民用飛機(jī)客艙系統(tǒng)測試準(zhǔn)備就緒評審分析

李高生

(中電科航空電子有限公司，成都 610000)

0 引言

測試準(zhǔn)備就緒評審(Test Ready Review, 簡稱TRR)屬于ARP4754A《民用飛機(jī)及系統(tǒng)開發(fā)指南》(簡稱4754A)4.6.4節(jié)飛機(jī)/系統(tǒng)的集成的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，4754A有如下描述：“通常系統(tǒng)的集成是從一個(gè)一個(gè)單元(item)的集成開始的；在集成進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)的缺陷，應(yīng)追溯回相應(yīng)的開發(fā)或基本進(jìn)程(需求的捕獲/分配/確認(rèn)、實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證)等”以尋求解決方案，并開展進(jìn)程的迭代。當(dāng)所有的迭代重復(fù)都有了結(jié)果，那么集成活動的輸出就是已驗(yàn)證的、已集成的系統(tǒng)，以及能夠表明該系統(tǒng)滿足所有功能和安全性需求的數(shù)據(jù)。[1]這里的單元可以是一款軟件，也可以是硬件，如圖1所示。在民用飛機(jī)客艙系統(tǒng)[2]里，Unit可以是LRU也可以是系統(tǒng)軟件，或者是LRU下一層的硬件平臺和軟件?！氨砻髟撓到y(tǒng)滿足所有功能和安全性需求的數(shù)據(jù)”，則是TRR通過后，集成測試的目的和結(jié)果，是具體適航[3]活動的體現(xiàn)。

本文的TRR是以某型民用飛機(jī)客艙系統(tǒng)[4]為例，闡述的范圍是圖1中的紅色虛線以上的部分，即LRU級、系統(tǒng)軟件獨(dú)立的驗(yàn)證已經(jīng)完成，TRR后驗(yàn)證的是：不同LRU/系統(tǒng)軟件間/不同子系統(tǒng)間的互通互聯(lián)；TRR重點(diǎn)描述進(jìn)入下一階段需要具備的條件和完成的工作，下一階段工作包括客艙核心子系統(tǒng)、機(jī)載娛樂子系統(tǒng)和客艙系統(tǒng)的集成測試及回歸工作(關(guān)注的是LRU1、LRU2、系統(tǒng)軟件之間的集成問題，客艙核心子系統(tǒng)與機(jī)載娛樂子系統(tǒng)之間的集成問題)。

圖1 客艙系統(tǒng)構(gòu)型示意圖

1 TRR的理解

民用飛機(jī)適航是以安全性為牽引的，所使用的設(shè)備、系統(tǒng)和功能必須表明是安全的，因此在型號研制過程中所使用的設(shè)備、采用的技術(shù)通常是成熟的和經(jīng)過驗(yàn)證的[5]。但中國民機(jī)發(fā)展時(shí)間較短，技術(shù)的突破和產(chǎn)品的開發(fā)是并行開展的(技術(shù)的突破側(cè)重的是關(guān)鍵技術(shù)的解決，此時(shí)設(shè)計(jì)方案尚處于調(diào)整階段，未固化；產(chǎn)品開發(fā)的前提是主要技術(shù)已突破，解決的是適航流程問題)，因此在工程實(shí)際中TRR廣義上可以分為兩類：CDR前的TRR(對應(yīng)圖2中的TRR1)和CDR后的TRR(對應(yīng)圖2中的TRR2)，后者含義為：TRR2評審?fù)ㄟ^后，集成測試的數(shù)據(jù)可以直接作為適航審查的依據(jù)，一般此時(shí)產(chǎn)品的狀態(tài)是基本固化的，可預(yù)見的產(chǎn)品更改較少或沒有；前者(TRR1評審)的目的主要是約束產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)，減少集成測試風(fēng)險(xiǎn)，存在一定的功能未實(shí)現(xiàn)項(xiàng)。

