Ünite 5: Filo ve Uçak Atama İşlemleri

Giriş

Havayolu operasyonları planlama ve çizelgeleme süreci genel olarak dört problemin çözümünden oluşmaktadır. Bunlar; uçuş tarifesinin tasarımı, uçak çizelgeleme, ekip çizelgeleme ve plan-dışı operasyonların yönetimidir. Havayolu işletmelerinde operasyonların planlanması, uçuş tarifesinin tasarlanması ile başlamaktadır. Uçuş tarifesi, planlanan operasyon tarihinden genellikle 9 ile 12 ay öncesinde tamamlanmaktadır. Uçuş tarifesi kapsamında havayolu işletmesi uçuş yapacağı havalimanlarına, günün hangi saatinde, hangi sıklıkla hizmet sunacağına karar vermekte ve bunu ilan etmektedir.

Havayolu operasyonlarının planlanması sürecinde ikinci aşamada, uçak çizelgeleme yer almaktadır. Uçak çizelgeleme probleminin çözülebilmesi için uçuş tarifesinin biliniyor olması gerekir.

İkinci aşamadaki problem, uçak atama veya uçak (bakım) rotalama olarak adlandırılmaktadır. Bu problemin çözümünde temel kısıt, uçak bakım kısıtıdır.

Planlama sürecinin üçüncü aşaması, ekip çizelgeleme probleminin çözümünden oluşmaktadır.

Planlama sürecinin dördüncü aşaması, plan-dışı veya düzensiz olarak da adlandırılan operasyonların yönetiminden oluşmaktadır.

Havayolu Filo Planlaması

Havayolu filo planlaması, hizmet verilen hatlarda (uçuş rotalarında) işletmenin gelirlerini enbüyükleyecek şekilde işletmenin ihtiyacı olan uçak tip(ler)inin ve her tipteki uçak sayısının belirlenmesi, uçakların hangi finansal kaynaklar ile işletme bünyesine dahil edilirken, piyasa koşullarını da gözeterek işletme bünyesindeki uçakların hangi koşullarda çıkartılacağına karar verilmesinden oluşmaktadır.

Yeni bir hava aracının satın alınması veya filodaki mevcut uçakların kullanım/hizmet dışı bırakılması için havayolu işletmesi tarafından verilen kararlar, havayolu işletmesinin finansal durumu, işletme maliyetleri ve özellikle de kârlı bir şekilde belirli rotalara hizmet sunma kabiliyeti üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir.

Havayolu işletmeleri, hizmet sunduğu pazarlardan daha fazla pay almaya çalışarak ve yeni pazarlara uçuş hizmet sunarak büyüme planlarını yapmaktadır. Bu yüzden, havayolu işletmesi için filo planlama problemi, işletmenin stratejik planlarına bağlı olarak filo ile ilgili yatırım kararlarının en uygun şekilde belirlendiği kaynak gereksinim planlama problemi olarak da ifade edilebilir.

Uçak Üreticilerine Göre Uçak Kategorileri ve Özellikleri

Günümüzde kullanılmakta olan ticari uçakların ana kategorileri genellikle uçakların uçuş menzili ve taşıma kapasitesi ile tanımlanmaktadır. Bir uçağın uçuş menzili, ek bir yakıt için durmaksızın uçabileceği en uzun mesafeyi ifade ederken, yine makul bir yolcu ve/veya kargo yükü taşımaktadır. Bir uçağın taşıma kapasitesi, taşıyabileceği yük miktarının göstergeleri olarak yolcu-koltuk ve/veya kargo kapasitesi gibi ölçeklerle temsil edilebilir.

