基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系研究

張 巧 韓 祎

（第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710089）

基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系研究

張 巧 韓 祎

（第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710089）

分析現(xiàn)有軍用飛機(jī)規(guī)范體系的現(xiàn)狀及目前規(guī)范編制存在的問題，結(jié)合基于需求工程傳遞及分解活動(dòng)，提出了建立基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系的方法，并給出了基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系的內(nèi)容及需考慮因素，可為后續(xù)軍用飛機(jī)型號規(guī)范體系建立提供有效參考。

軍用飛機(jī)；規(guī)范體系；需求

上世紀(jì)60年代早期，美國軍方發(fā)現(xiàn)規(guī)范并不能完全引導(dǎo)產(chǎn)品滿足用戶要求，因此為確保產(chǎn)品最終能夠滿足用戶需求，必須提供一個(gè)系統(tǒng)工程方法使要被定義的要求與用戶需求完全一致，于是提出了基于需求的系統(tǒng)工程。

軟件領(lǐng)域首先成功的應(yīng)用需求管理進(jìn)行軟件研發(fā)、測試、集成等；空客公司從A380到A350也采用需求管理模式，進(jìn)行了飛機(jī)的市場需求分析、研發(fā)、安全性評估、適航及驗(yàn)證等全壽命周期的飛機(jī)研制，并形成了基于需求的一整套完整的文件體系；目前國內(nèi)也在積極摸索需求管理在民機(jī)研制方面的應(yīng)用，如C919、MA700等。

我國軍用飛機(jī)研制一直沿襲傳統(tǒng)系統(tǒng)工程理念，但隨著對軍用飛機(jī)各方面性能的進(jìn)一步提高，飛機(jī)功能日趨復(fù)雜、系統(tǒng)間信息交換量劇增，大大增加了軍用飛機(jī)的設(shè)計(jì)難度，面對新的挑戰(zhàn)更應(yīng)探索并應(yīng)用滿足現(xiàn)代軍用飛機(jī)研制需要的全新設(shè)計(jì)方法和流程。軍用飛機(jī)規(guī)范體系是軍用飛機(jī)規(guī)范及相關(guān)文件的集合，是軍用飛機(jī)研制的技術(shù)核心，因此如何在基于需求系統(tǒng)工程全新設(shè)計(jì)理念下構(gòu)建和優(yōu)化軍用飛機(jī)規(guī)范體系，保障各級產(chǎn)品定義的完整性和正確，確保飛機(jī)研制質(zhì)量、縮短研制周期，成為亟待解決的技術(shù)難題。

1 軍用飛機(jī)規(guī)范體系現(xiàn)狀分析

GJB 6387-2008《武器裝備研制項(xiàng)目專用規(guī)范編寫規(guī)定》中定義規(guī)范是規(guī)定實(shí)體（即飛機(jī)級、系統(tǒng)/分系統(tǒng)級和設(shè)備級）基本技術(shù)要求及其驗(yàn)證要求和合格判據(jù)（功能特性、接口要求和驗(yàn)證要求等）的一類文件，是軍用飛機(jī)研制的技術(shù)核心。

我國軍機(jī)研制從上世紀(jì)80年代開始初步嘗試建立規(guī)范體系，隨后在型號中引入系統(tǒng)工程概念，建立了系統(tǒng)級規(guī)范、子系統(tǒng)級設(shè)計(jì)規(guī)范、子系統(tǒng)級試驗(yàn)規(guī)范、產(chǎn)品規(guī)范以及相關(guān)文件的為型號研制服務(wù)的規(guī)范體系，且隨著GJB 6387-2008的發(fā)布，專用規(guī)范體系層次較之以前更加清晰、完善，但受到之前型號的影響，仍采用以“文檔”為中心的規(guī)范體系編制，帶來各方溝通交流的困難，造成驗(yàn)證要求符合性困難、系統(tǒng)間接口不明確以及更改流程復(fù)雜耗時(shí)等諸多問題，同時(shí)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)工作要遵循一定的時(shí)間順序，而且還有一定的空間限制。比如，先對軍方需求進(jìn)行分析，然后轉(zhuǎn)化成總體要求，按照一定的順序進(jìn)行流轉(zhuǎn)，上一個(gè)專業(yè)學(xué)科分析做完，才能夠進(jìn)行下一個(gè)專業(yè)的分析，并且只有等樣機(jī)做出來了，各方才能夠進(jìn)行測試。如不滿足要求，則使迭代周期加長，成本增大。