圖2 TRR節(jié)點(diǎn)示意圖

從圖3可以看出系統(tǒng)開展TRR2時(shí)，設(shè)備已達(dá)到紅標(biāo)技術(shù)狀態(tài)(功能完整，可開展鑒定和制造符合性審查)，軟件已完成編碼和驗(yàn)證。而開展TRR1時(shí)，設(shè)備可能尚處于圖3中的藍(lán)標(biāo)件(數(shù)字尺寸及連接器已確定，功能未完成實(shí)現(xiàn))狀態(tài)，軟件已完成編碼，軟件測試人員尚未完成正式的測試或已開展基本的測試。從適航審查[6]的角度，TRR1不是必須的，但對于國內(nèi)目前民機(jī)航空電子系統(tǒng)而言，TRR1的開展有助于提前暴露各方(系統(tǒng)、軟件及外包外協(xié)單位)對需求、ICD理解的不一致性(比如同一條需求，系統(tǒng)和軟件可能有存在些許的偏差；因適航當(dāng)局要求的差異，或固有場景的影響，國內(nèi)和國外對同一條需求的理解也可能出現(xiàn)差異)，有助于提前預(yù)知阻塞性問題(比如網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題)，有助于查找系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不完備之處(比如正常內(nèi)話邏輯之外的按鍵處理)。同時(shí)，開展TRR1，有助于對設(shè)備的標(biāo)識(Label)位置有個(gè)直接的感官，位置是否醒目，內(nèi)容是否完備，文字大小是否合理等(比如客艙系統(tǒng)的乘務(wù)員指示燈看板ALIP，因設(shè)備較小Label內(nèi)容需要裁剪)。因此，TRR1開展有利于TRR2的順利開展，降低TRR2通過后集成測試的風(fēng)險(xiǎn)。

注[7]：

1)藍(lán)標(biāo)件：產(chǎn)品還不是最終的設(shè)計(jì)，也未經(jīng)過鑒定；藍(lán)標(biāo)件僅用于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，禁止用于飛行試驗(yàn)。

2) 紅標(biāo)件：產(chǎn)品貼近于最終的設(shè)計(jì)，部分設(shè)計(jì)已經(jīng)過鑒定(主要是機(jī)械和溫度相關(guān)=主要是飛行安全相關(guān)的部分)。紅標(biāo)件經(jīng)授權(quán)后可用于飛行試驗(yàn)。

3) 黑標(biāo)件：產(chǎn)品是最終的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)已經(jīng)過鑒定，代表批量設(shè)計(jì)的狀態(tài)。

2 TRR的前提

開展TRR需要考慮以下因素：(1)待測系統(tǒng)；(2)測試文檔；(3)測試環(huán)境；(4)測試記錄；(5)質(zhì)量審計(jì)過程；(6)構(gòu)型[8]；(7)與開發(fā)計(jì)劃的符合性。其中開展TRR1可酌情降低要求，下面將分小節(jié)分別介紹。

圖3 系統(tǒng)研發(fā)階段劃分

2.1 待測系統(tǒng)狀態(tài)

待測系統(tǒng)是由每個(gè)LRU及系統(tǒng)軟件組成的，要確認(rèn)每個(gè)LRU及系統(tǒng)軟件的交付情況。比如在客艙系統(tǒng)中，LRU1是國內(nèi)某供應(yīng)商研發(fā)的，LRU2是國外某供應(yīng)商研發(fā)的，系統(tǒng)軟件是由公司自主研發(fā)的，針對LRU1和LRU2，無論前期是否開展下廠驗(yàn)收，都需要再次確認(rèn)隨機(jī)交付產(chǎn)品測試報(bào)告與實(shí)物的符合性，比如外觀、銘牌、重量、尺寸、基本功能等；針對系統(tǒng)軟件，則需要通過公司內(nèi)部管理軟件，如產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Manager，簡稱PDM)，確認(rèn)技術(shù)狀態(tài)。

