民用飛機系統(tǒng)需求確認流程方案研究

葉辰怡

【摘 要】需求是民機設計的源頭，在民機設計流程中至關(guān)重要。需求確認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流程的特點，并提出了一種基于ARP 4754A的針對民用飛機系統(tǒng)的需求確認流程方案。

【關(guān)鍵詞】民用飛機；ARP 4754A；需求確認

0 引言

需求是民機設計的源頭，在民機設計流程中至關(guān)重要。而需求確認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。在需求確認過程中，需要提供足夠的證據(jù)以證明整個流程是被有效監(jiān)控以及記錄的。系統(tǒng)需求確認過程目的在于確保按所捕獲的需求所設計的起落架系統(tǒng)可以滿足適航規(guī)章、飛機頂層及相關(guān)用戶的要求。

1 基于SAE ARP 4754A的需求確認過程

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

2 民用飛機系統(tǒng)需求確認方法的選擇

民機設計中需要不同專業(yè)工程師對需求從各方面進行確認。基于SAE ARP 4754A建議，本文提出了一種針對民用飛機系統(tǒng)的需求確認流程方案。在整個需求確認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)的五個不同專業(yè)工程師的支持。具體的角色和責任分工如表1及表2所示。

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

①對每條需求所分配的FDAL等級進行評估；

②對每條需求所采用的試驗方法進行評估。

如果安全性工程師從安全性角度認為該等級或試驗方法無法滿足需求設計的要求，應要求駁回流程，并對需求進行FDAL/試驗方法重新分配。

ARP 4754A中定義了不同的FDAL所對應的確認方法與資料（如表3所示）。基于此，飛機系統(tǒng)需求確認工作中可采用如下確認方法：

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），那么僅依靠追溯性以及父輩需求的確認證據(jù)即可完成該需求的確認。

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方法進行確認。

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，初步評估系統(tǒng)的安全性和可靠性指標是否能夠滿足。

分析結(jié)果應記錄在分析報告中，以作為確認證據(jù)。確認總結(jié)中將通過鏈接或者記錄分析報告文件號的方式對需求確認證據(jù)進行管理。

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)性能指標進行初步的仿真分析。

建模仿真結(jié)果應記錄在建模仿真報告中，以作為確認證據(jù)。確認總結(jié)中將通過鏈接或者記錄建模仿真報告文件號的方式對需求確認證據(jù)進行管理。

d.測試

通過專門的試驗、模擬或演示來驗證需求的正確性。

測試結(jié)果應記錄在測試報告中，以作為確認證據(jù)。確認總結(jié)中將通過鏈接或者記錄測試報告文件號的方式對需求確認證據(jù)進行管理。

e.相似性（工程類比）

通過比較已取證的相似系統(tǒng)的需求進行需求的確認。

f.工程評審

組織不同專業(yè)有經(jīng)驗的專家對該飛機系統(tǒng)級需求文件進行評審，評估需求的正確性和完整性。工程評審的結(jié)果將通過會議紀要的形式記錄下來。

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

對于FDAL為C/D的需求，僅采用工程評審作為需求確認方法。

對于FDAL為A/B的需求，除了工程評審外，還需要在分析、建模或試驗中選擇一種方式進行需求確認

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

3 結(jié)語

由于ARP 4754A僅對系統(tǒng)研制提出建議性指導，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的針對民用飛機系統(tǒng)的需求確認流程方案。需求管理在民機行業(yè)尚是較新的領域，隨著對該領域的認識加深，可在該需求確認流程方案的基礎上進行優(yōu)化與更新。

【參考文獻】

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

[責任編輯：楊玉潔]