目前軍用飛機(jī)規(guī)范體系層次劃分見圖1。

軍用飛機(jī)規(guī)范編制存在的問題：

a）對于同一技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)，在同一層級所包含的技術(shù)內(nèi)容應(yīng)相同，但實(shí)際規(guī)范編制中會(huì)涉及下一層級或更低層級的內(nèi)容，致使各技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)描述的層次上下不一；

b）規(guī)范中的一個(gè)條款可能包含多條要求，如果進(jìn)行下層技術(shù)分解，很有可能出現(xiàn)4種情況即：一對多、多對多、多對一、一對一，這樣容易造成追溯時(shí)無法快速找到源頭。

c）傳統(tǒng)的以“文檔”為中心的規(guī)范傳遞、執(zhí)行、更改和驗(yàn)收的要求雖然明確，但具體實(shí)施方式比較籠統(tǒng)，傳遞的程度多數(shù)情況靠設(shè)計(jì)員自己把握，由于不在同一平臺進(jìn)行工作，因此協(xié)調(diào)周期長，更改帶來的影響反饋不及時(shí)，造成部分技術(shù)要求有出入，無法完全滿足用戶需求。

2 基于需求的系統(tǒng)工程

基于需求的系統(tǒng)工程是以正確理解用戶需求為基礎(chǔ)，把用戶需求正確傳遞和分解給研發(fā)團(tuán)隊(duì)，針對需求開發(fā)解決方案，通過驗(yàn)證證明各層級設(shè)計(jì)和產(chǎn)品滿足需求，最終保證交付用戶的產(chǎn)品滿足要求。需求的層次劃分如圖2。

各層級需求的傳遞和分解如圖3。設(shè)計(jì)工程師捕獲來自上一層的底層分配需求、公共專業(yè)提出的需求和其他專業(yè)系統(tǒng)的橫向接口需求，經(jīng)分析確認(rèn)后形成本層級的頂層需求，是本層最終產(chǎn)品（飛機(jī)/系統(tǒng)/子系統(tǒng)）作為一個(gè)“黑盒”要實(shí)現(xiàn)的需求。底層需求是由頂層需求分解而來的需求，是通過對飛機(jī)/系統(tǒng)/子系統(tǒng)的“白盒化”架構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)方案），產(chǎn)生的對下一層級輸出的需求和對其他專業(yè)的接口需求、安裝需求。同時(shí)，在各層級需求傳遞和分解過程中，通過需求管理平臺將各層級的需求與其父需求、子需求、相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案和驗(yàn)證結(jié)果等建立追溯鏈接，使之傳遞、更改和驗(yàn)證更加透明，確保設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的唯一性，最終引導(dǎo)產(chǎn)品滿足用戶需求。

由此可知基于需求的系統(tǒng)工程的產(chǎn)物需求與GJB 6387-2008中所要求的規(guī)范是飛機(jī)研制過程中兩種管理模式下產(chǎn)生的兩個(gè)形態(tài)的技術(shù)結(jié)果，其內(nèi)涵一致且協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

但需求的外延更加廣闊。同時(shí)需求管理平臺的使用，使得需求輸入、分配和最終的驗(yàn)證過程更加程序化、規(guī)范化，同時(shí)需求更改的實(shí)時(shí)追蹤可確保要求的統(tǒng)一性，最終引導(dǎo)產(chǎn)品滿足用戶需求。

3 基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系的建立

鑒于規(guī)范現(xiàn)狀和目前的發(fā)展需要，我們應(yīng)在飛機(jī)研制過程尋求一種能直觀全面明確反映飛機(jī)的方法，使各方溝通無障礙，且在研制初期就可以通過需求捕獲確認(rèn)，對虛擬系統(tǒng)進(jìn)行分析、驗(yàn)證并優(yōu)化，即應(yīng)用“基于需求的系統(tǒng)工程”進(jìn)行飛機(jī)研制，同時(shí)又能兼顧原有的飛機(jī)研制體系，最終建立基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系，即把現(xiàn)有的軍用飛機(jī)規(guī)范體系，優(yōu)化成為既能滿足GJB 6387-2008又能滿足需求管理的規(guī)范體系。

3.1 規(guī)范與需求的輸出的對應(yīng)關(guān)系

通過對各層級需求的傳遞和分解的分析，可知需求在每一層級傳遞過程中都會(huì)產(chǎn)生頂層需求和底層分配需求，如果將這兩層需求集合分別輸出，便形成了頂層需求規(guī)范（本層級的需求）和底層分配需求規(guī)范（向下分配給系統(tǒng)或分系統(tǒng)的需求）。

而GJB 6387-2008所定義的系統(tǒng)/研制規(guī)范/產(chǎn)品規(guī)范僅需描述本層級（系統(tǒng)或分系統(tǒng)）的功能特性、接口要求和驗(yàn)證要求，不涉及其他層級的要求，與頂層需求規(guī)范所包含的內(nèi)容一致。

因此可知輸出的各層級頂層需求集合與系統(tǒng)規(guī)范/研制規(guī)范是一一對應(yīng)的關(guān)系，具體對應(yīng)關(guān)系見圖4。

3.2 基于需求的規(guī)范體系

通過上述分析，所需建立的基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系包含：

a）型號專用規(guī)范中的系統(tǒng)規(guī)范、研制規(guī)范和產(chǎn)品規(guī)范；

b）飛機(jī)級、系統(tǒng)/分系統(tǒng)級的底層分配需求規(guī)范；

c）飛機(jī)級、系統(tǒng)/分系統(tǒng)級接口控制文件。

基于需求的規(guī)范體系框架如圖5所示。

系統(tǒng)規(guī)范：通過對源需求中針對飛機(jī)級提出的需求進(jìn)行分析確認(rèn)，加上行業(yè)適用的法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范提出的需求，共同構(gòu)成飛機(jī)級頂層輸入需求，是開展本層需求分解的依據(jù)，主要描述飛機(jī)的功能特性、接口要求和驗(yàn)證要求等。