Airbus

Airbus, dünyanın en iyi uçak üreticilerinden ve Avrupa’nın en büyük uzay ve havacılık şirketlerinden biridir. Airbus, Ağustos-2018 itibariyle 18.812 uçak siparişi almış ve 11.397 adedini teslim etmiştir. Airbus şirketinin genel merkezi Fransa’nın Toulouse şehrindedir. Şirketin, Asya, Avrupa ve Amerika’da hem uçak hem de helikopter için son montaj hatları bulunmaktadır. Şirketin 85 farklı milletten yaklaşık 133.000 çalışanı vardır. Airbus, yolcu uçağının yanı sıra kargo ve hızlı taşımacılık şirketleri için uçak üretmektedir. Airbus günümüzde yolcu için 16 farklı uçak tipi üretmektedir.

Boeing

Boeing, havacılık alanında ticari ve askerî uçak üretimi açısından dünyanın en büyük şirketidir. 1916 yılında kurulan şirket, uydular, füzeler, silahlar, savunma, uzay ve güvenlik sistemleri ve gelişmiş bilgi ve iletişim sistemlerinin tasarımı ve üretiminde üst düzey bir şirket olarak kabul edilmektedir. Şirketin merkezi, Amerika Birleşik Devletleri’nde olup Chicago, Illinois’dedir. ABD’nin Washington eyaletinde, Seattle’ın 25km kuzeyinde yer alan Boeing Everett Fabrikası, Boeing’e ait bir uçak montaj binasıdır.

Bombardier

Bombardier, 1942 yılında kurulmuş olup havacılık ve demiryolu alanlarında üretim yapan bir şirkettir: Bombardier, havacılık sektöründe, dünyanın en büyük dört sivil hava aracı üreticisi arasında yer almakta olup dünya çapında havayolu taşımacılığının gelişimine katkıda bulunan başlıca şirketlerden biridir. Bombardier, merkezi Kanada Montréal’de bulunan bir şirkettir. Şirketin 28500’den fazla çalışanı vardır. Bombardier, uçak ve havacılık ürünleri, iş uçakları, ticari uçaklar, uçak parçaları ve mühendislik hizmetleri, özel uçak çözümleri, uçak hizmetleri ve eğitim gibi çeşitli alanlarda hizmet sunmaktadır.

Embraer

Embraer, uçak imalat pazarı açısından üçüncü sırada yer almak için yoğun bir şekilde rekabet etmektedir. Şirket, 1969 yılında Brezilya’nın Sao José de Campos şehrinde kurulmuş olup özellikle yüksek büyüme potansiyeline sahip alanlarda ticari, savunma ve havacılık sektörüne odaklanmıştır.

Uçak Seçimini Etkileyen Temel Ölçütler

Havayolu işletmesinin filo yapısı içerisinde yer alacak uçakları seçerken dikkate alması gereken belirli ölçütler bulunmaktadır. Bu ölçütlerin doğru bir şekilde analiz edilip değerlendirilmesi rekabetin yoğun olduğu havacılık sektöründe işletmenin faaliyetlerini uzun vadeli olarak sürdürebilmesini sağlayacaktır.

Havayolu işletmesinin uçuş ağ yapısı, hat (rota) yapısı, hizmet sunulan havalimanlarının coğrafi ve teknik özellikleri, işletmenin mevcut filo ve uçak yapısı işletme özelinde incelenen verileri oluşturmaktadır. Yolcuların uçuş talebi, yıl içerisinde mevsimden mevsime değişebilir. Hizmet sunulmak istenilen pazar analizi kapsamında, yolcu taşımacılığını talep eden yolcu sayısı ve bunun karşılanması için uçuş trafiğinin ve elde edilebilecek gelir tahminin analiz edilmesi gerekmektedir.

Maliyet analizleri içerisinde uçağın satın alınması için kullanılacak olan sermaye maliyeti ile uçağın kullanılması sırasındaki işletme maliyetlerinin analiz edilmesi gerekir.

Filo yapısının en uygun şekilde oluşturulması, filodaki uçakların kullanım oranlarının artmasını sağlarken, birim maliyetlerin düşmesi sağlanacaktır.

