民用飞机系统需求确认流程方案研究

叶辰怡

【摘 要】需求是民机设计的源头，在民机设计流程中至关重要。需求确认旨在以通过控制流程的方式来证明所捕获的需求的正确性和完整性。本文讨论了需求确认流程的特点，并提出了一种基于ARP 4754A的针对民用飞机系统的需求确认流程方案。

【关键词】民用飞机；ARP 4754A；需求确认

0 引言

需求是民机设计的源头，在民机设计流程中至关重要。而需求确认旨在以通过控制流程的方式来证明所捕获的需求的正确性和完整性。在需求确认过程中，需要提供足够的证据以证明整个流程是被有效监控以及记录的。系统需求确认过程目的在于确保按所捕获的需求所设计的起落架系统可以满足适航规章、飞机顶层及相关用户的要求。

1 基于SAE ARP 4754A的需求确认过程

SAE ARP 4754A民用飞机与系统研制指南提供了复杂机载系统符合适航要求的研制流程建议。其中第5.4章节对需求确认进行了较为完整的描述。依据SAE ARP 4754A定义，需求确认过程主要包括以下几种确认活动：

2 民用飞机系统需求确认方法的选择

民机设计中需要不同专业工程师对需求从各方面进行确认。基于SAE ARP 4754A建议，本文提出了一种针对民用飞机系统的需求确认流程方案。在整个需求确认工作流程中至少需要包括系统工程师以及安全性工程师在内的五个不同专业工程师的支持。具体的角色和责任分工如表1及表2所示。

需要指出的是，安全性保障是ARP 4754A的核心。在需求确认流程中，安全性工程师至少需要参与以下两项内容：

①对每条需求所分配的FDAL等级进行评估；

②对每条需求所采用的试验方法进行评估。

如果安全性工程师从安全性角度认为该等级或试验方法无法满足需求设计的要求，应要求驳回流程，并对需求进行FDAL/试验方法重新分配。

ARP 4754A中定义了不同的FDAL所对应的确认方法与资料（如表3所示）。基于此，飞机系统需求确认工作中可采用如下确认方法：

a.追溯性

在子辈需求和父辈需求间建立链接关系，检查需求的来源，确认需求的追溯性。

除了衍生性需求以外，对于FDAL为A/B/C的需求，追溯性是必要的。

如果需求与父辈需求保持一致（无数值或内容上的变动），那么仅依靠追溯性以及父辈需求的确认证据即可完成该需求的确认。

如果需求与父辈需求相比有更改，除了追溯性以外，需要按照表3中定义选择其他的需求确认方法进行确认。

b.分析

通过系统初步安全性分析以及初步的可靠性分析，初步评估系统的安全性和可靠性指标是否能够满足。

分析结果应记录在分析报告中，以作为确认证据。确认总结中将通过链接或者记录分析报告文件号的方式对需求确认证据进行管理。

c.建模仿真

利用MATLAB/SIMULINK 等软件建立仿真模型，对系统相关性能指标进行初步的仿真分析。

建模仿真结果应记录在建模仿真报告中，以作为确认证据。确认总结中将通过链接或者记录建模仿真报告文件号的方式对需求确认证据进行管理。

d.测试

通过专门的试验、模拟或演示来验证需求的正确性。

测试结果应记录在测试报告中，以作为确认证据。确认总结中将通过链接或者记录测试报告文件号的方式对需求确认证据进行管理。

e.相似性（工程类比）

通过比较已取证的相似系统的需求进行需求的确认。

f.工程评审

组织不同专业有经验的专家对该飞机系统级需求文件进行评审，评估需求的正确性和完整性。工程评审的结果将通过会议纪要的形式记录下来。

除了与父辈需求保持一致（无数值或内容上的变动）的需求以外，需要对其余需求均进行工程评审。

对于FDAL为C/D的需求，仅采用工程评审作为需求确认方法。

对于FDAL为A/B的需求，除了工程评审外，还需要在分析、建模或试验中选择一种方式进行需求确认

存在FDAL为A/B的需求无法通过分析、建模或试验进行确认，仅采用工程评审作为需求确认方法（表3）。

3 结语

由于ARP 4754A仅对系统研制提出建议性指导，因此只要符合基本原则，对于ARP 4754A可以有不同的解读方法。本文提出了一种基于ARP 4754A的针对民用飞机系统的需求确认流程方案。需求管理在民机行业尚是较新的领域，随着对该领域的认识加深，可在该需求确认流程方案的基础上进行优化与更新。

【参考文献】

[1]SAE ARP 4754A. Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems. 2012，12[Z].

[责任编辑：杨玉洁]