民用飛機客服工程研制需求確認(rèn)方法研究

徐 強

（上海飛機客戶服務(wù)有限公司項目管理部，上海 200241）

在現(xiàn)代民用飛機（簡稱民機）研制工作中，研制需求是開展飛機設(shè)計的重要輸入。當(dāng)前，空客公司提出的基于需求的工程（RBE，requirements based engineering）逐步形成了以功能需求、安全性需求、機載軟件需求等為主線的需求管控技術(shù)體系及數(shù)字化應(yīng)用環(huán)境，并已成為空客公司先進(jìn)數(shù)字化研發(fā)體系的重要組成部分。由于飛機研制需求在整個研制過程中的重要性，其正確性及完整性對于整個開發(fā)過程至關(guān)重要。需求的確認(rèn)過程就是通過一系列確認(rèn)活動來保證需求的正確性和完整性，減少后續(xù)因為需求錯誤造成的產(chǎn)品設(shè)計錯誤或重復(fù)工作[1]。此外，需求確認(rèn)過程還有助于發(fā)現(xiàn)和修訂質(zhì)量較差的需求語句，如不清晰的需求描述、不必要的需求語句等[2]。

當(dāng)前，民機項目需求確認(rèn)方法的主要研究和應(yīng)用集中在飛機產(chǎn)品的需求方面，主要依據(jù)ARP 4754A 推薦的基于功能研制保證等級（FDAL，functional development assurance level）的需求確認(rèn)方法，確保等級較高的需求能夠獲得更多的確認(rèn)資源。但對于客服工程研制需求這類非功能性的、不直接與飛機安全相關(guān)的需求，如何定義需求確認(rèn)原則和方法，目前的研究和應(yīng)用工作較少，需要進(jìn)一步開展相關(guān)的研究和探索。

近年來，民機制造業(yè)正在由“制造業(yè)”向“制造服務(wù)業(yè)”轉(zhuǎn)型，以產(chǎn)品為中心的制造業(yè)向服務(wù)增值延伸，提供的是“產(chǎn)品+服務(wù)”的全流程服務(wù)，客戶服務(wù)已成為民機產(chǎn)業(yè)中開拓市場的重要競爭手段[3]。 民機客戶服務(wù)工作已不再是傳統(tǒng)的售后服務(wù)模式，不再只集中于交付運營階段，而是覆蓋民機的全生命周期。

民機型號的研制工作不僅是對飛機產(chǎn)品的研制，還包括民機客服工程的研制工作。民機客服工程研制提供的是民機客戶服務(wù)和支持所需的客戶服務(wù)產(chǎn)品，并在飛機研制階段開展的一系列技術(shù)和管理過程的集合。 客服工程研制工作是民機型號研制整體工作的一部分，應(yīng)按照系統(tǒng)工程的思想和方法來開展；客服體系和客服產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)圍繞相關(guān)客服工程研制需求開展， 由客服工程研制需求牽引相關(guān)的設(shè)計工作；民機客服工程研制需求也應(yīng)跟隨飛機產(chǎn)品的需求定義同步開展。按照系統(tǒng)工程“雙V”的研制模型，結(jié)合客服工程研制的特點，定義民機客服工程研制模型如圖1 所示，模型左邊是自上向下（from top to bottom）的設(shè)計過程，從最頂層的客戶需求捕獲開始，分3 個層級開展客服工程研制需求的分析、確認(rèn)工作，并依據(jù)確認(rèn)后的需求開展相應(yīng)方案定義工作；需求和方案分解到可實現(xiàn)層級后，模型中間是客服產(chǎn)品（如培訓(xùn)設(shè)備、手冊等）的生產(chǎn)制造過程；基于制造實現(xiàn)的客服產(chǎn)品在模型的右側(cè)開始自下向上的集成驗證過程，集成驗證除了包括具體客服產(chǎn)品的驗證外，還包括中國民用航空局對整個客服體系的驗證和認(rèn)可，以及最終首家客戶交付運行支持準(zhǔn)備工作；飛機交付客戶后，在開展運行支持工作的基礎(chǔ)上開展客戶需求確認(rèn)工作，即最終產(chǎn)品是否滿足客戶的需求。

圖1 民機客服工程研制模型Fig1.The model of customer service engineering development of civil aircraft

1 需求確認(rèn)目的

需求確認(rèn)工作最重要的目的是確保所定義需求的正確性和完整性[4]。單條需求和一組需求（需求集合）的正確性和完整性有其不同的含義和要求，如表1 所示，單條需求的確認(rèn)更加關(guān)注本條需求自身的合理性，而需求集合的確認(rèn)更多關(guān)注其內(nèi)部需求條目之間的協(xié)調(diào)性及整體需求的完整性。