Filo planlama kararları, ayrıca havayolu işletmesinin iş modeli ile ilişkilidir.

Filo Atama

Filo Atama Problemi

Filo atama problemi, havayolu işletmesinin uçuş tarifesinde yer alan uçuş bacaklarına filoların işletme maliyetleri ve teknik özellikleri dikkate alınarak potansiyel geliri enbüyükleyecek şekilde atanmasıdır. Uçakların, koltuk kapasiteleri, teknik özellikleri ve işletme maliyetleri filo bazında birbirinden farklılık göstermektedir. Filo atama modelinde amaç, uçuş rotasına yolcu taleplerini karşılayabilecek koltuk kapasitesine sahip filo atanmasını sağlanarak gelirler enbüyüklenmeye çalışılmaktadır.

Filo atama problemi filo planlamadan farklı bir kavramdır. Filo planlamasında, bir havayolu işletmesinin kuruluş aşamasında veya halihazırda kurulu olan bir işletmenin mevcut uçuş tarifesindeki uçuşları gerçekleştirmek amacıyla uygun uçak tipinin belirlenerek satın alınması, kiralanması veya leasing yolu ile işletmeye dâhil edilmesi ve uygun bir planlama ile eskiyen uçakların elden çıkarılması ile ilgili karar verilmektedir.

Etkileyici sonuçlara karşın, filo atama probleminin çözümünde önemli zorluklar hâlâ bulunmaktadır. Bu zorlukların çoğu modelleme kabullerinden kaynaklanmaktadır. Bunlar;

• Çoğu filo atama modelinde, havayolu işletmelerinin büyük bir kısmı hafta sonları farklı uçuş tarifesi ile uçuşlarını gerçekleştirmesine rağmen, uçuş tarifelerinin günlük olarak tekrar ettiği kabul edilmektedir.
• Çoğu filo atama modelinde, uçuş noktalarındaki taleplerin bilindiği ve haftanın her günü için aynı olduğu kabul edilmektedir. Fakat tarihsel veriler, talebin günden güne değiştiğini göstermektedir.Haftanın farklı günlerinde talepler değiştiği için, haftanın her günü için farklı filo atamasının yapılmasıyla daha yüksek gelir elde edilebilir. Bununla birlikte, bu bilginin modellenmesi, filo atama probleminin boyutunu ve sayısal karmaşıklığı önemli oranda arttırmakta ve zorlaştırmaktadır.
• Filo atama modelinde, taksi sürelerinin genel olarak haftanın her günü ve gün içerisinde kararlı yani aynı olduğu kabul edilmektedir. Bununla birlikte, uçuş rotaları ve havalimanlarındaki yoğunluk, hava durumu koşulları ve yeni güvenlik uygulamaları, uçuş ve taksi sürelerinde büyük değişikliklerin oluşmasına neden olmaktadır.
• Çoğu filo atama modelinde, uçuş tercihini değiştiren yolcu sayısı ve bunun oluşturduğu maliyetlerin uçuş bacak seviyesinde hesaplanabileceği kabul edilmektedir. Gerçekte yolcu talebi, uçuş tercihini değiştiren yolcu sayısı ve her yolcudan elde edilebilecek gelir, yolcunun uçuş programına özeldir, uçuş bacağına özel değildir. Sonuç olarak, uçuş bacağına özel oluşan maliyetler, yalnızca yaklaşık olarak tespit edilebilir. Örneğin, bir yolcu Ordu-Giresun Havalimanı’ndan Londra’ya İstanbul aktarmalı uçmayı planladığı kabul edilsin. Yolcu, OrduGiresun Havalimanı ile Atatürk Havalimanı arasında yer bulamadığında farklı bir havayolu işletmesini seçebilir. Bu durumda kaybolan gelir, aslında daha yüksek fiyattan satılan İstanbulLondra uçuş bilet bedeli olmaktadır.

