淺析基于工作包產品類別的供應商適航管理

郝 蓮 陳 煒 /

(上海飛機設計研究院，上海201210)

0 引言

民用運輸類飛機研制依據當今的國際慣例，采用“主制造商-供應商”模式。眾所周知，當今國際知名民機制造商波音公司的787和空客公司的A380，其自身在此項目中承擔約20%的工作量，其余均由供應商承擔。作為研制中國大飛機的中國商飛公司，在現有民機項目研制一開始便確定采用“主制造商-供應商”模式：無論ARJ21還是C919項目，均為供應商承擔機體部段、系統和設備的制造及子系統集成，中國商飛公司承擔總體設計、機體部段總裝、系統及設備安裝和部分子系統集成。如此構架下，供應商的研制活動是整個項目研制的重要部分，是項目研制成敗的關鍵，主制造商對供應商的管控，是項目管理的重中之重。適航取證是民機研制的特殊活動，對供應商的適航管理是民機研制中供應商管理的重要組成部分。如何對供應商實施有效的適航管理是作為主制造商和供應商均必須率先解決的重點與難點。本文從設計保證系統有效運行的角度，分析民機研制過程，從設計需求捕獲與確認、設計結果確定與驗證到產品集成與驗證中主制造商與供應商的交互關系，提出了基于供應商所承接工作包產品類別的供應商適航管理模式。

1 適航規章的要求

根據《民用航空產品和零部件合格審定規定》(CCAR-21-R4)第21.13條的規定：“已經表明或正在表明具有符合第十四章要求的設計保證系統的人具備申請型號合格證的資格”,設計保證系統是體現設計能力的重要方面[1]。為了符合《民用航空產品和零部件合格審定規定》(CCAR-21-R4)第21.13條的要求，申請人/持證人應建立并能保持一個有效的設計保證系統，以控制和監督型號合格證或其更改申請所涉及的航空器、零部件和設備的設計及設計更改[2]。

設計保證系統是型號合格證申請人/持證人建立的，為落實設計保證措施所需要的組織機構、職責、程序和資源。設計保證系統具備設計、適航和獨立監控三種職能[3]。

設計保證就是申請人/持證人為了充分表明其具有設計的產品符合適用的適航規章和環境保護要求、表明并證實對適航規章和環境保護要求的符合性及向適航當局演示這種符合性的能力所必需實施的有計劃、系統性的措施。設計保證系統有效運行，也就是申請人/持證人在建立的設計保證系統框架下，嚴格按照制定的《設計保證手冊》及其程序文件，控制民用航空器的設計、制造與服務過程、檢查與記錄這些過程的控制狀態，同時向適航當局表明設計保證系統的運行與監控情況。當實施“主制造商-供應商”模式時，申請人/持證人所建立的設計保證系統必須具有相應的程序，即主制造商建立的設計保證系統需包含對供應商的適航管理內容，以確保供應商的設計或提供的零部件、設備符合適航要求，并向適航當局表明這種符合性，即供應商應作為主制造商的一部分參與設計保證系統的活動。

參照SAE ARP4754A的雙V過程[4]，在此將民用飛機的研制過程劃分為設計需求捕獲與確認、設計結果確定與驗證和產品集成與驗證三大過程，本文就依據此三大過程，分析主制造商與供應商的關系，提出供應商適航管理的方法與途徑。

2 供應商分類及主制造商關系分析

航空企業的主制造商以合同為依據劃分其一級供應商，國際通常按重要性(以合同金額判斷)將供應商分成重要供應商和一般供應商，常規的供應商管理方法與思路按此建立，主要關注的是供應商承擔產品的研制進展，與主制造商產品研制總進度的匹配程度。在民機的研制過程中，大多數公司仍然按此管理供應商，但還須考慮供應商承擔產品的適航驗證活動進展。適航驗證活動與產品的特性相關，與供應商為該產品開展的工作性質相關，還與供應商和主制造商的接口關系相關。以下從供應商的分類出發，分析供應商與主制造商的關系。

2.1 航空器供應商的分類

航空器供應商的分類方法有多種。管理的角度不同，分類的方法就不同，本文從下述方面描述供應商分類。

按提供的產品類別將供應商劃分為：(1)設備供應商——為主制造商提供其產品所需用的設備；(2)系統供應商——為主制造商提供其產品所需用的系統；(3)機體供應商——為主制造商提供其產品所需用的機體部件；(4)材料、標準件供應商——為主制造商及其供應商提供其產品所需用的材料和標準件。

