基于風(fēng)險(xiǎn)管理的型號(hào)合格證管理系統(tǒng)研究與實(shí)踐

摘要：本研究利用微服務(wù)框架 Spring Cloud 并結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)管理理念，構(gòu)建了一個(gè)全生命周期管理的型號(hào)合格證（Type Cer?tificate，簡(jiǎn)稱(chēng)TC）管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持適航審定 TC 的在線申請(qǐng)、受理、繳費(fèi)、審查、頒證以及證后變更等全流程管理。系統(tǒng)融入風(fēng)險(xiǎn)管理機(jī)制，在各環(huán)節(jié)有效識(shí)別、評(píng)估和控制潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保 TC 審定過(guò)程高效、準(zhǔn)確、安全。本研究提升了TC 管理效率和透明度，為航空領(lǐng)域適航審定工作提供新的技術(shù)支持和解決方案。實(shí)踐案例分析驗(yàn)證了系統(tǒng)的實(shí)用性和有效性，為未來(lái) TC 管理提供了有益參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)管理；微服務(wù)；信息化；型號(hào)合格證

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）32-0058-04 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

0 引言

型號(hào)合格審定是指中國(guó)民用航空局 （CAAC） 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)民用航空產(chǎn)品（航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳）進(jìn)行設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的過(guò)程[1]。型號(hào)合格證 （Type Certifi?cate，簡(jiǎn)稱(chēng) TC） 是 CAAC 根據(jù)《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》（CCAR-21） 頒發(fā)的證件，用于證明民用航空產(chǎn)品符合相應(yīng)適航規(guī)章和環(huán)境保護(hù)要求。型號(hào)合格證和型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)書(shū)包含內(nèi)容如下：型號(hào)設(shè)計(jì)、使用限制、數(shù)據(jù)單、適航要求、環(huán)境保護(hù)要求，以及對(duì)民用航空產(chǎn)品規(guī)定的其他條件或限制。根據(jù)《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》第21條，以下類(lèi)別航空器可獲頒 TC：正常類(lèi)、實(shí)用類(lèi)、特技類(lèi)、通勤類(lèi)、運(yùn)輸類(lèi)、載人自由氣球以及特殊類(lèi)別航空器[2]。

在基于風(fēng)險(xiǎn)管理的型號(hào)合格證管理系統(tǒng)領(lǐng)域，國(guó)外研究起步較早，發(fā)展較為成熟，形成了系統(tǒng)化、專(zhuān)業(yè)化的研究體系和實(shí)踐應(yīng)用。相比之下，國(guó)內(nèi)研究雖然起步較晚，但近年來(lái)發(fā)展迅速，取得了一定的研究成果，但在理論深度、技術(shù)先進(jìn)性和實(shí)踐應(yīng)用廣泛性等方面仍與國(guó)外存在一定差距。目前，CAAC已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注這一領(lǐng)域，并嘗試引入風(fēng)險(xiǎn)管理理論和方法來(lái)優(yōu)化型號(hào)合格證管理流程[3]。然而，仍然缺乏系統(tǒng)性的研究和實(shí)踐案例。國(guó)外在基于風(fēng)險(xiǎn)管理的型號(hào)合格證管理系統(tǒng)方面研究更為成熟。例如，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局 （FAA） 已建立完善的 TC 管理系統(tǒng)，并將風(fēng)險(xiǎn)管理理論與實(shí)踐相結(jié)合，取得了顯著成果[4]，為我國(guó)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

