民用飛機航電設備件號規則及應用研究

李高生 李俊生 龐 珂 馮曉昱 胡林瑤

（中電科航空電子有限公司，成都 610000）

0 引言

近十幾年來，中國運輸類民用飛機[1]進入穩定發展期，相比已成立百年的波音和半個世紀的空客，國內單位民用航空產品研發經驗尚有較大提升空間。就航電系統而言，中國本土企業紛紛向國外知名供應商學習，學習重點是適航的管理辦法、如何提高產品可靠性、如何進行系統安全性分析、自動化測試流程等等。而國內供應商大都源于軍工，甚至有些單位研發人員軍民并未分離，不可避免的沿用了軍品研發的思路和方法。管理也不例外，構型管理[2]中的件號命名方法就是其中一個方面。

件號在民機中屬于構型管理范疇[3]，是表征產品屬性在特定時間上的快照，必須是簡潔的、獨一無二的。(構型管理，軍品中稱技術狀態管理，軟件中稱配置管理，主要通過構型標識、構型控制、構型審核、構型狀態報告等手段保證產品構型信息的唯一性、準確性、完整性和有效性。)本文通過分析國內外公司設備件號管理規則，提煉總結出工程設計、產品型譜化發展、環境鑒定試驗需考慮和關注的要素，并結合設備研發全生命周期做進一步闡述設備件號的重要性。

1 國內外公司設備件號管理規則

1.1 公司A設備件號規則

如圖1 所示，公司A設備件號規則具備以下特征：

圖1 公司A設備件號規則

1)BASE作為件號根由字母和數字組成，比如VHF1234(VHF：Very High Frequency，即高頻通信)，作為某型產品的基礎件號位；

2)XXXX作為產品型譜化位由字母和數字組成，比如AA02，作為某型產品的型譜發展(比如一個服務器，有的電源是28 V直流的，有的是115 V交流的，28 V直流設備XXXX位為AA02，而115V交流設備XXXX位為AB01；再比如一個通信設備，有的表面是黑色的，有的是棕色的)及升級換代考慮(考慮技術發展及市場需要等因素)；

3)研發階段包含HW 硬件版本和SW 軟件版本位，而在批產階段，因設備已完成適航取證，相對研發階段，軟硬件更改相對較少，批產階段設備件號不包含HW 和SW 信息，即研發和批產階段設備件號規則不同。

4)LRU(Line Replaceable Unit，即航線可更換單元)下一層軟件件號與設備件號享有共同的基礎件號位BASE。

1.2 公司B設備件號規則

如圖2 所示，公司B設備件號規則具備以下特征：

圖2 公司B設備件號規則

1)產品型號A123B包含在設備件號中，通過設備件號可識別出產品型號；

2)XX預留位表示同一類產品中不同的體現形式，考慮了型譜化發展；

3)設備件號中包含HH硬件版本和SS 軟件版本信息，研發階段和批產階段規則相同；

某些設備的件號會包含十分豐富的信息，比如手持話機，件號中會包含以下信息：產品型號、更改類別(更改或小改)、話機底板顏色、話機類別(安裝在駕駛艙還是客艙)、話機自帶線纜長度(標準或加長)等。此時，件號規則針對特殊設備進行適當調整，比如增加預留位。

1.3 公司C設備件號規則

如圖3 所示，公司C設備件號規則具備以下特征：

圖3 公司C設備件號規則

1)設備件號中包含公司標識ABCD；

2)分類號由2 位阿拉伯數字表示，表示該件號屬于系統、設備、軟硬件及外購件，比如系統固定為10，設備固定為20，軟件固定為30；

3)流水號由6 位阿拉伯數字組成。

2 設備件號規則需考慮因素

不同公司設備件號管理規則均有其規則的理由，沒有優劣之分，本小節通過對國內外設備件號規則的分析，提煉設備件號規則制定中要考慮的方面。

1)客艙系統設備件號規則需滿足產品型譜化橫向發展的需要。對ATA23 章[4]通信設備而言，比如短波通信電臺更新換代較慢；但對ATA44 章客艙系統、ATA46 章信息系統而言，由于互聯網技術和E化飛機[5]的發展，產品更新速度較快，必須考慮產品的型譜化發展問題：(1)針對支線機、單通道、雙通道客機，因其處理業務量級不同，推出具備不同處理能力的客艙中心設備；(2)針對客艙管理系統[6]、機載娛樂系統[7]，因其應用場景不同，推出具有不同存儲能力的客艙中心設備；(3)針對不同主制造商的需求差異，比如安裝環境(導致DO-160G[8]環境類別不同)、安裝方式(導致連接器選型不同)、供電電源不同(影響電源選型)，結合產品成本分析，推出可臺階化的客艙中心設備。