按工作性質將供應商劃分為：(1)設計供應商——僅為主制造商提供其產品的設計服務；(2)制造供應商——僅為主制造商提供其產品的制造服務；(3)試驗供應商——僅為主制造商提供其產品的試驗服務；(4)維修供應商——僅為主制造商提供其產品的維修服務(此類供應商在產品研制過程一般不涉及)。

按股東性質將供應商劃分為：(1)獨資供應商，本國獨資和外國獨資；(2)合資供應商，本國合資和外國合資。

按注冊地將供應商劃分為：(1)本國供應商；(2)外國供應商。

按重要性將供應商劃分為：(1)重要供應商；(2)一般供應商。

本文以供應商承擔工作包的產品類別對供應商實施適航管理，即按設備、系統、機體和材料與標準件劃分供應商。

2.2 供應商與主制造商關系分析

供應商與主制造商密不可分，供應商產品的好壞直接影響主制造商產品的品質，供應商產品的研制狀態制約主制造商產品的研制進程，在民機研制中，供應商的適航驗證活動更是與主制造商承擔產品的適航職責息息相關。做好供應商的適航管理，必須厘清在產品研制的環節中，供應商與主制造商間的關系。

無論是提供設備、系統、機體，還是提供原材料與標準件，供應商本身需完成的工作不僅包括設計、制造和試驗，還需包括其產品安裝到主制造商產品上的安裝集成與驗證，也就是說供應商的工作貫穿在主制造商的整個產品研發過程之中。

以下按照設計需求捕獲與確認、設計結果確定與驗證和產品集成與驗證這三大過程，分析各過程中供應商與主制造商間的關系。

2.2.1 設計需求捕獲與確認過程

此過程是產品研制的重要環節，主制造商與供應商通過開展方案設計來明確產品需求，主制造商完成飛機級需求的定義，確定飛機級需求向系統級分配的原則，完成需求從飛機級向系統級的分配；承擔系統的供應商必須捕獲飛機級的設計需求，提出系統的設計方案，確定系統級需求向設備級(含同級的軟硬件)分配的原則，完成需求從系統級向設備級的分配，反饋主制造商其對飛機級需求的確認情況；承擔設備(含同級的軟硬件)的供應商必須捕獲系統級的設計需求，提出設備(含同級的軟硬件)的設計方案，確定設備級需求向軟硬件分配的原則，完成需求從設備級向軟硬件的分配，反饋上級制造商其對系統級需求的確認情況；承擔軟硬件的供應商必須捕獲設備級的設計需求，提出軟硬件的設計方案，確定軟硬件的頂層需求向下級需求分配的原則，逐層完成需求的分配與確認，最終完成軟硬件的設計，同時反饋上級制造商其對上級需求的確認情況。

在此過程中，主制造商和供應商之間通過需求定義和需求分配文件建立關系，供應商反饋其設計方案作為對上級需求的確認。從符合SAE ARP4754A的研制保證過程出發，此過程是民機產品符合適航要求的前提，過程中形成的各層級的需求定義和需求分配文件，以及各層級設計方案，均是證明產品適航符合性的重要文件，是向適航當局表明適航符合性的證據文件。

2.2.2 設計結果確定與驗證過程

2.2.1節所述過程形成產品、系統、設備和軟硬件的設計方案，并確認與上級需求的符合程度；本節所述過程形成產品、系統、設備和軟硬件的最終設計狀態，并通過一定的試驗證明其是否滿足各層級設計方案中的指標要求，是一個反復迭代的過程。

在此過程中，主制造商與供應商以緊密合作的關系，按照各自的設計方案完成所承擔產品、系統、設備和軟硬件的設計、制造與試驗驗證，形成型號設計資料、制造檢測記錄、設備鑒定及功能試驗記錄和軟硬件評審記錄。這些均作為表明適航符合性的證據。

2.2.3 產品集成與驗證過程

2.2.2節所述過程對供應商來說僅僅完成了各自系統、設備及軟硬件的設計、制造與驗證，形成了表明該層級的適航符合性證據；本節所述過程是最終產品形成的關鍵環節，所有供應商提供的系統、設備及軟硬件均要在主制造商的產品上完成整機級集成與驗證，包括設備裝機驗證、軟硬件加載測試、系統安裝后功能測試、系統間功能測試、系統集成測試、全機地面試驗、試飛試驗驗證等。