隨著國(guó)內(nèi)民用航空市場(chǎng)的繁榮發(fā)展，特別是國(guó)產(chǎn)民機(jī)市場(chǎng)以及通用航空市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，CAAC受理的TC申請(qǐng)量正在激增，然而審定人力資源有限，審查人員無(wú)法做到隨時(shí)隨地對(duì)申請(qǐng)人進(jìn)行全方位審查。為提高審查效率，保證安全，采用基于風(fēng)險(xiǎn)的“分級(jí)分類(lèi)監(jiān)管”是解決當(dāng)前困境的有效方式[5]。以適航審定分類(lèi)監(jiān)管信息為依據(jù)，評(píng)價(jià)和確定監(jiān)管類(lèi)別，對(duì)TC項(xiàng)目實(shí)施差異化監(jiān)督與管理，將監(jiān)管資源從較低風(fēng)險(xiǎn)中撤出，集中于高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)，充分利用審定人力資源，提高審定質(zhì)量和效率。基于風(fēng)險(xiǎn)的TC項(xiàng)目管理主要著眼于審定項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)，這是把握安全的關(guān)鍵，基于風(fēng)險(xiǎn)的適航審定管理是通過(guò)分析和評(píng)估民用航空器全壽命周期面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)，按照風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分方法，開(kāi)展適航審定分級(jí)管理，明確CAAC的介入程度，從條款審查向體系審核轉(zhuǎn)變的管理方案。

鑒于 TC 申請(qǐng)量激增與審定人力資源有限之間的矛盾，本文提出了一種基于風(fēng)險(xiǎn)管理的型號(hào)合格證管理方案，通過(guò)引入風(fēng)險(xiǎn)管理的理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)型號(hào)合格證申請(qǐng)、受理、繳費(fèi)、審查、頒證以及證后變更的全周期管理，提高TC的適航審定效率和質(zhì)量，提升TC的證件管理能力，推動(dòng)適航審定管理標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化發(fā)展。

1 型號(hào)合格證管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 需求分析

TC 針對(duì)航空產(chǎn)品（航空器、發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳）的設(shè)計(jì)進(jìn)行審定，流程包含申請(qǐng)、受理、繳費(fèi)、審查、頒證和證后變更6個(gè)階段。

1.1.1 申請(qǐng)

申請(qǐng)人可通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)型號(hào)合格審定項(xiàng)目的申請(qǐng)工作。申請(qǐng)時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)取申請(qǐng)項(xiàng)目的相關(guān)支持材料、政策法規(guī)等，介紹項(xiàng)目應(yīng)知應(yīng)會(huì)，匯總常見(jiàn)的審定過(guò)程問(wèn)題，提示用戶必須準(zhǔn)備的相關(guān)材料，提示用戶必須要填寫(xiě)的申請(qǐng)信息，確認(rèn)上報(bào)文件格式，檢查是否有缺漏，在申報(bào)的填寫(xiě)過(guò)程中，系統(tǒng)將提供輔助性填報(bào)支持。

1.1.2 受理

申請(qǐng)人提交申請(qǐng)后，對(duì)應(yīng)的審查機(jī)構(gòu)需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成該申請(qǐng)的受理審核。如受理通過(guò)，審查員須同步確定繳費(fèi)信息和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，最終出具受理通知書(shū)，并通知用戶進(jìn)入下一環(huán)節(jié)；對(duì)于不符合受理?xiàng)l件的申請(qǐng)，審查機(jī)構(gòu)應(yīng)明確告知用戶原因，并提供修改建議。

1.1.3 繳費(fèi)

申請(qǐng)人通過(guò)系統(tǒng)可以查詢應(yīng)繳納的費(fèi)用明細(xì)以及繳費(fèi)信息，上述信息需要在受理通知書(shū)展示，繳費(fèi)后由審查機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)確認(rèn)。

1.1.4 審查

審查階段由審查機(jī)構(gòu)成立審查組，確定項(xiàng)目適用的審定基礎(chǔ)，制訂審查行動(dòng)項(xiàng)，按照行動(dòng)項(xiàng)規(guī)劃并執(zhí)行相應(yīng)的審查計(jì)劃。在審查過(guò)程中，須同申請(qǐng)人保持一定的溝通次數(shù)，保證申請(qǐng)人的設(shè)計(jì)方案能夠充分審核與修改，使其符合審定基礎(chǔ)規(guī)定的事項(xiàng)，并最終上傳行動(dòng)項(xiàng)證據(jù)，關(guān)閉已完成行動(dòng)項(xiàng)。

