. Donde n es el número de observaciones y k es el número de parámetros estimados. Mientras O P se aproxime a 1 su utilización para la regresión será más eficiente, por que se encuentra entre un 95% y un 100% de fiabilidad. Significatividad Global de la Regresión 'Í1,lÍ O P /\ 4 1 1 4 O P /Y 4 \ Si el estadístico F48 estimado es mayor al permitido en la tabla para el nivel de significatividad y los grados de libertad especificados, se acepta la hipótesis de que los parámetros de la regresión no son todos iguales a cero y de que O P es significativamente distinto de cero. 48 Ver Tabla 27 Grados de libertad y valores estadístico F 107 Tabla 27. Grados de libertad df 0.10 0.05 0.025 0.01 0.005 1 3.078 6.314 12.706 12.706 63.657 2 1.886 2.920 4.303 6.965 9.925 3 1.638 2.353 3.182 4.541 5.841 4 1.533 2.132 2.776 3.747 4.604 5 1.476 2.015 2.571 3.365 4.032 6 1.440 1.943 2.447 3.143 3.707 7 1.415 1.895 2.365 2.998 3.499 8 1.397 1.860 2.306 2.896 3.355 9 1.383 1.833 2.262 2.821 3.250 10 1.372 1.812 2.228 2.764 3.169 11 1.363 1.796 2.201 2.718 3.106 12 1.356 1.782 2.179 2.681 3.055 13 1.350 1.771 2.160 2.650 3.012 14 1.345 1.761 2.145 2.624 2.977 15 1.341 1.753 2.131 2.602 2.947 16 1.337 1.746 2.120 2.583 2.921 17 1.333 1.740 2.110 2.567 2.898 18 1.330 1.734 2.101 2.552 2.878 19 1.328 1.729 2.093 2.539 2.861 20 1.325 1.725 2.086 2.528 2.845 21 1.323 1.721 2.080 2.518 2.831 22 1.321 1.717 2.074 2.508 2.819 23 1.319 1.714 2.069 2.500 2.807 24 1.318 1.711 2.064 2.492 2.797 25 1.316 1.708 2.060 2.485 2.787 26 1.315 1.706 2.056 2.479 2.779 27 1.314 1.703 2.052 2.473 2.771 28 1.313 1.701 2.048 2.467 2.763 29 1.311 1.699 2.045 2.462 2.756 30 1.310 1.697 2.042 2.457 2.750 40 1.303 1.684 2.021 2.423 2.704 60 1.296 1.671 2.000 2.390 2.660 120 1.289 1.658 1.980 2.358 2.617 ∞ 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576 Fuente: Estadística y econometría por Dominick Salvatore, Derrick Reagle 108 Tabla 28. Valores del estadístico F superados con probabilidades del 5 y el 1 por ciento Fuente: Dominick Salvatore, Derrick Reagle, Estadística y econometría. 109 Anexo G. Grafica proyectada al 2030 de CEF 110 Anexo H. (Diagrama de Gantt)49 49 Microsoft Office Project para Windows. 2007. Versión 12.0: Microsoft Corporation. [software informático]. Disponible en Microsoft Inc. Página web en http://office.microsoft.com 111 Anexo I. Tasa de cambio para año 2009 Promedio general 2157.322 USD Fuente http://www.businesscol.com/economia/dolar_2009.htm 112 Anexo J. Compra de materiales o repuestos al exterior. Es importante mencionar qué se debe tener en cuenta para comprar un producto en el exterior e importarlo a nuestro país. En nuestro caso comprar materiales al exterior para el mantenimiento del avión y motores. Flete: Se debe tener en cuenta un acuerdo de (Incoterms), de acuerdo a la siguiente tabla. Y varía el costo de acuerdo al peso del producto a exportar. Tabla 22. Incoterms CALCULO DE LOS COSTOS SEGÚN EL INCOTERMS Fuente: HeluSky International.pdf La anterior tabla muestra las normas acerca de las condiciones de entrega de las mercancías. Se usan para dividir los costes de las transacciones comerciales internacionales, delimitando las responsabilidades entre el comprador y el vendedor, y reflejan la práctica actual en el transporte internacional de mercancías. 1. Tramite: Es un documento aduanero que se presenta, especificando el tipo o tipos de producto(s) a exportar y tiene un valor de ± $ 200.000 para el año 2010. 113 2. Arancel: Es un impuesto que se debe pagar por concepto de importación o exportación de bienes. Pueden ser al valor, como un porcentaje del valor de los bienes, o específicos como una cantidad determinada por unidad de peso o volumen. Los aranceles se emplean para obtener un ingreso gubernamental o para proteger a la industria nacional de la competencia de las importaciones. (Para especificación del producto a exportar consultar Código de Comercio). 3. Impuesto: cuota obligatoria pagada al estado por la compra de un producto al exterior en aviación se maneja un porcentaje de 16%. 114 Anexo K. Costos operacionales de Aero Cusiana. 115 Anexo L. Carta presentación AVIOPARTES. 116 Anexo M. Carta presentación Air Caribe. 117 Anexo N. Costo mantenimiento AVIOELECTRONICA. 118 Anexo O. Costo de repuestos ACOSTA & MOYA Esta tabla muestra los costos de mantenimiento, repuestos y mano de obra para un motor de pistón Lycoming IO-360-A1A. 119 Anexo P. Lista de repuestos para la reparación general del motor CONTINENTAL TSIO-360-KB 120 121 122
