民用客机PMMEL需求案例库开发技术研究

闫锋 袁旭峰 尹楚雄 李小凡

（1.中国民用航空飞行学院 四川广汉 618307；2.上海飞机客户服务有限公司 上海 200241）

MEL手册是根据民航局颁布的MMEL手册所制定的，而MMEL 手册则是民航局对航空器制造厂家提交的PMMEL手册审批通过后提出的，MEL手册可以使飞机安全性与经济性达到一个可接受的平衡［1］。但目前国内航空器制造厂家还没有一套针对用户需求而建立的PMMEL 用户需求原型系统，所以，有必要建立一套具有继承性、系统性和通用性的PMMEL用户需求分析原型系统，为国产民机型号的PMMEL制定及编制提供技术支撑。

主最低设备清单建议书（PMMEL）是由飞机制造商制定的，是局方发布MMEL 的基础。在提交给局方审批前，为主最低设备清单建议书，在中国民航局审核通过后，为MMEL，交给运营人参考使用［2］。PMMEL用户需求原型系统应当满足以下几点需求：用户管理的需求；数据管理的需求，包括目标机型数据管理、相似机型数据管理、MEL历史使用数据管理、本体数据管理；能依据相似性算法生成PMMEL 建议备选项的需求；用户系统使用帮助的需求。在现阶段发展中，各科技数据量呈现爆炸状态，利用相似性算法，可以提高数据的综合对比效率［3-5］。结合相似性算法处理数据，可以辅助开发PMMEL用户需求系统。

其中，用户管理应当满足对不同用户的权限划分，以及满足管理用户对PMMEL 用户需求分析原型系统账号的管理功能；数据管理的需求首先是实现系统对于相似机型数据、MEL 历史使用数据、本体数据、目标机型数据的数据库管理需求，并在此基础上，实现数据的添加、删除、查询功能；PMMEL用户需求原型系统能依据飞机系统相似性算法得出所建议的PMMEL 建议清单，具体PMMEL用户需求分析原型系统需求分析如图1所示。

1 系统软件总体设计

在PMMEL用户需求原型系统设计过程中，通过对PMMEL 用户需求的分析梳理，并根据系统的需求分析，将PMMEL 用户需求分析原型系统设计为5 层结构，分别为开发环境、基础数据层、控制层、业务逻辑层及UI层。

该PMMEL 用户需求原型系统开发需要借助PyCharm 开发工具，Python 3.8 开发语言与openpyxl==3.0.5、Pandas==0.25.3、NumPy==1.18.5、xlrd==1.2.0、PyQt5==5.15.2 等工具包来建立SqLite3 数据库。Numpy 主要运用于数值的计算，尤其是内部集成了大量矩阵计算模块，如基本的矩阵运算、线性代数等。而Pandas广泛应用于数据处理与分析，包括数据的读写、计算、处理、分析及数据可视化，Pandas 可以对大部分的主流文件格式进行读写，如TXT文本格式、xls和xlsx表格文件格式及SQL数据库文件［6］。

基础数据层主要储存系统数据库文件，利用SQLite3 数据库进行数据管理。SQLite3 是一个软件库，实现了自给自足的、无服务器的、零配置的、事务性的SQL数据库引擎，而且SQLite3可以直接访问其储存文件。在PMMEL 用户需求原型系统中，相似机型、目标机型等数据是按照线性结构（线性表）顺序储存结构储存在数据库文件中的。

数据控制层主要对相似机型、MEL历史使用数据、目标机型、本体数据进行添加、删除、查询等操作，对相对应数据库进行数据管理。

业务逻辑层指系统根据飞机系统相似性算法将所输入的目标机型数据与相似机型数据进行相似性对比，再结合MEL 历史使用数据，提出目标机型PMMEL备选建议项，并可以对所生成的建议清单导出为Excel文档进行储存。

UI层则是进行人机交互的界面设计，是用户与系统进行交互的桥梁。其要求是：界面要简洁大气、便于用户使用，界面要与产品内容一致，在进行UI 设计时应当在视觉上便于用户理解和使用。

2 PMMEL用户需求原型系统模块设计

飞机厂家手册是制定规范与维修保障的根本，能够保障飞机的生产周期保持在较高的可靠性下持续运行［7］，PMMEL手册的制定对于提高飞机的安全性有重要作用［8］。依据手册进行PMMEL 用户需求原型系统设计，应当包含如下几点基本功能模块。

（1）实现对用户MEL历史数据的管理。可以对航空公司MEL 历史使用数据中单个项目使用频次进行分析，按ATA 章节将项目使用频次从高到低排列，并且可以将某一MEL历史使用条目添加至PMMEL备选建议项。

5.正确把握经济特征与其他特征的辩证关系。司法实践中，许多黑社会性质组织的经济特征并不十分典型。比如说，西北地区的黑社会性质组织的资金来源多为犯罪所得以及被害人被迫提供，通过合法经营获取利润作为原始资金积累的仅占黑社会性质组织的15%，这是由于地区经济发展原因导致的经济特征不明显。但是，可以肯定的是，任何一个黑社会性质组织想要壮大组织、发展黑恶势力，都必须获得一定的经济支持，在经济发展较为活跃的地区则更为明显。因此，在认定方法上应以“非法控制特征”为核心，用辩证的、系统的观点分析“四个特征”的内在联系。

（2）实现对相似机型数据的管理。可以对各个成熟相似机型MMEL 案例库进行添加、查询、删除等操作，既可以添加或删除一个新的相似机型MMEL 案例库，又可以在某一个相似机型MMEL 案例库中添加一条数据。成熟相似机型MMEL数据库不仅要包含进行相似性对比的所有要素，还应包含可放行数量、安装数量、修复期限类别及备注和例外（M或O程序）。