1.1.5 頒證

審查結(jié)束后由審查組進(jìn)行證件草案的編輯與確認(rèn)，并上傳審查報(bào)告與相關(guān)附件。后續(xù)進(jìn)行項(xiàng)目頒證材料的審核流轉(zhuǎn)，最終確認(rèn)給申請(qǐng)人頒證并打印紙質(zhì)證件，選擇對(duì)應(yīng)證件的項(xiàng)目工程師（Product Engineer，簡(jiǎn)稱(chēng)：PE） 。

1.1.6 證后變更

型號(hào)設(shè)計(jì)存在變動(dòng)時(shí)，申請(qǐng)人需要向局方提交變更申請(qǐng)。證后變更首先須由PE進(jìn)行初審，確認(rèn)項(xiàng)目變更范圍是否影響證件或數(shù)據(jù)單內(nèi)容，以及是否需要受理。若為需要受理的情況，則由PE將申請(qǐng)流程轉(zhuǎn)至受理單位繼續(xù)受理流程包括確認(rèn)繳費(fèi)信息與評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，待申請(qǐng)人接收到受理通知書(shū)并完成繳費(fèi)后，進(jìn)入審查階段；若為不需要受理的情況，則由PE 直接通過(guò)初審，進(jìn)入審查階段。完成審查后，須根據(jù)項(xiàng)目的具體情況判斷是否需要進(jìn)行重新制證即可。

1.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

本研究采用目前主流微服務(wù)框架Spring Cloud，該框架體系完善，生態(tài)豐富，具有大量不同廠商成功實(shí)施案例，總體上，系統(tǒng)構(gòu)建注冊(cè)中心、配置中心、權(quán)限中心等基礎(chǔ)核心組件，整體后臺(tái)業(yè)務(wù)通過(guò)微服務(wù)體系進(jìn)行治理。

在功能劃分上，分為視圖模型層、業(yè)務(wù)模型層、數(shù)據(jù)服務(wù)層等分層，對(duì)外提供API 服務(wù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)加Nginx 反向代理形式提供，協(xié)議采用基于HTTP 的Rest+JSON的方式，平臺(tái)服務(wù)調(diào)用通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)入核心系統(tǒng)，通過(guò)視圖模型層、業(yè)務(wù)模型層、數(shù)據(jù)服務(wù)層完成服務(wù)調(diào)用，移動(dòng)服務(wù)、Web應(yīng)用服務(wù)也通過(guò)該后臺(tái)服務(wù)訪問(wèn)入口訪問(wèn)服務(wù)。

平臺(tái)提供完備監(jiān)控功能，提供基于整體日志組件進(jìn)行日志收集，通過(guò)部署Elasticsearch+Kibana 組件，系統(tǒng)提供完整日志查詢，更加高效地查詢系統(tǒng)日志內(nèi)容；通過(guò)部署Prometheus+Grafana，可對(duì)平臺(tái)資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)觀察服務(wù)器CPU、內(nèi)存、IO等資源，更加有效保證服務(wù)的穩(wěn)定性；所有節(jié)點(diǎn)均采用集群冗余模式，保證服務(wù)持續(xù)有效，基礎(chǔ)存儲(chǔ)、計(jì)算、消息服務(wù)由數(shù)據(jù)平臺(tái)提供。

平臺(tái)提供注冊(cè)中心公共組件，用來(lái)提供、注冊(cè)、發(fā)現(xiàn)服務(wù)，通過(guò)該組件，各業(yè)務(wù)的微服務(wù)組件將自己的服務(wù)列表進(jìn)行注冊(cè)，同時(shí)獲取相關(guān)其他業(yè)務(wù)組件的服務(wù)信息，通過(guò)該組件，可以實(shí)現(xiàn)軟負(fù)載功能，保證服務(wù)具有更好的響應(yīng)性能。平臺(tái)使用網(wǎng)關(guān)組件，用于對(duì)各微服務(wù)之間，進(jìn)行流量接入和管理，提供API路由、流量控制、安全防護(hù)等功能。

