機載設備供應商如何建立設計保證系統分析

秦懷磊

(航空工業慶安集團有限公司 質量安全部，西安 710077)

0 引 言

眾所周知，美國聯邦航空管理局(FAA)和歐洲航空安全局(EASA)是最權威的兩個適航當局。FAA的適航管理方式采用“三證管理”模式,即型號合格證(Typ Certification) 、生產許可證(Production Certification)和單機適航證(Airworthiness Certification)。EASA的適航管理方式與FAA有一定區別，即在“三證管理”基礎上多了一個對設計組織機構的批準DOA(Design Organization Approval),目的是確認民用航空產品研制單位具有足夠的研發設計能力,以降低適航合格審定失敗的風險。這種管理模式通常被稱為“四證管理”，能顯著提高EASA適航管理的效率[1]。

中國民航局(CAAC)對民用航空產品的管理主要是借鑒FAA的管理方式。近幾年，隨著國家對民用航空發展的大力支持，民用航空產業發展比較迅速，怎樣更好的促進型號合格審定、縮短合格審定周期、提高民用航空產品的安全性，與國際民用航空接軌，建立設計保證系統被廣泛認可。

設計保證系統(Design Assurance System,簡稱DAS)在歐洲運行的已經很成熟。隨著ARJ-21、C919大型飛機的研制，近幾年國內部分主機廠人員陸續發表了各種關于設計保證系統方面的論文[1-5]，對國內外設計保證系統要求進行了對比分析，并站在主機廠的角度分析了如何建立設計保證系統。機載設備的取證方式有頒發零部件制造人批準書、技術標準規定項目批準書和隨民用航空產品的型號合格審定一起批準(即隨機批準)等形式，隨機批準的機載設備供應商的設計保證系統是主機或主制造商設計保證系統的延伸。對于隨機取證的機載設備供應商來說設計保證系統還是一個比較新的概念，如何建設設計保證體系[6]，并沒有多少成功的經驗可以借鑒。

本文根據中國民航局的要求，結合C919、MA700等相關型號設計保證系統建立要求，分析隨機取證的機載設備供應商如何建立設計保證系統；總結設計保證系統的內容，闡述為什么要建立設計保證系統，提出建立設計保證體系的思路和方法。

1 什么是設計保證系統

設計保證(Design Assurance,簡稱DA)指型號合格證、型號合格證更改、補充型號合格證、改裝設計批準書、零部件制造人批準書和技術標準規定項目批準書的申請人和持有人為了充分表明其具有以下能力所必需的所有有計劃的、系統性的措施[7]：

(1) 民用航空產品和零部件的設計或更改符合適用的適航規章和環境保護要求；

(2) 表明并證實對適航規章和環境保護要求的符合性；

(3) 向局方演示這種符合性。

設計保證系統指型號合格證、型號合格證更改、補充型號合格證、改裝設計批準書、零部件制造人批準書和技術標準規定項目批準書的申請人和持有人為了落實設計保證措施所需要的組織機構、職責、程序和資源。

2 為什么要建立設計保證系統

為使中國民用航空更好地融入世界航空產業鏈，中國民航局在ARJ-21、C919等型號合格審定過程中創新了適航合格審定模式，即在借鑒FAA和EASA的管理模式的同時，又根據國內具體情況進行了“本土化”設計，以FAA的“三證管理”為主線，同時提出設計保證系統要求，并在適航規章中進行了規定。

2011年3月，CAAC頒發的《航空器型號合格審定程序：AP-21-AA-03-R4》中就申請人設計保證系統提出了要求并明確了審查程序，要求型號合格審定申請人編制設計保證手冊，并表明對建立和維持設計保證系統的符合性[8]，但是對供應商未明確提出要求。2017年，CAAC頒發的《民用航空產品和零部件合格審定規定：CCAR-21-R4》的第十四章正式提出了設計保證系統要求，對設計保證系統的適用范圍、建立要求、控制要求等內容進行了詳細規定。

CAAC相關標準要求的發布，工業方對適航的認識得到了提高。適航是民用飛機進入市場的門檻, 代表了公眾對民用飛機安全的認可, 也是民用飛機設計的固有屬性。民用飛機研制的過程就是按照市場對型號的需求并滿足適航要求, 然后用各種符合性驗證方法驗證所設計的航空產品滿足適航要求, 最后向局方表明并證實這種符合性。貫徹和落實這些適航要求最直接的體現就是建立設計保證系統。

3 供應商如何建立設計保證體統

建立設計保證系統是民用航空發展的趨勢，但是《民用航空產品和零部件合格審定規定：CCAR-21-R4》只是對申請人提出了建立設計保證系統要求，作為具有設計組織的機載設備供應商(隨機取證產品)如何建立設計保證系統未明確指出。參考適航規章和相關培訓手冊，本文提出了供應商如何建立設計保證系統的工作思路和方法，如圖1所示。

