民用飛機(jī)系統(tǒng)需求確認(rèn)流程方案研究

葉辰怡

【摘 要】需求是民機(jī)設(shè)計(jì)的源頭，在民機(jī)設(shè)計(jì)流程中至關(guān)重要。需求確認(rèn)旨在以通過控制流程的方式來證明所捕獲的需求的正確性和完整性。本文討論了需求確認(rèn)流程的特點(diǎn)，并提出了一種基于ARP 4754A的針對民用飛機(jī)系統(tǒng)的需求確認(rèn)流程方案。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；ARP 4754A；需求確認(rèn)

0 引言

需求是民機(jī)設(shè)計(jì)的源頭，在民機(jī)設(shè)計(jì)流程中至關(guān)重要。而需求確認(rèn)旨在以通過控制流程的方式來證明所捕獲的需求的正確性和完整性。在需求確認(rèn)過程中，需要提供足夠的證據(jù)以證明整個(gè)流程是被有效監(jiān)控以及記錄的。系統(tǒng)需求確認(rèn)過程目的在于確保按所捕獲的需求所設(shè)計(jì)的起落架系統(tǒng)可以滿足適航規(guī)章、飛機(jī)頂層及相關(guān)用戶的要求。

1 基于SAE ARP 4754A的需求確認(rèn)過程

SAE ARP 4754A民用飛機(jī)與系統(tǒng)研制指南提供了復(fù)雜機(jī)載系統(tǒng)符合適航要求的研制流程建議。其中第5.4章節(jié)對需求確認(rèn)進(jìn)行了較為完整的描述。依據(jù)SAE ARP 4754A定義，需求確認(rèn)過程主要包括以下幾種確認(rèn)活動(dòng)：

2 民用飛機(jī)系統(tǒng)需求確認(rèn)方法的選擇

民機(jī)設(shè)計(jì)中需要不同專業(yè)工程師對需求從各方面進(jìn)行確認(rèn)?；赟AE ARP 4754A建議，本文提出了一種針對民用飛機(jī)系統(tǒng)的需求確認(rèn)流程方案。在整個(gè)需求確認(rèn)工作流程中至少需要包括系統(tǒng)工程師以及安全性工程師在內(nèi)的五個(gè)不同專業(yè)工程師的支持。具體的角色和責(zé)任分工如表1及表2所示。

需要指出的是，安全性保障是ARP 4754A的核心。在需求確認(rèn)流程中，安全性工程師至少需要參與以下兩項(xiàng)內(nèi)容：

①對每條需求所分配的FDAL等級(jí)進(jìn)行評(píng)估；

②對每條需求所采用的試驗(yàn)方法進(jìn)行評(píng)估。

如果安全性工程師從安全性角度認(rèn)為該等級(jí)或試驗(yàn)方法無法滿足需求設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)要求駁回流程，并對需求進(jìn)行FDAL/試驗(yàn)方法重新分配。

ARP 4754A中定義了不同的FDAL所對應(yīng)的確認(rèn)方法與資料（如表3所示）?；诖?，飛機(jī)系統(tǒng)需求確認(rèn)工作中可采用如下確認(rèn)方法：

a.追溯性

在子輩需求和父輩需求間建立鏈接關(guān)系，檢查需求的來源，確認(rèn)需求的追溯性。

除了衍生性需求以外，對于FDAL為A/B/C的需求，追溯性是必要的。

如果需求與父輩需求保持一致（無數(shù)值或內(nèi)容上的變動(dòng)），那么僅依靠追溯性以及父輩需求的確認(rèn)證據(jù)即可完成該需求的確認(rèn)。

如果需求與父輩需求相比有更改，除了追溯性以外，需要按照表3中定義選擇其他的需求確認(rèn)方法進(jìn)行確認(rèn)。

b.分析

通過系統(tǒng)初步安全性分析以及初步的可靠性分析，初步評(píng)估系統(tǒng)的安全性和可靠性指標(biāo)是否能夠滿足。

分析結(jié)果應(yīng)記錄在分析報(bào)告中，以作為確認(rèn)證據(jù)。確認(rèn)總結(jié)中將通過鏈接或者記錄分析報(bào)告文件號(hào)的方式對需求確認(rèn)證據(jù)進(jìn)行管理。

c.建模仿真

利用MATLAB/SIMULINK 等軟件建立仿真模型，對系統(tǒng)相關(guān)性能指標(biāo)進(jìn)行初步的仿真分析。

建模仿真結(jié)果應(yīng)記錄在建模仿真報(bào)告中，以作為確認(rèn)證據(jù)。確認(rèn)總結(jié)中將通過鏈接或者記錄建模仿真報(bào)告文件號(hào)的方式對需求確認(rèn)證據(jù)進(jìn)行管理。

d.測試

通過專門的試驗(yàn)、模擬或演示來驗(yàn)證需求的正確性。

測試結(jié)果應(yīng)記錄在測試報(bào)告中，以作為確認(rèn)證據(jù)。確認(rèn)總結(jié)中將通過鏈接或者記錄測試報(bào)告文件號(hào)的方式對需求確認(rèn)證據(jù)進(jìn)行管理。

e.相似性（工程類比）

通過比較已取證的相似系統(tǒng)的需求進(jìn)行需求的確認(rèn)。

f.工程評(píng)審

組織不同專業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的專家對該飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)需求文件進(jìn)行評(píng)審，評(píng)估需求的正確性和完整性。工程評(píng)審的結(jié)果將通過會(huì)議紀(jì)要的形式記錄下來。

除了與父輩需求保持一致（無數(shù)值或內(nèi)容上的變動(dòng)）的需求以外，需要對其余需求均進(jìn)行工程評(píng)審。

對于FDAL為C/D的需求，僅采用工程評(píng)審作為需求確認(rèn)方法。

對于FDAL為A/B的需求，除了工程評(píng)審?fù)?，還需要在分析、建模或試驗(yàn)中選擇一種方式進(jìn)行需求確認(rèn)

存在FDAL為A/B的需求無法通過分析、建模或試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)，僅采用工程評(píng)審作為需求確認(rèn)方法（表3）。

3 結(jié)語

由于ARP 4754A僅對系統(tǒng)研制提出建議性指導(dǎo)，因此只要符合基本原則，對于ARP 4754A可以有不同的解讀方法。本文提出了一種基于ARP 4754A的針對民用飛機(jī)系統(tǒng)的需求確認(rèn)流程方案。需求管理在民機(jī)行業(yè)尚是較新的領(lǐng)域，隨著對該領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)加深，可在該需求確認(rèn)流程方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與更新。

【參考文獻(xiàn)】

[1]SAE ARP 4754A. Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems. 2012，12[Z].

[責(zé)任編輯：楊玉潔]