此過程要求供應商緊密配合主制造商，共同完成驗證各系統、設備和軟硬件與整機的性能與功能的匹配性，驗證整機級需求的符合性，最終形成經全面驗證的型號設計資料、設備裝機驗證記錄、系統集成安裝檢測記錄、系統功能試驗記錄、軟硬件加載記錄、試飛驗證記錄。這些均作為表明適航符合性的證據。

從以上三個過程分析來看，主制造商與供應商之間相互依賴，缺一不可，在整個研制過程中密不可分，互為輸入與輸出。

3 基于產品類別的供應商適航管理模式分析

民用飛機的研制必須依法實施適航管理，適航當局對航空器的適航管理是證件管理，對民機研制階段的證件管理，就是型號合格證(TC)的管理。依據適航當局頒發的TC審查程序與要求，對主制造商而言為TC取證。

主制造商是飛機型號合格證的申請人/持證人，對型號設計(包括供應商的設計)的適航符合性負責，供應商向主制造商負責其產品的適航符合性。

本章針對第2章中分析的過程，依據供應商承擔工作包產品的類別分析主制造商對供應商實施適航管理的要求與模式。

3.1 適航管理對供應商的基本要求

主制造商通過合同對供應商提出下述要求：

1)供應商需按包含適航要求在內的設計要求(包括工藝規范)進行設計，按界面分工完成相關分析、設計與試驗，確保所設計與生產的產品符合主制造商提出的設計要求。

2)供應商需對其產品的適航性負責，并承擔其產品的持續適航責任，由主制造商向適航當局表明適航符合性。

3)供應商需按主制造商的要求建立與其所承擔工作包產品等級相適應的設計保證系統。供應商產品的設計保證系統必須獲得主制造商的批準，不具備建立設計保證系統的供應商，其適航活動應由質量保證體系負責監督和控制。意即要求主制造商識別供應商的產品等級，即供應商提供的是系統、設備還是機體、軟硬件，供應商為提供這些產品開展的是設計、制造還是試驗。

4)供應商需與主制造商適航職能部門建立接口程序，以確保供應商的適航活動順利開展，并獲得適航當局的認可。

5)供應商應當為主制造商及適航當局的審查活動提供便利。

3.2 適航管理對供應商的管理模式

主制造商在其《設計保證手冊》中明確規定對于不同類型供應商的相關要求；明確相關部門及人員的任務、職責及分工；明確需控制的主制造商與供應商之間的輸入輸出類型與方式；明確依據《設計保證手冊》要求應制定相應的執行程序；明確主制造商設計組織與供應商的接口文件，該文件由設計保證部門負責建立，以規定并描述供應商內部的設計保證系統。

主制造商的設計保證部門負責對所有設計相關過程進行獨立的監督，負責向適航當局匯報整個系統運行情況。

3.2.1 按層級實施對供應商的管理

主制造商依據自身產品的研制進度，通過控制提供給供應商的要求、驗收供應商的產品來管理供應商。一般情況下，主制造商僅管理一級供應商，再由供應商管理其次級供應商，以此形成按層級的管理模式。

3.2.2 依據工作性質開展供應商適航管理

工作性質就是完成工作包所使用的工作方法，在這里定義為設計、制造、試驗和維修(本文略)。當實際工作中僅存在提供此類服務的供應商時，除上述基本要求外，對其適航管理模式如下。

3.2.2.1 試驗供應商

供應商試驗的全過程必須接受主制造商的控制；供應商的所有試驗用資料必須獲得主制造商的批準，包括試驗大綱、試驗設施、人員資質、試驗過程、試驗數據、試驗報告等；供應商的適航符合性驗證過程需在主制造商的監控下完成。

3.2.2.2 制造供應商

供應商制造的全過程必須接受主制造商的控制；供應商的所有制造資料必須獲得主制造商的批準，包括與主制造商確認的接口文件、制造工藝規范、制造大綱、裝配大綱、制造偏離等；供應商的工藝驗證過程需在主制造商的監控下完成，工藝過程的可重復性需得到主制造商的確認；供應商的質量體系必須能夠正常運轉，并接受主制造商的評審。

3.2.2.3 設計供應商

供應商設計的全過程必須接受主制造商的控制；供應商的所有設計必須獲得主制造商的批準：主制造商設計要求的確認、設計規范、需求文件、對主制造商需求的確認、完成設計的型號資料；供應商的設計過程與適航要求的符合性需得到主制造商的認可。