表1 需求的正確性和完整性要求Tab.1 The correctness and completeness of requirements

需求確認(rèn)工作是系統(tǒng)工程技術(shù)過程集的一個重要過程，需求確認(rèn)的結(jié)果可以用來證實本層級的需求能夠正確地貫徹上一層級的預(yù)期需求和功能，并且對下一步的設(shè)計活動是充分正確和完整的。

需要注意區(qū)分需求確認(rèn)與產(chǎn)品確認(rèn)概念的不同，產(chǎn)品確認(rèn)是為了證實已經(jīng)實現(xiàn)的系統(tǒng)是符合利益攸關(guān)方最初需求的[5]。 產(chǎn)品確認(rèn)的目的還是為了表明系統(tǒng)能夠在預(yù)期運行環(huán)境中實現(xiàn)預(yù)期的使用目的[6]。 此外，產(chǎn)品確認(rèn)是由客戶來完成的[7]，而需求確認(rèn)則是由民機主制造商開展的。

2 需求確認(rèn)模型與流程

需求確認(rèn)模型如圖2 所示。

圖2 需求確認(rèn)模型Fig.2 The model of requirements validation

1）輸入

經(jīng)過需求分析活動獲得的待確認(rèn)需求。

2）活動

包括確定需求確認(rèn)方法、執(zhí)行確認(rèn)活動并捕獲確認(rèn)證據(jù)、編制并發(fā)布確認(rèn)總結(jié)報告。

3）控制項

主要包括開展需求確認(rèn)的相關(guān)約束及指南。

4）使能項

包括開展需求確認(rèn)的工具/技術(shù)及支持需求確認(rèn)活動的組織資產(chǎn)。

5）輸出

經(jīng)過確認(rèn)后的需求和需求確認(rèn)總結(jié)報告。

在實際型號研制中，民機需求確認(rèn)貫穿整個飛機研制過程，通過多輪迭代不斷提高需求的成熟度，通過長期捕獲確認(rèn)證據(jù)，最終達(dá)到較高水平的置信度。需求確認(rèn)的一般流程[8]如圖3 所示。

圖3 需求確認(rèn)的一般流程Fig.3 The general process of requirements validation

在上述流程中，最關(guān)鍵且最有難度的工作是需求確認(rèn)方法的選用，如何在確認(rèn)資源有限的情況下，盡可能保證確認(rèn)資源得到合理的分配和使用。確認(rèn)方法定義和選用原則也是重點研究和探索的內(nèi)容。

3 需求確認(rèn)方法

需求確認(rèn)方法的制定和選用對于需求確認(rèn)工作具有非常重要的意義。需求確認(rèn)工作需要綜合考慮確認(rèn)方法的嚴(yán)苛度和確認(rèn)成本之間的平衡性。

飛機產(chǎn)品及其系統(tǒng)的FDAL 和項目研制保證等級（IDAL,item development assurance level）決定了確認(rèn)的嚴(yán)苛度。ARP 4754A 基于FDAL 給出了FDAL A～FDAL E 研制保證等級下需求確認(rèn)方法的推薦級別[9]，如表2所示， 其中，R 表示推薦作為合格審定的需求確認(rèn)方法；A 表示可協(xié)商作為合格審定的需求確認(rèn)方法；N 表示不需作為合格審定的需求確認(rèn)方法。 例如：為了確認(rèn)等級A 和B 的需求，可使用分析、建?；蛟囼灱跋嗨菩缘确椒▉泶_認(rèn)需求的正確性和完整性。 由表2 可以看出，隨著FDAL 等級由高到低，其推薦的確認(rèn)方法的嚴(yán)苛度要求也在下降，這表明確認(rèn)方法的選擇體現(xiàn)了需求的重要性與確認(rèn)成本的關(guān)聯(lián)性，即將更多的確認(rèn)資源放到重要性等級高的需求上。

表2 ARP 4754A 中不同研制保證等級下需求確認(rèn)方法的推薦級別Tab.2 Requirements validation methods recommended under different guarantee levels by ARP 4754A

對于客服工程研制需求而言，其需求與飛機產(chǎn)品的安全性不直接相關(guān)，也無需開展FDAL 等級的定義工作，在這種情況下無法直接使用表2 推薦的需求確認(rèn)方法。但基于上述需求確認(rèn)方法的選用原則，即確認(rèn)方法的選用體現(xiàn)了需求的重要性與確認(rèn)成本的關(guān)聯(lián)性，將更多的確認(rèn)資源放到重要性等級高的需求上。因此，在民機客服工程研制過程中，也有必要探索客服工程研制需求確認(rèn)方法及其選用原則。