Filo Atama Matematiksel Modelleme

Filo atama matematiksel modellemesi bir örnek uygulama ile birlikte açıklanacaktır. Örneğimizde, FM Havayolu İşletmesinin üç havalimanı arasında, iki filo tipi (B737500 ve A320) ile hizmet verdiğini kabul edelim. Filoların, koltuk kapasiteleri ve dönüş süreleri s. 138’de Tablo 5.5’de gösterilmektedir.

Havalimanlarının isimleri sırasıyla: A, B ve C olsun. Uçuş bacaklarına ait, kalkış varış havalimanı, saat bilgileri, yolcu sayıları, işletme maliyeti ve uçurulamayan yolcuartık yolcu maliyetleri s. 139’da Tablo 5.6’da verilmektedir.

Filo atama modelini kolaylaştırmak üzere zaman–ağ yapısı kullanılmıştır. S. 133’de Şekil 5.1’de gösterilen zaman-ağ yapısında, sütunlar gün içerisindeki zaman dilimlerini ve satırlar havalimanlarını göstermektedir. Bu ağ yapısında, günün belli bir zamanında arklar uçuşları, düğümler ise belli bir havalimanında uçuş rotalarındaki varış/kalkış operasyonunu temsil etmektedir. Geceleme arkı, belli bir şehirde son bulan uçuşun düğümünü, ertesi günün ilk uçuş düğümüne bağladığını ve uçağın havalimanında gecelediğini göstermektedir.

Operasyon maliyeti, arz edilen koltuk kilometre başına maliyet, uçulan kilometre ve kullanılan uçaktaki koltuk sayısının çarpılmasıyla bulunmaktadır. Mesafe, bir uçuş bacağında uçağın kalkış yaptığı havalimanı ile iniş yaptığı havalimanı arasındaki mesafedir (mil veya kilometre). Üretici firmalar, iki koltuk arasındaki mesafenin belli ölçütleri sağlaması koşulu ile işletmelere aynı uçak için farklı koltuk kapasitesini tercih olarak sunabilmektedir. Havayolu işletmesinin, hizmet kalitesine bağlı olarak diz mesafesi düşürülerek uçaktaki koltuk sayısını arttırabilir. Bu yüzden, koltuk sayısı belli ölçütler içerisinde aynı uçak tipi için havayolu işletmeleri arasında farklılıklar gösterebilir.

Farklı uçuş seçenekleri ile geri kazanılarak uçurulan artık yolcular dikkate alınmadığında her filo için ayrı olarak beklenen/tahmini artık yolcu maliyetleri aşağıdaki gibi tespit edilmektedir.

Beklenen Artık Yolcu Maliyeti = Beklenen Artık Yolcu Sayısı × AKKG × Mesafe

Uçuş Kapsam Kısıtı

Genel olarak birinci kısıt kümesi, uçuş kapsam kısıtı olarak adlandırılmaktadır. Uçuş kapsamı, her uçuşun mutlaka gerçekleştirileceği anlamına gelmektedir. Bir uçuşun kapsanması için ilgili uçuşu temsil eden bütün karar değişkenlerinin toplamı, 1’e eşit olması gerekmektedir.

Uçak Denge Kısıtı

Bu kısıt, uçak dengesi veya filo içerisindeki uçakların sürekliliği ile ilgilidir. Bu kısıt kümesi, uygun filo tipindeki uçağın doğru zamanda doğru yerde olmasını sağlamaktadır.

Filo Sayı Kısıtı

Bu kısıt kümesi, her filo tipi içerisindeki uçak sayısının, mevcut filo sayısını aşmamasını sağlamak için kullanılmaktadır. Bunu sağlamak amacıyla farklı havalimanlarında filo–tipleri için yerde geceleyen uçak sayısının belirlenmesi gerekmektedir.