3.2.3 基于產品類別的供應商適航管理

本文按照承擔系統、設備、機體部件、材料和標準件工作包劃分供應商，針對其完成工作包的工作性質提出相應的適航管理要求與模式。

3.2.3.1 材料、標準件供應商

承擔提供材料和標準件的供應商，其完成產品的工作性質包含設計、制造與試驗，故3.2.2節中所有要求均適用，與此同時，還要求供應商建立完善的質量保證體系，維持生產工作穩定運行。接受主制造商對其質保體系的檢查。按照適航要求，設計材料、標準件的工程驗證試驗方法，提供相關性能數據供主制造商向適航當局表明符合性。

3.2.3.2 設備供應商

承擔提供設備的供應商，其完成產品的工作性質包含設計、制造與試驗，故3.2.2節中所有要求均適用，與此同時，還要求供應商依據設備的具體情況確認所提供的產品是否有TSO標準，是否存在軟硬件。

1)凡有技術標準規定(TSO)的產品必須滿足有關的TSO要求，由供應商向其本國適航當局提出該項TSO批準書的申請并獲得批準，同時還需向中國民航局提申請并獲得CTSOA。TSO產品還必須滿足主制造商的相關裝機技術要求；

2)無TSO標準的產品，按照飛機的總體設計要求制定產品的技術規范或要求進行隨機驗證。設備作為系統的組成之一，按照系統設計的技術要求和適航要求，在完成設備級和系統級鑒定后，隨飛機進行綜合系統試驗和飛行試驗驗證，隨飛機得到適航批準；

3)帶有軟件的設備，需按行業標準DO-178開展軟件開發過程評審，完成相應的記錄，提供主制造商以向適航當局表明適航符合性；

4)帶有硬件的設備，需按行業標準DO-254開展硬件開發過程評審，完成相應的記錄，提供主制造商以向適航當局表明適航符合性。

3.2.3.3 系統供應商

承擔提供系統的供應商，其完成產品的工作性質包含設計、制造與試驗，故3.2.2節中所有要求均適用，與此同時，還要求供應商依據系統的具體情況確認所提供的產品是否有TSO標準，是否存在軟硬件。存在TSO標準與軟硬件的情況，參照上文的描述。

系統作為飛機設計的重要組成部分，供應商必須嚴格按照設計需求捕獲與確認、設計結果確定與驗證和產品集成與驗證三個過程開展工作，執行行業標準SAE ARP4754A，嚴格把控安全性設計過程。供應商需完成系統本身的設計與驗證，并將其完成的相關資料提供主制造商向適航當局表明適航符合性。供應商提供的所有適航審查資料，在經主制造商批準后，由主制造商提交適航當局審批。供應商編制的用于適航驗證的資料必須經主制造商批準和適航當局批準后，方可用于適航驗證。供應商所提供的系統在主制造商產品上集成的設計與驗證，可以在合同中規定由供應商，或是由主制造商完成。無論由誰完成，另一方均需提供支持。供應商完成的系統，最終將與飛機集成，隨飛機進行綜合系統試驗和飛行試驗驗證，隨飛機得到適航批準。

3.2.3.4 機體供應商

承擔提供機體的供應商，目前大部分均為制造供應商，也就是供應商完全按照經批準的設計生產產品，不承擔設計與試驗工作。

此類供應商必須建立完善的質量保證體系，接受主制造商對其質保體系的檢查，維持生產工作穩定運行，保證其按經批準的設計進行持續穩定的生產。在主制造商產品研制中，機體供應商需完成相應適航驗證試驗件的制造，并接受適航當局的制造符合性檢查，提供相關檢查數據供主制造商向適航當局表明符合性。

如果機體供應商同時完成設計、制造與試驗(如雷達罩供應商，目前歸為機體供應商，其承擔雷達罩的設計、制造與試驗，故按照系統供應商對其提出要求，并實施適航管理)，參照系統供應商的管理要求與模式。

4 結論

本文在分析主制造商與供應商間關系的基礎上，依據供應商承擔工作的工作性質，從適航管理的關注重點和設計保證系統有效運行出發，提出了基于供應商所承接工作包產品類別的供應商適航管理模式。該模式解決了國內民機主制造商現有型號研制中對供應商的適航管理困難，構建了有效的設計保證系統，有助于型號研制的順利推進。

參考文獻：

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