在開展民機客服工程需求管理規(guī)劃時，需綜合考慮企業(yè)組織架構(gòu)、研制模式及客服工程研制特點等因素，民機客服工程需求信息架構(gòu)（RIA，requirement information architecture）如圖4 所示。

圖4 民機客服工程需求信息架構(gòu)Fig.4 The requirements information architecture of customer service engineering of civil aircraft

其中，第一層的民機客戶服務(wù)需求來源于市場、客戶等民機客戶服務(wù)利益攸關(guān)方的需要，經(jīng)過需求分析過程而產(chǎn)生，其主要定義民機全生命周期階段應(yīng)提供給客戶的服務(wù)類型（如培訓(xùn)服務(wù)、維修支持服務(wù)等）及服務(wù)特性要求（如培訓(xùn)周期、維修支持成本等數(shù)值型要求）；經(jīng)過需求分解，將客戶服務(wù)需求分解到下一層級民航客服研制需求，本層級的需求主要定義了為提供上一層級民機客戶服務(wù)而在研制過程中需要開展的研制工作及客服產(chǎn)品的頂層需求； 進(jìn)一步往下分解，形成了具體的民機客服產(chǎn)品需求，定義了具體的客服產(chǎn)品（如具體的手冊、培訓(xùn)設(shè)備等）需求，作為定義客服產(chǎn)品開發(fā)方案的輸入，要確?？头a(chǎn)品的開發(fā)工作由需求牽引， 客服產(chǎn)品能夠滿足已定義的需求，在完成需求分解后， 下一層級的需求還要向上追溯，建立追溯鏈接關(guān)系，這樣從最上層的需求可以向下一直查找其子需求、子子需求等，任何層級的需求發(fā)生變更，都可以依據(jù)鏈接關(guān)系評估其可能影響的上下級需求。 上述功能可以依靠信息化的手段實現(xiàn)，IBM Rational DOORS（簡稱DOORS）是常用的需求管理信息化工具。

在捕獲和定義客戶服務(wù)需求時，基于對服務(wù)重要性和必要性的劃分，可將服務(wù)分為3 大類：基本服務(wù)、拓展服務(wù)和增值服務(wù)。

1）基本服務(wù)

是滿足飛機安全、可靠飛行的基本服務(wù)項目，也是主制造商在飛機交付后必須向客戶提供的服務(wù)項目，且需滿足行業(yè)最低的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，往往也是持續(xù)適航的基本要求。

2）拓展服務(wù)

是用于提高客戶運營效率、降低運營成本的服務(wù)，包括提供可盈利的電子化服務(wù)、航空公司運營優(yōu)化的咨詢服務(wù)及爭取MRO（maintenance，repair&overhual）服務(wù)。

3）增值服務(wù)

屬于創(chuàng)新性服務(wù)或高度可定制化的客戶服務(wù)解決方案。主制造商通過增值服務(wù)獲取更多利潤，但增值服務(wù)通常有較高的進(jìn)入門檻。

根據(jù)工作實踐及需求確認(rèn)方法選用的基本原則，形成客服工程研制需求確認(rèn)方法的模型，如表3 所示。

表3 客服工程研制需求確認(rèn)方法模型Tab.3 The model of requirements validation method of customer service engineering development

對于民機客服工程需求，其所有需求都必須采用

語句符合性檢查及專家評審方法，并編制確認(rèn)計劃、確認(rèn)矩陣和確認(rèn)總結(jié)，以保證評估需求的正確性和完

整性。 除此之外，所有需求還應(yīng)至少采用一種其他確認(rèn)方法，以進(jìn)一步評估需求的正確性和完整性。頂層的民機客戶服務(wù)需求都應(yīng)按照相應(yīng)文件中的定義確定其所屬的服務(wù)類型，并根據(jù)服務(wù)類型選擇其對應(yīng)的確認(rèn)方法，對于下層級的民機客服研制需求和民機客服產(chǎn)品需求，通過追溯鏈接到頂層的民機客戶服務(wù)需求，其類型可以與頂層民機客戶服務(wù)需求保持一致，并且采用優(yōu)先級高的服務(wù)類型（服務(wù)類型優(yōu)先級：基本服務(wù)＞拓展服務(wù)＞增值服務(wù)）。確認(rèn)方法選用的主要原則：①所有需求都必須經(jīng)過專家評審、確認(rèn)計劃、確認(rèn)矩陣和確認(rèn)總結(jié)；②所有需求還必須經(jīng)過上述4 種確認(rèn)方法之外的至少1 種確認(rèn)方法的確認(rèn)；③對于屬于基本服務(wù)類型的需求必須使用追溯的確認(rèn)方法，追溯的來源可以包括市場要求、適航條款、行業(yè)規(guī)范等，還可以來自上層需求和方案的內(nèi)容；④對于拓展服務(wù)類型的需求必須有追溯或需求依據(jù)兩種確認(rèn)方法之一；⑤對于屬于基本服務(wù)和拓展服務(wù)類型的需求， 如含有定量指標(biāo)，則必須有分析/計算的確認(rèn)方法。