2)客艙系統設備件號規則需滿足產品型譜化縱向發展的需要：(1)客艙系統設備件號需考慮與LRM(Line Replacement Module，即航線可更換模塊)、元器件件號的關聯關系，在項目策劃中考慮可重用性，以支持產品型譜化橫向發展的需要，減少研發和生產成本；(2)設備駐留軟件分為兩類，第一類為常駐軟件，第二類為應用軟件。對于既有常駐軟件和既有應用軟件的設備，需考慮設備件號與常駐軟件的關聯關系(常駐軟件屬于設備的下一層級構型項，需考慮常駐軟件發生變化時，設備件號如何變化，比如常駐軟件件號可與設備件號采用共同的數字或字母進一步顯性化其關聯度)，在軟件架構設計、需求分析、代碼實現和驗證考慮可重用性，以支持產品型譜化橫向發展的需要，減少研發成本。

3)客艙系統設備件號規則需考慮與應用軟件的關聯關系：(1)客艙系統由客艙核心系統、機載娛樂系統和外部通信系統組合，客艙系統因客戶化定制要求高(比如客艙核心系統中客艙管理終端的界面設計)、第三方應用駐留及更新(比如微信等應用APP)，建議應用軟件件號層級與設備相同，即同屬于系統構型；(2)應用軟件件號層級雖然與設備相同，但因應用軟件的駐留平臺仍為設備件號代表的硬件平臺，故需在件號中考慮兩者的關聯關系。

3 全生命周期設備件號應用

在民用飛機航電系統典型研發流程中，客戶主要參加系統供應商的PDR、CDR、TRR、QRR等階段，形式可以是會議，也可以是批準對應的文件，比如QRR階段的QTP文檔，如圖4 所示。圖下方標注的設備頂層圖、設備銘牌、QTP與首飛構型與對應的階段并非一一對應關系，比如設備頂層圖在初步設計階段開始，貫穿后續的研發流程，在設備集成階段和FAI不斷被檢查確認，文中標注的目的是方便后續的文字描述。

結合系統的研發流程，重點介紹設備件號在全流程中發揮的作用及應注意的事項：

圖4 民用飛機航電系統典型研發流程

1)設備頂層圖。在設計環節，設備頂層圖按照PDM結構樹分配的設備件號和圖紙編號繪制頂層圖，頂層圖內容包括名稱、圖號、標牌(Label)，通過圖號或Label均可查閱設備件號。

2)設備銘牌。TRR[9]評審召開時，此時藍標件已交付主機，并開展了聯試；設備交付主機后，由于軟件修改和發布、軟件加載和測試的區域與軟件排故地點是分離的(軟件修改和發布的地點是在設備研發單位，軟件加載地點是在主制造商實驗室，軟件測試在研發單位和主制造實驗室并行開展)，設備構型管理更加重要，須達到合格證與設備銘牌的對應，須可通過設備銘牌信息的變化識別產品構型。比如藍標件交付主機后，因測試問題修復導致的軟件版本升級十分普遍，對于軟件的構型管理也顯得尤為重要。設備銘牌可通過銘牌上的件號體現軟件版本，也可通過銘牌上的MOD信息來體現，軟件每一次升級，通過“設備銘牌上的件號變化”或“MOD變化”實現對軟件版本的控制，方便測試排故以及回歸測試。

3)環境鑒定試驗。民用飛機航空電子設備在開展環境鑒定時，在硬件平臺較通用時，環境鑒定試驗往往是針對硬件平臺的，待測設備構型是由“硬件平臺”和“測試軟件”組成的，而“實際裝機軟件”因為項目進度或設備供應商產品線考慮等原因并未納入待測設備構型，這時需要考慮：(1)“測試軟件”必須具備充分調用“硬件平臺”的能力；(2)針對環境鑒定試驗，“測試軟件”與“實際裝機軟件”的差異；(3)“硬件平臺”與LRU件號具有相同的根件號，或有一定的顯性關聯關系，利于“硬件平臺”的不斷演進和型譜化發展，利于減少由于“硬件平臺”演進帶來的環境鑒定試驗重復開展的頻次，易于適航審查人員的審閱。

4)首飛構型。首飛構型本質上屬于研制構型管理的一部分[10]，首飛需在特定的構型下進行。試飛情況復雜，外場時間緊，每個設備研發單位的產品處于一種動態的構型管控中[11]，需重點保證試飛科目/功能與試飛構型的對應關系，充分評估現場更改的必要性，減少對試飛現場資源的占用。

4 結論

本文結合國內外公司設備件號規則，提煉總結了件號命名規則需考慮的因素，結合民用飛機航電設備研發流程及工程經驗，介紹了設備件號在典型民用飛機航電系統全生命周期發揮的作用，進一步強調了構型管理在民用飛機研制過程的重要性，對工程應用有一定的參考意義，但還需注意以下幾點情況：

1)件號命名規則需考慮設備/硬件平臺型譜化發展需要；

2)件號命名規則需考慮與常駐軟件、第三方應用軟件的關聯性；

3)當硬件平臺通用時，需要設備層級件號與硬件平臺件號的顯性化體現；

4)件號貫穿航電系統設備研發生產全流程，在各個里程碑節點及重要環節應給予重要關注。