面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法研究

房峰 張松 李小光

摘 ?要：適航條款的要求難以落實(shí)到設(shè)計過程，本文針對這一問題開展面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法研究，構(gòu)建了符合性文件體系，提出了一種面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法（MOCDP）。該方法從適航符合性的角度把民機(jī)及系統(tǒng)產(chǎn)品研制過程分為“需求分析”“研發(fā)設(shè)計”“安全性分析”“設(shè)計驗(yàn)證”“綜合驗(yàn)證”和“需求確認(rèn)”6個過程。

關(guān)鍵詞：適航條款 ?研制過程 ?符合性研制 ?適航

中圖分類號：F273.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2021）04（b）-0001-03

Research on Conformance Verification Method Oriented to Development Process

FANG Feng ?ZHANG Song ?LI Xiaoguang

（College of Aerospace Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu Province， 210016 ?China）

Abstract： In view of the difficulty in implementing the requirements of airworthiness clauses into the design process， this paper studies the conformance verification method oriented to the development process， constructs the conformance document system， and puts forward a conformance verification method oriented to the development process （MOCDP）. This method divides the development process of civil aircraft and system products into six processes from the perspective of airworthiness compliance： demand analysis， research and development design， safety analysis， design verification， comprehensive verification and demand verification.

Key Words： Airworthiness terms; Development process; Compliance development; Seaworthiness

我國當(dāng)前的符合性驗(yàn)證工作主要存在三類問題：適航條款的要求難以落實(shí)到設(shè)計過程;沒有符合性文件體系，給適航審定帶來困難;缺乏數(shù)字化管理系統(tǒng)。另一方面，面對像CCAR25.671這樣的總則類條款，即便采用多種傳統(tǒng)的符合性驗(yàn)證方法，依舊顯得捉襟見肘，還會存在不同設(shè)計人員認(rèn)識理解不一樣的現(xiàn)象。民機(jī)電傳飛控系統(tǒng)的符合性驗(yàn)證工作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文提出了一種面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法，以解決電傳飛控系統(tǒng)符合性驗(yàn)證工作帶來的挑戰(zhàn)。

1 ?符合性驗(yàn)證方法研究

《型號合格審定程序》規(guī)定了十種符合性驗(yàn)證方法：MOC0～MOC9，主要可以分為四大類，具體應(yīng)用說明如下。

（1）MOC0：通常用于機(jī)型改裝之后的型號審定，通常不能用于新型號，直接用符合性檢查單和符合性記錄文件來表明符合性。

（2）MOC1：指用設(shè)計圖紙、證明方案、飛機(jī)手冊和技術(shù)說明等文件的方式來表明符合性。

（3）MOC2：不僅指通過計算表明符合性（包括強(qiáng)度、疲勞和性能分析），也包括依據(jù)同型號進(jìn)行驗(yàn)證或根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)和相似性進(jìn)行分析。

（4）MOC3：主要是通過各種安全性分析的手段來表明符合性（如功能危害性評估、系統(tǒng)安全性分析等），當(dāng)適航條款中明確出現(xiàn)“失效”“危害最小”“概率極小”“故障影響”等描述，則需選取MOC3。

（5）MOC4：對于電傳飛控系統(tǒng)通常采取臺架試驗(yàn)、鐵鳥綜合試驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證。

（6）MOC5：對于電傳飛控系統(tǒng)，一般采取機(jī)上地面試驗(yàn)，包括飛控性能校核、結(jié)構(gòu)模態(tài)耦合和電磁干擾試驗(yàn)等。

（7）MOC6：當(dāng)適航條款有明確要求或者沒有其他更好的方法時采用飛行試驗(yàn)，飛行試驗(yàn)一般具有多個飛行科目。

（8）MOC7：通常為機(jī)上地面檢查，如系統(tǒng)的隔離檢查等。

（9）MOC8：對于電傳飛控系統(tǒng)而言，通過工程模擬器驗(yàn)證飛控律、分析操縱特性、評估飛控故障對全機(jī)的影響，為試飛風(fēng)險科目提供支持。