2.2 測試文檔就緒

以客艙系統(tǒng)為例，TRR主要關(guān)注客艙核心子系統(tǒng)測試規(guī)程、機(jī)載娛樂子系統(tǒng)測試規(guī)程、客艙系統(tǒng)測試規(guī)程三個(gè)測試規(guī)程。每個(gè)規(guī)程評審?fù)ㄟ^的準(zhǔn)則是“甲擬制的規(guī)程，乙僅依據(jù)測試規(guī)程在測試環(huán)境中同樣可以操作”，具體舉例說明，一個(gè)不及格的測試規(guī)程如圖4所示。

圖4 不及格測試規(guī)程示例圖

圖4測試步驟中有幾個(gè)問題：

1)步驟1，“打開客艙管理終端(Cabin Management Terminal，簡稱CMT)設(shè)備”，測試人員不知道怎么打開，應(yīng)修改為“按壓CMT界面的電源按鈕(在測試規(guī)程中附加，見圖5)，打開CMT”，“CMT界面能夠正常顯示”，測試人員無法判斷，需要修改為“CMT顯示如下界面(并給出界面圖形)”，狀態(tài)頁面如圖6所示。

圖5 CMT電源按鈕

圖6 CMT狀態(tài)頁面

2)步驟2，“給機(jī)載娛樂(In-Flight Entertainment，簡稱IFE)系統(tǒng)[9]上電”，測試人員不知道按壓什么按鈕進(jìn)行操作，需要修改為“按壓某某測試臺某某區(qū)域的電源按鈕，給IFE系統(tǒng)上電”。

3)步驟3，“CMT的IFE界面能夠在幾分鐘內(nèi)正常顯示”測試人員無法判定是幾分鐘，同樣也無法判定什么狀態(tài)是正常顯示，需要修改為“CMT的IFE界面能夠在5分鐘內(nèi)正常顯示(給出界面圖形)”，正常顯示頁面如圖7所示。

圖7 IFE顯示頁面

從上述描述可以看出，測試文檔的擬制需要和集成測試環(huán)境緊密結(jié)合，需要了解集成測試環(huán)境并進(jìn)行初步的實(shí)際操作。

2.3 集成測試驗(yàn)證環(huán)境就緒

集成測試驗(yàn)證環(huán)境是測試的載體，是驗(yàn)證機(jī)載系統(tǒng)/設(shè)備能否正常工作的環(huán)境，狀態(tài)必須是固化的，是經(jīng)過檢驗(yàn)的，是合格的。以客艙系統(tǒng)為例，表征集成測試驗(yàn)證環(huán)境已達(dá)到上述狀態(tài)的文檔有：客艙系統(tǒng)開發(fā)集成驗(yàn)證環(huán)境驗(yàn)收測試規(guī)程、測試報(bào)告、環(huán)境使用手冊、構(gòu)型清單及合格證。

2.4 自測試記錄完整

自測試的含義是質(zhì)量和檢驗(yàn)人員未參與的，由系統(tǒng)測試人員自行開展的測試。自測試記錄包括兩個(gè)部分：(1)根據(jù)測試規(guī)程給出的實(shí)際測試結(jié)果(與預(yù)期結(jié)果是否一致)；(2)不一致項(xiàng)的測試項(xiàng)問題清單。

問題清單在TRR2時(shí)需要放在CQ(ClearQuest，簡稱CQ)管理，TRR1時(shí)因問題較多且零碎，可以用Excel工具管理，無論采用哪種工具，都需要具備以下信息：(1)問題描述：詳細(xì)描述問題的現(xiàn)象；(2)問題發(fā)現(xiàn)階段：比如是客艙核心子系統(tǒng)測試階段還是客艙系統(tǒng)測試階段；(3)問題歸屬：定位出是哪個(gè)LRU或系統(tǒng)軟件的問題；(4)版本：LRU目前的軟件版本信息；(5)發(fā)現(xiàn)時(shí)間：年月日；(6)問題發(fā)現(xiàn)人：張三；(7)問題狀態(tài)：定位中/已定位/已關(guān)閉；(8)問題責(zé)任人：李四；(9)原因分析和定位：詳細(xì)描述定位的過程，有些問題解決周期比較長，則需要記錄每一次定位的時(shí)間、方法和結(jié)果；(10)回歸驗(yàn)證版本：回歸驗(yàn)證的軟件版本信息；(11) 備注：其它必要的說明。