Uçak Atama

Uçak Atama İşlemleri

Filo atama probleminde, uçuş bacaklarında hangi tip filonun uçacağına karar verilmektedir. Uçak rotalama probleminde ise, bir filo içindeki her bir uçağın ardışık olarak gerçekleştireceği uçuş bacakları tespit edilmektedir. Aynı zamanda, ülkelerin ulusal sivil havacılık otoriteleri ve uçak üreticileri tarafından zorunlu tutulan farklı seviyelerdeki bakımların her bir uçağa nerede ve ne zaman uygulanacağına da karar verilmektedir. Bu yüzden uçak atama problemi, uçak bakım rotalama problemi olarak da adlandırılmaktadır.

Uçak Atama Matematiksel Modelleme

Uçak rota (hat) atamasında, belirli periyotlarda uçaklara uygulanması zorunlu bakım yaklaşımları dikkate alınmadan yalnızca günlük uçuş rota planları oluşturulabilir. Böyle bir yaklaşımda belirli bir gün sayısı periyodunun sonunda uçaklara uygulanması gereken bakım gerçekleştirilmektedir.

Amaç Fonksiyonu

Amaç fonksiyonu (5.7), uçakların bakıma girmeden önceki yasal olarak kullanılabilir uçuş süresini, uçakları uygun rotalara atayarak enküçüklemektedir. Bu uçağın belli bir bakım periyodu içerisinde kullanılabilir uçuş saatinin enbüyüklenmesi anlamına da gelir. Her uçağın yasal kullanılabilir uçuş saati vardır..

Uçuş Bacak Kapsam Kısıtı

Uçuş kapsam kısıtı, her uçuşun gerçekleştirilmesini sağlamaktadır. Uçuş bacak kapsam kısıtı, her uçuş bacağına bir uçağın atanmasını sağlamaktadır. Uçuş tarifesindeki her uçuşun gerçekleştirilmesi gerekli olduğu için eşitlik kısıtı kullanılmaktadır.

Uçak Kapsam Kısıtı

Uçak kapsam kısıtı, belirli bir başlangıç havalimanından uçuş başlayan bir uçağın, kendisine atanan uçuşları belirli bir varış noktasına ulaşarak tamamlamasını sağlamak için kullanılmaktadır.

Akış Koruma Kısıtı

Akış koruma kısıtları, herhangi bir “i” düğümüne gelen bağlantı ark sayısının “i” düğümünden çıkan bağlantı ark sayısına eşit olmasını sağlamaktadır. (5.11) akış koruma kısıt kümesi, her uçağı uçuş tarifesinde sirkülasyon yapmaya zorlamaktadır. Böylece, uçak gün içerisinde yapay uçuş noktasına ulaşıncaya kadar uçuşuna devam etmektedir.

Rota ve Öncelik Kısıtı

Uygun rota, yapay kaynakta başlayan ve yapay havuzda son bulan ardışık uçuş bacağı veya bacaklarının oluşturduğu bir dizidir. Uçuş bacakları, uçuşların ayrılış zaman uyumu ve hava limanı uyumu için kullanılan kısıtların koşullarını sağlaması durumunda ardışık olarak birbirini izlemektedir.

Yasal Kalan Uçuş Saati Kısıtı

(5.20) kısıt kümesi, uçak için rotayı tanımlayan problemin temel kısıtıdır. Bu kısıt, uçakların yasal kullanılabilir uçuş saat değerlerini aşmadan uygun bir şekilde rotalara atanmasını sağlamaktadır.

Gün Sayısı Üzerinden Bakım Kısıtı

Uçak üreticileri, günümüzde kullanılan bazı uçaklarda olduğu gibi uçak üzerindeki belirli bakımların gün üzerinden uygulanmasını tavsiye edebilmektedir. (5.21) kısıtı, gün sayısı üzerinden belirlenen bakımların “n”. günde uçaklara uygulanması için uçakların bakım merkezlerinin bulunduğu havaalanlarında olmasını sağlayacak şekilde rotalanmasını sağlamaktadır