研制規(guī)范：根據(jù)上一層級底層分配需求，加上本層系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、公共需求和其他系統(tǒng)的接口需求、系統(tǒng)相對結(jié)構(gòu)的安裝要求，形成本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)輸入。主要描述本層級系統(tǒng)/分系統(tǒng)的功能特性、接口要求和驗(yàn)證要求等。

產(chǎn)品規(guī)范：依據(jù)分系統(tǒng)級的底層分配需求，加上設(shè)備級的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、公共需求和其他設(shè)備的接口需求以及設(shè)備相對結(jié)構(gòu)的安裝需求，形成本設(shè)備的設(shè)計(jì)輸入。主要描述產(chǎn)品的功能特性、物理特性和驗(yàn)證要求。

公共專業(yè)需求文件：安全性、可靠性、維修性、測試性、保障性、經(jīng)濟(jì)性、強(qiáng)度、標(biāo)材等公共專業(yè)傳遞給飛機(jī)各層級的直接用于設(shè)計(jì)的需求。

飛機(jī)級底層分配需求規(guī)范：系統(tǒng)規(guī)范沿著系統(tǒng)架構(gòu)傳遞給各系統(tǒng)/分系統(tǒng)需求的集合。

系統(tǒng)/分系統(tǒng)底層分配需求規(guī)范：研制規(guī)范沿著系統(tǒng)架構(gòu)傳遞給下層、其他分系統(tǒng)/設(shè)備需求的集合。

接口控制文件：各級系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的輸入接口要求，以及向一下級的分配接口要求。

3.3 建立基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系還應(yīng)考慮的因素

如何保證所構(gòu)建的基于需求的規(guī)范體系，最終滿足用戶，還需要我們考慮以下因素：

a）確保需求的層次劃分合理

需求層次的劃分應(yīng)滿足GJB 6387-2008對規(guī)范層次的劃分要求，即按照使用方下達(dá)的飛機(jī)研制總要求提出的戰(zhàn)技指標(biāo)，根據(jù)型號的研制特點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行不同層次的技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)的選擇。

GJB 3206A-2010中規(guī)定應(yīng)選擇功能特性和物理特性能被單獨(dú)管理且有助于達(dá)到最終使用要求的產(chǎn)品作為技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)?？蓮亩鄠€(gè)角度選擇技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)，被選擇作為技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)的產(chǎn)品一般是：

1）武器裝備、分系統(tǒng)級產(chǎn)品或跨單位、跨部門研制的產(chǎn)品；

2）在風(fēng)險(xiǎn)、安全、完成作戰(zhàn)任務(wù)等方面具有關(guān)鍵特性和重要特性的產(chǎn)品；

3）新研制產(chǎn)品；

4）接口復(fù)雜且重要的產(chǎn)品；

5）單獨(dú)采購的重要產(chǎn)品；

6）使用和保障方面需著重考慮的產(chǎn)品。

技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)按層次選擇完畢，需求的層次也就明晰了。

b）確保需求的追溯關(guān)系明晰

需求編寫時(shí)應(yīng)確保一句話表達(dá)一條需求；進(jìn)行需求分解時(shí)應(yīng)建立一對一或一對多的關(guān)系，避免多對多和多對一的關(guān)系；同時(shí)，應(yīng)通過需求管理平臺建立追溯鏈接，使之傳遞、更改和驗(yàn)證更加透明，確保設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的唯一性。

c）確保需求的編寫特定、可驗(yàn)證、可實(shí)現(xiàn)

編寫的需求應(yīng)獨(dú)立、無歧義，要求明確，可操作、可被驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本文通過對傳統(tǒng)軍用飛機(jī)規(guī)范體系的分析，結(jié)合基于需求的系統(tǒng)工程分解和傳遞活動(dòng)，提出了建立基于需求的軍用飛機(jī)規(guī)范體系的新思路，并梳理分析了建立規(guī)范體系需考慮的因素，使最終使建立的規(guī)范體系具有一定的先進(jìn)性和實(shí)用性，可支撐軍用飛機(jī)的型號研制。

[1] 韓蘇征，韓祎. 基于需求定義的軍用飛機(jī)文件體系建立探討[J]. 航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2015，1.

[2] GJB 3206A-2006 技術(shù)狀態(tài)管理[S].

[3] GJB 6387-2008 武器裝備研制項(xiàng)目專用規(guī)范編寫規(guī)定[S].

[4] SAE ARP 4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and System[S].■

T-65

C

1003-6660（2017）03-0019-04

10.13237/j.cnki.asq.2017.03.005

[收修訂稿日期] 2017-03-10

（編輯：勞邊）