民用客機PMMEL需求案例庫開發技術研究

閆鋒 袁旭峰 尹楚雄 李小凡

（1.中國民用航空飛行學院 四川廣漢 618307；2.上海飛機客戶服務有限公司 上海 200241）

MEL手冊是根據民航局頒布的MMEL手冊所制定的，而MMEL 手冊則是民航局對航空器制造廠家提交的PMMEL手冊審批通過后提出的，MEL手冊可以使飛機安全性與經濟性達到一個可接受的平衡［1］。但目前國內航空器制造廠家還沒有一套針對用戶需求而建立的PMMEL 用戶需求原型系統，所以，有必要建立一套具有繼承性、系統性和通用性的PMMEL用戶需求分析原型系統，為國產民機型號的PMMEL制定及編制提供技術支撐。

主最低設備清單建議書（PMMEL）是由飛機制造商制定的，是局方發布MMEL 的基礎。在提交給局方審批前，為主最低設備清單建議書，在中國民航局審核通過后，為MMEL，交給運營人參考使用［2］。PMMEL用戶需求原型系統應當滿足以下幾點需求：用戶管理的需求；數據管理的需求，包括目標機型數據管理、相似機型數據管理、MEL歷史使用數據管理、本體數據管理；能依據相似性算法生成PMMEL 建議備選項的需求；用戶系統使用幫助的需求。在現階段發展中，各科技數據量呈現爆炸狀態，利用相似性算法，可以提高數據的綜合對比效率［3-5］。結合相似性算法處理數據，可以輔助開發PMMEL用戶需求系統。

其中，用戶管理應當滿足對不同用戶的權限劃分，以及滿足管理用戶對PMMEL 用戶需求分析原型系統賬號的管理功能；數據管理的需求首先是實現系統對于相似機型數據、MEL 歷史使用數據、本體數據、目標機型數據的數據庫管理需求，并在此基礎上，實現數據的添加、刪除、查詢功能；PMMEL用戶需求原型系統能依據飛機系統相似性算法得出所建議的PMMEL 建議清單，具體PMMEL用戶需求分析原型系統需求分析如圖1所示。

1 系統軟件總體設計

在PMMEL用戶需求原型系統設計過程中，通過對PMMEL 用戶需求的分析梳理，并根據系統的需求分析，將PMMEL 用戶需求分析原型系統設計為5 層結構，分別為開發環境、基礎數據層、控制層、業務邏輯層及UI層。

該PMMEL 用戶需求原型系統開發需要借助PyCharm 開發工具，Python 3.8 開發語言與openpyxl==3.0.5、Pandas==0.25.3、NumPy==1.18.5、xlrd==1.2.0、PyQt5==5.15.2 等工具包來建立SqLite3 數據庫。Numpy 主要運用于數值的計算，尤其是內部集成了大量矩陣計算模塊，如基本的矩陣運算、線性代數等。而Pandas廣泛應用于數據處理與分析，包括數據的讀寫、計算、處理、分析及數據可視化，Pandas 可以對大部分的主流文件格式進行讀寫，如TXT文本格式、xls和xlsx表格文件格式及SQL數據庫文件［6］。

基礎數據層主要儲存系統數據庫文件，利用SQLite3 數據庫進行數據管理。SQLite3 是一個軟件庫，實現了自給自足的、無服務器的、零配置的、事務性的SQL數據庫引擎，而且SQLite3可以直接訪問其儲存文件。在PMMEL 用戶需求原型系統中，相似機型、目標機型等數據是按照線性結構（線性表）順序儲存結構儲存在數據庫文件中的。

數據控制層主要對相似機型、MEL歷史使用數據、目標機型、本體數據進行添加、刪除、查詢等操作，對相對應數據庫進行數據管理。

業務邏輯層指系統根據飛機系統相似性算法將所輸入的目標機型數據與相似機型數據進行相似性對比，再結合MEL 歷史使用數據，提出目標機型PMMEL備選建議項，并可以對所生成的建議清單導出為Excel文檔進行儲存。