平臺(tái)接口在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使用Swagger進(jìn)行接口定義描述，并進(jìn)行特定版本服務(wù)列表發(fā)布，一旦確定服務(wù)接口，后期嚴(yán)格按照相關(guān)約束，不會(huì)隨意更改服務(wù)接口；平臺(tái)提供分布式授權(quán)認(rèn)證組件，提供業(yè)務(wù)組件訪問(wèn)統(tǒng)一認(rèn)證授權(quán)，保證系統(tǒng)安全性；由于分布式事務(wù)處理較為復(fù)雜，系統(tǒng)在拆分中，采用事件驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行總體拆分設(shè)計(jì)，保證相關(guān)業(yè)務(wù)操作能夠解耦，拆分需要注意系統(tǒng)事務(wù)邊界，提供有效事務(wù)控制。

總體系統(tǒng)采用如圖1所示的微服務(wù)架構(gòu)，系統(tǒng)根據(jù)功能要求拆分成不同組件，不同組件通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行連接通信，功能組件根據(jù)前述分層以及不同組件通用程度進(jìn)行切分融合，更好地在預(yù)測(cè)性、封裝性、透明性、互操作性、通用性等方面達(dá)到使用要求，便于快速組裝成新的應(yīng)用，提升系統(tǒng)復(fù)用率。

1.3 功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)功能單元?jiǎng)澐譃槿鐖D2所示四大功能模塊子系統(tǒng)，分別為“用戶服務(wù)子系統(tǒng)”“消息服務(wù)子系統(tǒng)”“文件服務(wù)子系統(tǒng)”“流程服務(wù)子系統(tǒng)”。

本項(xiàng)目根據(jù)系統(tǒng)功能模塊不同，以及模塊間從上到下依賴關(guān)系進(jìn)行模塊劃分。

用戶子系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)與用戶信息有直接關(guān)聯(lián)的服務(wù)以及數(shù)據(jù)維護(hù)。認(rèn)證授權(quán)、數(shù)據(jù)管理、崗位管理、角色管理等作為用戶基礎(chǔ)模塊為用戶提供數(shù)據(jù)支持與接口支撐。每個(gè)用戶只有一個(gè)崗位，但同時(shí)可能存在多種權(quán)限。用戶包含有公司賬戶、個(gè)人賬戶，公司賬戶下可能存在子賬戶，公司賬戶可以配置子賬戶權(quán)限，子賬戶權(quán)限小于等于父賬戶權(quán)限。

消息服務(wù)子系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供即時(shí)消息服務(wù)，系統(tǒng)中的公告、通知、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多聊天消息等由該子系統(tǒng)提供服務(wù)。該系統(tǒng)基于WebSocket開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，Web端需要通過(guò)WebSocket 保持與服務(wù)長(zhǎng)連接，接受實(shí)時(shí)消息。成立審查組時(shí)，自動(dòng)創(chuàng)建群聊組，并將組內(nèi)成員添加入群聊組。該項(xiàng)目審核結(jié)束，群聊組自動(dòng)解散。

文件服務(wù)子系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供文件服務(wù)，主要包含的功能有文件的上傳、下載、版本管理、依據(jù)版本回退、文件加水印操作、文件打標(biāo)簽以及依據(jù)文件標(biāo)簽和文件名檢索的功能。

流程服務(wù)子系統(tǒng)為系統(tǒng)中所有的流程提供服務(wù)。該服務(wù)對(duì)設(shè)定好的流程進(jìn)行發(fā)布、生成實(shí)例、流轉(zhuǎn)、事件觸發(fā)；流程對(duì)應(yīng)的表格可以自定義配置，支持基本類(lèi)型，表格定義發(fā)布、使用以及數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)等。支持查詢個(gè)人發(fā)起或分配給的流程，支持分類(lèi)查詢等。

2 風(fēng)險(xiǎn)管理在型號(hào)合格證管理系統(tǒng)的應(yīng)用

風(fēng)險(xiǎn)管理在型號(hào)合格證管理系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管理的應(yīng)用，可以識(shí)別、評(píng)估和控制潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，最終確定如圖3所示的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，確保型號(hào)合格證的有效管理和審查。

