民用飛機IMA平臺開發計劃過程研究

黃勁松

【摘 要】綜合模塊化航電（IMA）平臺作為一種靈活、可重用、可交互操作的軟硬件共享資源集合，越來越廣泛地應用在民用飛機上。IMA平臺開發計劃過程作為平臺開發的第一階段尤為重要。本文在分析研究DO-297等相關規范的基礎上，提出了IMA平臺開發計劃過程的工作目標，制定了計劃過程的主要活動，并詳細闡述了計劃文件的編制要點。

【關鍵詞】民用飛機；IMA平臺；計劃過程；DO-297

中圖分類號： V243 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）02-0139-002

【Abstract】Integrated Modular Avionics（IMA），as a shared set of flexible，reusable，and interoperable hardware and software resources，is more and more widely used in Civil aircraft.IMA Platform Development Planning Process is particularly important as the first phase of platform development. Based on the analysis and research of DO-297 and other related specifications，this paper puts forward the working objectives of the IMA platform development planning process， formulates the main activities of the planning process，and elaborates the key points of preparing planning document.

【Key words】Civil Aircraft；IMA Platform；Planning Process；DO-297

0 引言

綜合模塊化航電（IMA）平臺作為一種靈活、可重用、可交互操作的軟硬件共享資源集合，越來越廣泛地應用在民用飛機上。目前，我國正處于大力發展民用飛機的關鍵時期，深入研究IMA技術對我國航空電子技術的發展具有重要的戰略意義。

IMA平臺是包含核心軟件的一個或者一組模塊，它能夠為駐留功能提供計算、通信、數據轉換、接口等公共資源。IMA平臺的開發可分為計劃過程、需求定義過程、設計過程、實現過程、集成過程、驗證和確認過程。其中，IMA平臺開發計劃過程作為平臺開發的第一階段尤為重要。本文從DO-297任務1（IMA平臺認可）目標著手，提出了IMA平臺開發計劃過程的工作目標，制定了計劃過程的主要活動，在分析研究相關規范的基礎上，給出了計劃文件的編制要點。

1 IMA平臺開發計劃過程工作目標和主要活動

DO-297任務1的10項目標中有3項涉及到IMA平臺開發計劃過程，分別為：

1）平臺/模塊開發與認可的生命周期以及相關過程的計劃和實施應符合DO-297、DO-178C、DO-254、和DO-160G規范[1]；

2）若需要，驗證工具和開發工具應被評估和鑒定[1]；

3）平臺/模塊的質量保證、構型管理、綜合、確認、驗證以及認證聯絡已實施并且已完成[1]。

上述3個目標分解到IMA平臺開發計劃過程，相應的工作目標分別為：

1）完成平臺認可計劃、設備鑒定試驗計劃、軟硬件相關計劃的編制；

2）完成工具鑒定計劃的編制；

3）完成質量保證計劃、構型管理計劃、確認驗證計劃的編制。

根據計劃文件的適用范圍，可將計劃過程中的上述3個目標分成4個主要活動，分別為：編制平臺相關計劃、編制平臺軟件相關計劃、編制平臺硬件相關計劃和編制工具相關計劃。

2 IMA平臺開發計劃過程相關計劃文件編制要點

IMA平臺開發在遵循DO-297規范的同時，平臺軟件開發應遵循DO-178C規范，平臺硬件開發應遵循DO-254規范，工具開發應遵循DO-330規范，環境試驗應遵循DO-160G規范。本節在分析研究上述規范的基礎上，詳細闡述計劃過程各活動的主要工作內容和相應計劃文件的編制要點。

2.1 編制平臺相關計劃

編制平臺相關計劃活動主要完成下述3份IMA平臺相關計劃的編制。各計劃文件概述和編制要點如下：

a）平臺認可計劃：平臺認可計劃應規定用以實現DO-297任務1目標所涉及的所有相關考慮，包括平臺的開發、驗證、構型管理、質量保證以及符合性驗證。平臺認可計劃是建立平臺認可的基礎，該計劃應重點描述：平臺所在系統的概述、平臺/模塊概述、認可準則、平臺生命周期、平臺生命周期數據、進度計劃、工具鑒定、模塊重用、可能影響到平臺認可的附加考慮。平臺認可計劃可以是一個單獨的文件，也可以拆分成多個文件[1]（例如，拆分為單獨的平臺開發計劃、平臺構型管理計劃、平臺質量保證計劃和平臺驗證與確認計劃等）。實際應用中IMA平臺多由一組模塊組成，因此平臺認可計劃中可以引用多份模塊認可計劃，模塊認可計劃的編制要點與平臺認可計劃相同。

b）平臺的安全性工作計劃：平臺安全性工作計劃應規定用以證明平臺滿足產品技術規范或飛機安全性需求的所有相關考慮。該計劃應重點描述：安全性工作的組織架構、分工、目標、內容、過程和輸出。

c）設備環境鑒定試驗計劃：設備環境鑒定試驗計劃應規定平臺設備進行環境鑒定試驗的相關考慮。該計劃應重點描述：設備構型、試驗項目、試驗等級、進度計劃、試驗環境構型、試驗程序、通過/失敗準則[2]。其中，試驗環境構型、試驗程序和通過/失敗準則也可形成單獨的設備環境鑒定試驗程序文件，不在此計劃文件中描述。