（3）实现目标机型数据的输入、管理，以及目标机型与相似机型进行相似性对比得出PMMEL 备选建议项。与相似机型数据管理类似，可以对目标机型数据进行添加、删除操作，同时还要有创建PMMEL 备选建议项功能。根据飞机系统相似性分析算法，实现飞机系统的相似性对比，进行相似性对比后，创建目标机型PMMEL建议候选项，并显示所求得的相似度。

（4）实现本体数据管理。本体数据包括功能本体数据及供应商本体数据，在功能本体或供应商本体中，可对具体条目进行添加或删除操作。

（5）实现对所求得的PMMEL 备选建议项的管理。将由MEL 历史使用数据和目标机型与相似机型进行相似对比后而来的数据生成PMMEL备选建议项，并且可以将生成的PMMEL备选建议项另存为Excel文件进行数据储存。

（6）实现用户管理功能。用户管理包含用户数据的注册、删除。PMMEL用户需求原型系统分为管理用户和普通用户，管理用户和普通用户的用户权限不同，具体分配情况如表1所示。

表1 PMMEL 用户需求原型系统用户权限分配表

权限可分为：添加（A），删除（D），查询（S），无权限（N）。同时有添加、删除、查询权限时，用O表示。这里的添加、删除权限指的是添加或删除一个数据库，而不是在某一个数据库中添加或删除某一条目。

（7）用户帮助。提供相似机型数据、MEL历史使用数据、目标机型数据模板及系统说明，协助用户更好地使用PMMEL用户需求原型系统。

根据软件需实现的主要功能，可将PMMEL用户需求原型系统分为6 个模块，分别为：用户管理模块、数据管理模块、目标机型数据管理模块、本体数据管理模块、PMMEL 备选建议项模块及帮助模块，具体如图2所示。

图2 PMMEL 用户需求原型系统组织模块

3 PMMEL用户需求原型系统实现

数据管理分为相似机型数据管理和MEL 历史使用数据管理，管理员账户可以进行数据的查询、添加和删除操作。而普通用户不能对数据库进行删除操作，只能对数据库进行添加和查询操作。

在MEL历史数据管理中，除了相似机型数据管理的功能外，还可将具体条目直接添加至PMMEL备选建议项，即在MEL历史使用数据查询界面中勾选所对应条目的备选框，然后点击“添加至PMMEL备选建议项”按钮，即可在PMMEL 备选建议项中显示所选中的条目。

MEL历史使用数据还可以针对某一数据类型进行筛选。点击想要进行筛选的项目名称，例如，点击申请依据，就可以在弹出的选择框中进行筛选，选择要查看的具体数据条目。进行筛选后，要重新全部显示所有的数据内容，则在下拉栏输入“全部”，就可以将全部的数据内容显示出来。

点击目标机型数据管理的下拉菜单中“上传数据”按钮，可上传目标机型数据，在弹出的对话框中点击文件，上传目标机型数据库。成功上传目标机型数据后，点击“创建PMMEL备选建议项”按钮，与相似机型进行相似性对比得出的PMMEL建议项直接添加至PMMEL备选建议项界面。

本体数据管理分为功能本体和供应商本体。在功能本体或供应商本体中，可对具体条目进行添加或删除操作。PMMEL 备选建议项界面是显示由MEL 历史使用数据及目标机型与相似机型进行相似对比后而来的数据生成PMMEL 备选建议项，点击“导出”按钮，可以将生成的PMMEL备选建议项另存为Excel文件进行数据储存。

用户帮助功能则是提供需要上传的相似机型数据、MEL 历史使用数据、目标机型数据模板及系统说明，帮助用户更好地使用PMMEL 用户需求原型系统。建立好的PMMEL用户需求系统如图3所示。

图3 PMMEL 用户需求系统

4 PMMEL用户需求原型系统测试

对于用户登录、注册功能，测试目的是检测软件是否能完成预定的工作。在进行登录和注册的测试时，按表2所示进行测试。

表2 系统软件登录与注册测试

（1）数据管理包括MEL历史数据管理及相似机型数据管理，可对进行数据库的添加、删除、查询等操作。点击相似机型数据管理或MEL 历史使用数据管理下拉菜单中的添加按钮，可上传相应的数据文件。如需添加新的MEL 历史使用数据，则点击“浏览”按钮，选择对应的MEL 历史使用数据库进行上传，上传成功后，会弹出添加成功的对话框。可删除相似机型数据库及MEL历史使用数据库，此功能只能由管理员账户能操作。

（2）MEL历史使用数据能否添加至PMMEL备选建议项。在查询MEL历史使用数据时，要想将某一条数据添加至PMMEL备选建议项，则是勾选所对应条目的备选框，点击“添加至PMMEL 备选建议项”按钮，即可在PMMEL备选建议项中显示所选中的条目。

（3）相似性对比功能测试。上传目标机型数据文件后，在目标机型数据界面点击“创建PMMEL 备选建议项”按钮，与相似机型进行相似性对比得出的PMMEL 建议项直接添加至PMMEL 备选建议项界面。图4是将B737空调系统数据作为目标机型数据，点击“创建PMMEL备选建议项”，会弹出添加成功对话框。

图4 成功创建PMMEL 备选建议项

5 结语

首先，对PMMEL用户需求原型系统的开发环境及各个模块的功能设计进行了介绍；其次，分析了PMMEL用户需求分析原型系统各个模块，如用户管理模块、数据管理模块、目标机型数据管理模块、PMMEL备选建议项模块、本体数据模块及用户帮助模块；最后，对PMMEL 用户需求原型系统进行了测试，包括用户登录与注册测试、数据管理测试及相似性对比测试，验证了此系统能完成预期的功能。