UI層則是進行人機交互的界面設計，是用戶與系統進行交互的橋梁。其要求是：界面要簡潔大氣、便于用戶使用，界面要與產品內容一致，在進行UI 設計時應當在視覺上便于用戶理解和使用。

2 PMMEL用戶需求原型系統模塊設計

飛機廠家手冊是制定規范與維修保障的根本，能夠保障飛機的生產周期保持在較高的可靠性下持續運行［7］，PMMEL手冊的制定對于提高飛機的安全性有重要作用［8］。依據手冊進行PMMEL 用戶需求原型系統設計，應當包含如下幾點基本功能模塊。

（1）實現對用戶MEL歷史數據的管理。可以對航空公司MEL 歷史使用數據中單個項目使用頻次進行分析，按ATA 章節將項目使用頻次從高到低排列，并且可以將某一MEL歷史使用條目添加至PMMEL備選建議項。

5.正確把握經濟特征與其他特征的辯證關系。司法實踐中，許多黑社會性質組織的經濟特征并不十分典型。比如說，西北地區的黑社會性質組織的資金來源多為犯罪所得以及被害人被迫提供，通過合法經營獲取利潤作為原始資金積累的僅占黑社會性質組織的15%，這是由于地區經濟發展原因導致的經濟特征不明顯。但是，可以肯定的是，任何一個黑社會性質組織想要壯大組織、發展黑惡勢力，都必須獲得一定的經濟支持，在經濟發展較為活躍的地區則更為明顯。因此，在認定方法上應以“非法控制特征”為核心，用辯證的、系統的觀點分析“四個特征”的內在聯系。

（2）實現對相似機型數據的管理。可以對各個成熟相似機型MMEL 案例庫進行添加、查詢、刪除等操作，既可以添加或刪除一個新的相似機型MMEL 案例庫，又可以在某一個相似機型MMEL 案例庫中添加一條數據。成熟相似機型MMEL數據庫不僅要包含進行相似性對比的所有要素，還應包含可放行數量、安裝數量、修復期限類別及備注和例外（M或O程序）。

（3）實現目標機型數據的輸入、管理，以及目標機型與相似機型進行相似性對比得出PMMEL 備選建議項。與相似機型數據管理類似，可以對目標機型數據進行添加、刪除操作，同時還要有創建PMMEL 備選建議項功能。根據飛機系統相似性分析算法，實現飛機系統的相似性對比，進行相似性對比后，創建目標機型PMMEL建議候選項，并顯示所求得的相似度。

（4）實現本體數據管理。本體數據包括功能本體數據及供應商本體數據，在功能本體或供應商本體中，可對具體條目進行添加或刪除操作。

（5）實現對所求得的PMMEL 備選建議項的管理。將由MEL 歷史使用數據和目標機型與相似機型進行相似對比后而來的數據生成PMMEL備選建議項，并且可以將生成的PMMEL備選建議項另存為Excel文件進行數據儲存。

（6）實現用戶管理功能。用戶管理包含用戶數據的注冊、刪除。PMMEL用戶需求原型系統分為管理用戶和普通用戶，管理用戶和普通用戶的用戶權限不同，具體分配情況如表1所示。

表1 PMMEL 用戶需求原型系統用戶權限分配表

權限可分為：添加（A），刪除（D），查詢（S），無權限（N）。同時有添加、刪除、查詢權限時，用O表示。這里的添加、刪除權限指的是添加或刪除一個數據庫，而不是在某一個數據庫中添加或刪除某一條目。

（7）用戶幫助。提供相似機型數據、MEL歷史使用數據、目標機型數據模板及系統說明，協助用戶更好地使用PMMEL用戶需求原型系統。

根據軟件需實現的主要功能，可將PMMEL用戶需求原型系統分為6 個模塊，分別為：用戶管理模塊、數據管理模塊、目標機型數據管理模塊、本體數據管理模塊、PMMEL 備選建議項模塊及幫助模塊，具體如圖2所示。