（10）MOC9：一般用于機(jī)載設(shè)備的符合性證明，其驗(yàn)證所需的分析、計算及鑒定試驗(yàn)報告須由供應(yīng)商提供。如必要，審查代表須進(jìn)行目擊鑒定試驗(yàn)，可能包含上述所有方法。

以上10種符合性驗(yàn)證方法的主要是從評審、試驗(yàn)、檢查和鑒定等方面進(jìn)行的“結(jié)果式”驗(yàn)證，這樣往往只能驗(yàn)證到部分重要性能指標(biāo)，不適合以需求為導(dǎo)向的民機(jī)產(chǎn)品研制特點(diǎn)，導(dǎo)致周期延長、成本超過預(yù)算的問題[1-2]。另一方面，電傳飛控系統(tǒng)其復(fù)雜性和高集成度大大增加了不可預(yù)知的系統(tǒng)性行為發(fā)生的可能性，明顯交錯的系統(tǒng)行為難以通過傳統(tǒng)的解藕分析和部件試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)和驗(yàn)證，尤其是需求和設(shè)計錯誤是不可能通過“試錯法”被窮舉和驗(yàn)證[3]。

2 ?面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法

2.1 概述

本節(jié)基于系統(tǒng)工程V模型，結(jié)合“過程保證”思想，提出了一種面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法（MOCDP），該方法模型如圖1所示。從適航符合性的角度該方法把民機(jī)及系統(tǒng)產(chǎn)品研制過程分為“需求分析”“研發(fā)設(shè)計”“安全性分析”“設(shè)計驗(yàn)證”“綜合驗(yàn)證”和“需求確認(rèn)”6個過程，其中每個過程又可以分為3個層級：飛機(jī)級、系統(tǒng)級和設(shè)備級[4-5]。其中前3個過程主要對應(yīng)傳統(tǒng)的型號設(shè)計過程，位于V模型的左半部分，通過民機(jī)產(chǎn)品各層級自上而下的“需求分析-研發(fā)設(shè)計-安全性分析”過程形成相應(yīng)的型號設(shè)計數(shù)據(jù);后3個過程對應(yīng)傳統(tǒng)的符合性驗(yàn)證過程，位于右半部分，通過民機(jī)產(chǎn)品各層級自底向上的“設(shè)計驗(yàn)證—綜合驗(yàn)證—需求確認(rèn)”過程形成符合性驗(yàn)證數(shù)據(jù)[6]。以適航需求為導(dǎo)向把型號設(shè)計和符合性驗(yàn)證工作聯(lián)系起來，構(gòu)建了型號設(shè)計資料與符合性驗(yàn)證資料之間的內(nèi)在邏輯，形成符合性文件體系，確保符合性文件的完整性和可追溯性[7-8]。

2.2 符合性文件體系

MOCDP模型的左側(cè)是系統(tǒng)自上而下的分解過程，對應(yīng)型號設(shè)計過程。圍繞適航需求進(jìn)行需求分析研發(fā)設(shè)計和安全性分析，產(chǎn)生對應(yīng)的型號設(shè)計資料[9]、該模型的右側(cè)是系統(tǒng)自下而上的集成過程，對應(yīng)符合性驗(yàn)證過程。當(dāng)產(chǎn)品試制完成后，進(jìn)行設(shè)計驗(yàn)證、綜合驗(yàn)證與需求確認(rèn)，同時生成符合性驗(yàn)證資料[10]。通過對適航需求的層層分解與管控，確保系統(tǒng)對適航條款的符合性。依據(jù)面向研制過程的符合性驗(yàn)證方法過程模型，形成系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)化的符合性文件體系，如圖2所示。

MOCDP符合性文件體系，形成了一個閉合的適航符合性證據(jù)鏈回路，明確了在飛機(jī)、系統(tǒng)和設(shè)備各層級內(nèi)部和跨層級間形成的輸入輸出關(guān)系，確保形成的符合性文件的完整性和可追溯性[11]。

3 ?結(jié)語

本文研究了十種傳統(tǒng)的符合性方法（MOC0～MOC9），并針對其不足之處做了簡要分析?；谙到y(tǒng)工程理論，結(jié)合民機(jī)研制過程，提出了一種面向民機(jī)研制過程的符合性驗(yàn)證方法。

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