4 需求確認(rèn)工具

在民機客服工程研制過程中，需要針對需求確認(rèn)工作制定《民機客服工程研制需求確認(rèn)大綱》，對客服工程研制需求的確認(rèn)原則、角色分工、確認(rèn)方法、確認(rèn)工具及確認(rèn)交付物等進(jìn)行定義和要求。

對于民用飛機這類復(fù)雜產(chǎn)品，其研制需求數(shù)以萬計，如何對數(shù)量眾多的需求語句開展有效管理和追蹤，必須借助先進(jìn)的信息化工具來實現(xiàn)。 因此，在民機型號研制過程中，為了更好地使用信息化工具對需求進(jìn)行有效管控，還應(yīng)定義需求管理平臺使用手冊等指導(dǎo)性資料，對需求語句的錄入、導(dǎo)出、追溯鏈接及變更操作等進(jìn)行描述，以指導(dǎo)需求工作的開展。

DOORS 是一款先進(jìn)的需求管理應(yīng)用程序，用于捕獲、鏈接、跟蹤、分析和管理需求信息，以保證產(chǎn)品開發(fā)與需求規(guī)格說明和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一致。 DOORS 支持多用戶并行工作方式，捕獲需求后，用戶可以通過使用視圖、鏈接和可追蹤性分析等功能，在項目整個生存周期中對需求進(jìn)行追蹤和管理。同時，在DOORS 系統(tǒng)中可以生成需求確認(rèn)矩陣模板，如表4 所示，需求ID和需求文本將按照需求數(shù)據(jù)庫中的信息自動生成，用戶只需將確認(rèn)的相關(guān)信息填入即可， 通過DOORS 工具可以高效地記錄需求確認(rèn)活動， 實際型號研制中DOORS 系統(tǒng)中的需求確認(rèn)模塊，如圖5 所示。

表4 需求確認(rèn)矩陣模板Tab.4 The template of requirements validation matrix

圖5 DOORS 系統(tǒng)需求確認(rèn)模塊Fig.5 The model of requirements validation in DOORS

此外，使用DOORS 實現(xiàn)需求確認(rèn)活動還有如下優(yōu)點：①可以多人操作同一份檢查單，且互不影響；②當(dāng)需求發(fā)生變化時，可方便地定位變更需求，并只針對該條需求進(jìn)行確認(rèn)活動；③可以利用DOORS 的導(dǎo)出工具快速生成確認(rèn)性追溯矩陣表。因此，利用DOORS模塊的特性可以十分便捷地記錄需求確認(rèn)活動的過程[10]。

5 結(jié)語

在國產(chǎn)民機研制過程中，基于飛機產(chǎn)品需求管理工作經(jīng)驗進(jìn)行推廣，目前已經(jīng)建立了覆蓋飛機產(chǎn)品、客服工程、制造、試飛等領(lǐng)域的全面需求管理體系，在各領(lǐng)域內(nèi)按照統(tǒng)一的需求管理思路、工具和方法開展各項需求工作及需求的跨領(lǐng)域傳遞工作。 但民機客服工程研制有其特點，不能簡單地套用飛機產(chǎn)品的需求確認(rèn)方法，需要根據(jù)實際客服產(chǎn)品需求的特點開展需求確認(rèn)活動。

在實際需求確認(rèn)工作中，一般需采用多種確認(rèn)方法對需求進(jìn)行確認(rèn)，且在可接受的成本范圍內(nèi)，建議采用不同確認(rèn)方法確保需求是正確的、完整的，需求確認(rèn)的置信度與所采用的確認(rèn)方法數(shù)量呈正相關(guān)。 但不同類型的需求，其確認(rèn)的嚴(yán)苛度要求不同，通常優(yōu)先級越高，其選用的確認(rèn)方法要求越高。