3.1 充分理解設計保證系統的要求是基礎

設計保證系統是設計組織的核心，是確保設計組織落實設計保證措施所需要的組織機構、職責、程序和資源[9]。充分理解設計保證系統的目的、三大職能(設計職能、適航職能和獨立監督職能)的要求，才能使其與主機或主制造商設計保證體系之間建立有效的關系，供應商的設計保證系統是主機或主制造商設計保證系統的延伸，供應商在建立設計保證系統時應納入主機或主制造商的相關要求。

3.1.1 建立設計保證系統的目的

建立“信任”是建設設計保證系統的核心目的。盡管設計保證系統只是取得型號合格證的必要條件而非充分條件(或前提條件)，但是這個系統可以幫助申請人或持證人建立起局方“信任”，進而建立公眾“信任”，也就是設計保證系統建立的是一種“信用”系統。

一個可信任、有信用的設計保證系統決定了對規章和適航要求的符合性工作是有效的，提出的方法和證據是可信的，依據數據或證據所給出的是否滿足要求的結論是可信的。如果供應商是可信的，即使局方不在場，或者局方不審查，供應商可以按照適航的要求自我檢查，準確給出符合或者不符合的結論，即使某個不符合結論需要花費時間和經費重新設計和驗證，供應商也不會因為私利而違反判定標準。

3.1.2 設計保證系統三大職能

(1) 設計職能：確保航空器、零部件和設備的設計及后續的設計更改符合適用的適航要求和環境保護要求；

(2) 適航職能：確保按照適航當局程序的規定履行職責；

(3) 內部監督職能：內部監督體系文件化程序的符合性和充分性，并且具有反饋機制，向承擔落實糾正措施職責的個人或部門提供反饋[5]。

三大職能所包含的要素如圖2所示。

圖2 三大職能包含的要素Fig.2 Elements included in the three functions

3.2 梳理現狀、對比分析是關鍵

根據《民用航空產品和零部件合格審定規定：CCAR-21-R4》和《航空器型號合格審定程序：AP-21-AA-03-R4》、主機或主制造商設計保證系統等要求，梳理組織機構、職責、文件等內容現狀，對比規章、程序要求，識別出不一樣的地方、缺少的部分，制定具體的工作計劃、工作項目。

3.3 落實是根本

通過編制設計保證手冊，體現設計保證系統要求，這需要結合廠家型號任務、主機或主制造商要求、產品重要度等，也可以依托具體型號編制設計保證大綱。選擇不同的方式，內容基本相同，但是意義不同，具體可通過以下幾個方面落實：

(1) 職責落實

通過對比分析的結果，找出已有的職責，缺少的職責，確保職責的全面性。

(2) 機構落實

對應職責明確崗位。建議重點考慮項目管理部門、供應商管理部門、適航管理部門等部門的設置和其在組織機構中的定位，同時考慮設置獨立監控的部門，作為公司設計保證系統監控的部門，直接向公司高層負責。軍民共線的單位一般習慣建立“三師系統”，可將職責分別落實到三師系統中，必要時增加崗位職責，形成組織機構。

(3) 體系落實

依據職責和崗位，完善程序文件，編制并補充設計保證相關程序文件，并按適航要求修訂并完善相關產品構型管理、更改控制、偏離處理等過程要求，確保程序文件齊全、完善，保證設計保證系統的設計、適航、獨立監督等職能的有效性。

(4) 編制設計保證手冊

設計保證手冊是設計保證系統建立的體現。設計保證手冊描述供應商具有按照適航要求和環境保護要求設計產品的能力；具有獨立監控能力等三大職能。同時向適航當局展示確保供應商具有以上三大能力所需要的組織機構、人員及其職責、程序文件和相關資源。必須向適航當局表明，該單位已建立并能維持一個有效的設計保證系統，以監控產品的設計及更改[8]。

3.4 持續完善是進步

通過外部審查、內部審查等方式持續完善設計保證系統。

(1) 通過局方審查組對設計保證系統、設計保證手冊等進行評審，提出問題，修改完善；

(2) 通過局方各專業審查代表在具體的審查活動中發現問題，持續完善；

(3) 通過獨立監督，發現存在的問題，持續完善；

(4) 采用第三方獨立審查的方式定期對設計保證系統進行審核，不斷完善體系建設[10]。

4 結束語

建立設計保證系統是中國民用航空發展的必然趨勢。建立有效的設計保證系統并較好的應用和維護可提升研制單位的管理水平和業務能力，提高競爭力，同時也可以增強局方的信任度，大大縮短適航取證時間，提高工作效率。本文闡述了建立設計保證體系的必要性，提出了機載設備供應商如何建力設計保證體系的思路和方法，隨著工作的開展，后續還要對設計保證體系建設進行進一步優化。