2.2 編制平臺軟件相關計劃

編制平臺軟件相關計劃活動主要完成下述5份平臺軟件相關計劃的編制。各文件概述和編制要點如下：

a）軟件合格審定計劃：軟件合格審定計劃應規定用以實現DO-178C中目標的過程、程序、方法和標準。該計劃應重點描述：系統概述、軟件概述、合格審定的考慮、軟件生命周期、軟件生命周期數據、進度計劃、可能影響到合格審定過程的附加考慮[3]。

b）軟件開發計劃：軟件開發計劃應規定軟件開發過程涉及的目標、標準和軟件生命周期。該計劃應重點描述：軟件相關標準、軟件生命周期、軟件開發環境。

c）軟件驗證計劃：軟件驗證計劃應規定用以滿足軟件驗證過程目標的方法和程序。該計劃應重點描述：組織架構與職責、獨立性、驗證方法、驗證環境、轉換準則、分區考慮、編譯器假定、重新驗證指南、先前開發軟件、多版本非相似軟件。

d）軟件質量保證計劃：軟件質量保證計劃應規定用來達到軟件質量保證過程目標的方法，可能包括過程改進、衡量標準和改進管理方法。該計劃應重點描述：環境、授權、質量保證活動、轉換準則、進度計劃、質量保證記錄的定義、供應商控制。

e）軟件構型管理計劃：軟件構型管理計劃應規定在整個軟件生命周期中用來達到軟件構型管理過程目標的方法。該計劃應重點描述：環境、構型管理活動、轉換準則、軟件構型管理數據的定義、供應商控制。

2.3 編制平臺硬件相關計劃

編制平臺硬件相關計劃活動主要完成下述6份平臺硬件相關計劃的編制。各文件概述和編制要點如下：

a）硬件合格審定計劃：硬件合格審定計劃應規定用以實現DO-254中目標的過程、程序、方法和標準。該計劃應重點描述：系統概述、硬件概述、合格審定的考慮、硬件設計生命周期、硬件生命周期數據、替代方法、進度計劃、可能影響到合格審定過程的附加考慮[4]。

b）硬件設計計劃：硬件設計計劃應規定硬件開發要采用的程序，方法和標準，以及要進行的過程和活動。該計劃應重點描述：硬件設計生命周期、硬件產品、硬件設計方法、硬件設計環境、硬件項數據定義、其他可能影響硬件設計的附加考慮。

c）硬件確認計劃：硬件確認計劃應規定為達到DO-254中確認目標所采用的程序、方法、標準，以及要進行的過程和活動。該計劃應重點描述：確認方法、確認數據和確認環境。

d）硬件驗證計劃：硬件驗證計劃應規定為達到DO-254中驗證目標所采用的程序、方法、標準，以及要進行的過程和活動。該計劃應重點描述：驗證方法、驗證數據、驗證獨立性、驗證環境、組織職責。

e）硬件構型管理計劃：硬件構型管理計劃應規定為達到DO-254中構型管理目標所要采用的策略、程序、標準和方法。該計劃應重點描述：硬件構型管理方法、硬件基線、問題報告機制、更改控制、存儲和恢復、環境控制、構型管理工具。

f）硬件過程保證計劃：硬件過程保證計劃應規定為達到DO-254中過程保證目標所要采用的程序、方法、標準，以及要進行的過程和活動。該計劃應重點描述：過程控制、組織職責、一致性、過程保證活動、偏差處理方法。

2.4 編制工具相關計劃

編制工具相關計劃活動主要完成工具鑒定計劃的編制。工具根據使用范圍可分為系統工具、軟件工具和硬件工具。這些使系統、軟件、硬件生命周期過程活動自動化的工具，均需進行工具鑒定活動。

工具鑒定計劃的概述和編制要點如下：工具鑒定計劃應規定用以實現DO-330目標和相應系統/軟件/硬件需求的所有相關考慮，目的是確保工具至少能提供與被工具簡化或省略過程等價的置信度[5]。該計劃應重點描述：工具構型標識、工具功能概述、工具架構和接口、工具級別、鑒定原因、工具操作環境、工具生命周期和鑒定活動、工具鑒定數據。

3 結論

本文從DO-297任務1著手，提出了IMA平臺開發計劃過程的工作目標，制定了計劃過程的主要活動，并在分析研究相關規范的基礎上，給出了計劃文件的編制要點，指導民用飛機IMA平臺開發計劃過程的實施。

【參考文獻】

[1]RTCA DO-297，Integrated Modular Avionics （IMA） Development Guidance and Certification Considerations[S].RTCA Inc.，2005.

[2]RTCA DO-160G， Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment[S].RTCA， Inc.，2010.

[3]RTCA DO-178C， Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification[S].RTCA， Inc.，2011

[4]RTCA DO-254， Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware[S].RTCA， Inc.，2000

[5]RTCA DO-330， Software Tool Qualification Considerations[S]. RTCA， Inc.，2011.