為了高效地利用審查資源，合理地將審查資源集中在可能不符合審定基礎(chǔ)的高風(fēng)險(xiǎn)事項(xiàng)上，審查采用基于風(fēng)險(xiǎn)的原則，綜合考慮申請(qǐng)人設(shè)計(jì)保證系統(tǒng)建設(shè)情況、申請(qǐng)人以往型號(hào)取證過(guò)程表現(xiàn)、民用航空產(chǎn)品新穎和復(fù)雜程度等因素，確定審查組直接審查范圍和深度。

審查機(jī)構(gòu)根據(jù)型號(hào)審定項(xiàng)目的特點(diǎn)、適航要求的復(fù)雜性、符合性驗(yàn)證事項(xiàng)的難度、對(duì)安全性的影響程度、申請(qǐng)人表明符合性的成熟度等因素對(duì)各個(gè)符合性表明項(xiàng)目進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，判斷申請(qǐng)人的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分的正確性，確定審查的內(nèi)容。

本研究收集、整理申請(qǐng)人提交的材料和既往取證經(jīng)歷，形成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估要素匯總頁(yè)面（ 如圖4所示），為審查機(jī)構(gòu)評(píng)定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提供支持。

3 研究測(cè)試

為了驗(yàn)證系統(tǒng)資源消耗，本研究使用自動(dòng)化工具JMETER 進(jìn)行腳本測(cè)試。測(cè)試在表1 所示硬件環(huán)境下進(jìn)行，分別模擬10個(gè)和100個(gè)用戶登錄系統(tǒng)，進(jìn)行場(chǎng)景性能測(cè)試，并記錄系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間。

交互場(chǎng)景如下：

（1）簡(jiǎn)單交互：模擬10個(gè)和100個(gè)用戶同時(shí)獲取系統(tǒng)頁(yè)面，壓測(cè)5 min，實(shí)時(shí)記錄各服務(wù)器資源使用情況以及平均響應(yīng)時(shí)間。

（2）中度交互：模擬10個(gè)和100個(gè)用戶同時(shí)登錄系統(tǒng)，并查看TC審定項(xiàng)目管理，壓測(cè)5 min，實(shí)時(shí)記錄各服務(wù)器資源使用情況以及平均響應(yīng)時(shí)間。

（3）復(fù)雜交互：模擬10個(gè)和100個(gè)用戶同時(shí)獲登錄系統(tǒng)，并查看TC審定項(xiàng)目管理后，查看項(xiàng)目概覽頁(yè)面數(shù)據(jù)，壓測(cè)5 min，實(shí)時(shí)記錄各服務(wù)器資源使用情況以及平均響應(yīng)時(shí)間。

由表2測(cè)試結(jié)果可知：在當(dāng)前硬件配置下，系統(tǒng)可支撐高峰時(shí)期100用戶并發(fā)進(jìn)行操作，測(cè)試功能的日平均響應(yīng)時(shí)間與高峰時(shí)期響應(yīng)時(shí)間均符合標(biāo)準(zhǔn)，各服務(wù)器CPU使用率、內(nèi)存占用率也均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

4 研究結(jié)論

本研究引入風(fēng)險(xiǎn)管理理念，建立了完善的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和管理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)型號(hào)合格證申請(qǐng)全流程監(jiān)管，減少了人為操作錯(cuò)誤和管理漏洞，提升了審查效率，縮短了取證周期。未來(lái)研究將利用機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)一步完善風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，減少對(duì)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的依賴，增強(qiáng)模型的智能化和準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 殷時(shí)軍，馮振宇，王大蘊(yùn).適航審定能力提升[M].北京：中國(guó)民航出版社，2018.

[2] 殷時(shí)軍. 提升適航審定能力刻不容緩[J]. 中國(guó)民用航空，2013（9）：2-2.

[3] 徐新，王小權(quán)，董麗杰.基于風(fēng)險(xiǎn)的適航審定項(xiàng)目管理初探[J]. 民航管理，2020（2）：104-106.

[4] 李靜，葛紅娟，梁舟馳，等.中美航空器型號(hào)合格審定體系文件比較研究[J].中國(guó)民航大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，38（2）：55-59.

[5] 張艷紅.民機(jī)型號(hào)取證任務(wù)管理信息化建設(shè)探討[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2018，47（4）：4.

【通聯(lián)編輯：梁書(shū)】