圖2 PMMEL 用戶需求原型系統組織模塊

3 PMMEL用戶需求原型系統實現

數據管理分為相似機型數據管理和MEL 歷史使用數據管理，管理員賬戶可以進行數據的查詢、添加和刪除操作。而普通用戶不能對數據庫進行刪除操作，只能對數據庫進行添加和查詢操作。

在MEL歷史數據管理中，除了相似機型數據管理的功能外，還可將具體條目直接添加至PMMEL備選建議項，即在MEL歷史使用數據查詢界面中勾選所對應條目的備選框，然后點擊“添加至PMMEL備選建議項”按鈕，即可在PMMEL 備選建議項中顯示所選中的條目。

MEL歷史使用數據還可以針對某一數據類型進行篩選。點擊想要進行篩選的項目名稱，例如，點擊申請依據，就可以在彈出的選擇框中進行篩選，選擇要查看的具體數據條目。進行篩選后，要重新全部顯示所有的數據內容，則在下拉欄輸入“全部”，就可以將全部的數據內容顯示出來。

點擊目標機型數據管理的下拉菜單中“上傳數據”按鈕，可上傳目標機型數據，在彈出的對話框中點擊文件，上傳目標機型數據庫。成功上傳目標機型數據后，點擊“創建PMMEL備選建議項”按鈕，與相似機型進行相似性對比得出的PMMEL建議項直接添加至PMMEL備選建議項界面。

本體數據管理分為功能本體和供應商本體。在功能本體或供應商本體中，可對具體條目進行添加或刪除操作。PMMEL 備選建議項界面是顯示由MEL 歷史使用數據及目標機型與相似機型進行相似對比后而來的數據生成PMMEL 備選建議項，點擊“導出”按鈕，可以將生成的PMMEL備選建議項另存為Excel文件進行數據儲存。

用戶幫助功能則是提供需要上傳的相似機型數據、MEL 歷史使用數據、目標機型數據模板及系統說明，幫助用戶更好地使用PMMEL 用戶需求原型系統。建立好的PMMEL用戶需求系統如圖3所示。

圖3 PMMEL 用戶需求系統

4 PMMEL用戶需求原型系統測試

對于用戶登錄、注冊功能，測試目的是檢測軟件是否能完成預定的工作。在進行登錄和注冊的測試時，按表2所示進行測試。

表2 系統軟件登錄與注冊測試

（1）數據管理包括MEL歷史數據管理及相似機型數據管理，可對進行數據庫的添加、刪除、查詢等操作。點擊相似機型數據管理或MEL 歷史使用數據管理下拉菜單中的添加按鈕，可上傳相應的數據文件。如需添加新的MEL 歷史使用數據，則點擊“瀏覽”按鈕，選擇對應的MEL 歷史使用數據庫進行上傳，上傳成功后，會彈出添加成功的對話框。可刪除相似機型數據庫及MEL歷史使用數據庫，此功能只能由管理員賬戶能操作。

（2）MEL歷史使用數據能否添加至PMMEL備選建議項。在查詢MEL歷史使用數據時，要想將某一條數據添加至PMMEL備選建議項，則是勾選所對應條目的備選框，點擊“添加至PMMEL 備選建議項”按鈕，即可在PMMEL備選建議項中顯示所選中的條目。

（3）相似性對比功能測試。上傳目標機型數據文件后，在目標機型數據界面點擊“創建PMMEL 備選建議項”按鈕，與相似機型進行相似性對比得出的PMMEL 建議項直接添加至PMMEL 備選建議項界面。圖4是將B737空調系統數據作為目標機型數據，點擊“創建PMMEL備選建議項”，會彈出添加成功對話框。

圖4 成功創建PMMEL 備選建議項

5 結語

首先，對PMMEL用戶需求原型系統的開發環境及各個模塊的功能設計進行了介紹；其次，分析了PMMEL用戶需求分析原型系統各個模塊，如用戶管理模塊、數據管理模塊、目標機型數據管理模塊、PMMEL備選建議項模塊、本體數據模塊及用戶幫助模塊；最后，對PMMEL 用戶需求原型系統進行了測試，包括用戶登錄與注冊測試、數據管理測試及相似性對比測試，驗證了此系統能完成預期的功能。