每一個(gè)問題均需按照以上原則對問題進(jìn)行定位和關(guān)閉，這樣方便后續(xù)對問題解決方案的查看，便于歸納統(tǒng)一、舉一反三。

2.5 質(zhì)量審計(jì)過程

質(zhì)量經(jīng)理在TRR評審前需根據(jù)《質(zhì)量保證計(jì)劃》開展過程審計(jì)和階段審計(jì)工作。過程審計(jì)包括機(jī)載設(shè)備的重要階段評審記錄(譬如CDR)、產(chǎn)品驗(yàn)收記錄進(jìn)行審查，參與集成測試驗(yàn)證環(huán)境的驗(yàn)收、測試文檔的評審等；階段審計(jì)主要根據(jù)開發(fā)計(jì)劃的轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則確認(rèn)TRR檢查單查閱相關(guān)文件是否齊套、技術(shù)狀態(tài)是否已達(dá)到轉(zhuǎn)段準(zhǔn)則。

2.6 構(gòu)型

民機(jī)構(gòu)型管理十分重要，是表征產(chǎn)品屬性在特定時(shí)間上的快照。

構(gòu)型管理，軍品中稱為技術(shù)狀態(tài)管理[10]，軟件中稱為配置管理，主要通過構(gòu)型標(biāo)識、構(gòu)型控制、構(gòu)型審核、構(gòu)型狀態(tài)報(bào)告等手段保證產(chǎn)品構(gòu)型信息的唯一性、準(zhǔn)確性、完整性和有效性。在TRR階段，應(yīng)進(jìn)一步檢查構(gòu)型標(biāo)識是否合理，與主機(jī)所是否協(xié)調(diào)一致；主機(jī)所與供應(yīng)商之間涉及工程變更的工程協(xié)調(diào)單(Engineering Change Memo，簡稱ECM)是否按照《構(gòu)型管理規(guī)定》將更改執(zhí)行到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，流程是否正確；構(gòu)型文件是否受控，構(gòu)型基線是否受控，構(gòu)型文件與機(jī)載設(shè)備是否匹配。在TRR階段，構(gòu)型應(yīng)組織構(gòu)型管理委員會成員對2.4節(jié)自測試遺留問題進(jìn)行逐一評估，對是否可以進(jìn)入下一階段給出意見。

2.7 與開發(fā)計(jì)劃的符合性

TRR階段總結(jié)報(bào)告中需描述與系統(tǒng)開發(fā)計(jì)劃的符合性，主要包括兩方面的內(nèi)容：(1)開發(fā)計(jì)劃規(guī)定的活動是否已經(jīng)開展；(2)開發(fā)計(jì)劃規(guī)定的輸出物是否已具備、已評審且已受控。若某項(xiàng)活動未開展，或某個(gè)文檔未完成擬制，要給出對轉(zhuǎn)入下一階段的影響。

3 結(jié)論

TRR是民用飛機(jī)航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)際工程項(xiàng)目中，可開展藍(lán)標(biāo)件狀態(tài)和紅標(biāo)件狀態(tài)的雙TRR。TRR檢查單包括待測系統(tǒng)、測試文檔、測試環(huán)境、測試記錄、質(zhì)量審計(jì)過程、構(gòu)型、與開發(fā)計(jì)劃的符合性等7個(gè)方面。文中內(nèi)容是4754A文檔的具體理解和可操作細(xì)化，結(jié)合中國自主研制的客艙系統(tǒng)研制流程表明該方法是有效的。

TRR是系統(tǒng)開發(fā)的一個(gè)里程碑節(jié)點(diǎn)，其正確和順利開展標(biāo)志著系統(tǒng)集成測試階段的完成，是對軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)環(huán)境設(shè)計(jì)的一個(gè)充分驗(yàn)證，是系統(tǒng)接受的一次“正式考試”，其結(jié)果可作為系統(tǒng)適航審查的依據(jù)。TRR的完成為機(jī)上地面試驗(yàn)和飛行測試奠定了基礎(chǔ)。