Considerations and Explorations on the Standardization ofProcess Management for Avionics
WANG Xufeng ZHANG Yani (ChinaAero-polytechnologyEstablishment)
Abstract:This paper brieflydescribesthedevelopment statusofprocessmanagement standardizationofavionicsathomeand abroad.Itanalyzes thedevelopment trendsinavionics technology,andthechallengesfacedbycurrentprocessmanagement standardizationofavionics.It explores technical pathwaysand directionsforfuture standardizationsystemconstruction inavionics processmanagement,andproposes keystandards from threedimensions:technicalmanagement,development management,and processmanagement.Throughsystematicplanningofthedevelopment directionandprioritiesofstandards foravionicsprocessmanagement,whichcoversthefullifecycle,thepaperaimstoguideandpromote thedevelopmentofkey standards,supporting the high-quality growth of new-generation avionics products.
Keywords:avionics; processmanagement; standardization
0 引言
平直接影響飛機(jī)的安全性、經(jīng)濟(jì)性和舒適性。
航空電子系統(tǒng)是指由相互聯(lián)系和相互作用的不同電子設(shè)備組成的能夠?qū)崿F(xiàn)特定飛機(jī)功能的系統(tǒng),是現(xiàn)代化飛機(jī)的重要組成部分[1],其性能及技術(shù)水
航空電子過(guò)程管理是指對(duì)航空電子產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)到使用、維護(hù)和退役全過(guò)程實(shí)施有效管理和控制的系列活動(dòng),以確保航空電子產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的質(zhì)量、可靠性和安全性,其對(duì)完成產(chǎn)品最終交付非常關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)手段,為了有效保障航空電子產(chǎn)品的高性能、高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)可承受等發(fā)展要求,應(yīng)積極推行航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化工作。前期,我國(guó)已開(kāi)展了航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),轉(zhuǎn)化了國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),在一定程度上支撐了產(chǎn)品研制生產(chǎn)。然而,面對(duì)未來(lái)航空電子技術(shù)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)還遠(yuǎn)不能滿足發(fā)展需求,存在較大缺失。
1國(guó)內(nèi)外航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀
1.1國(guó)際電工委員會(huì)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(IEC/TC107)發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外從事航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化研究的機(jī)構(gòu)主要是國(guó)際電工委員會(huì)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(IEC/TC107),成立于2000年9月,致力于航空電子(包括航空航天領(lǐng)域商用、民用和軍用電子)領(lǐng)域用系統(tǒng)和設(shè)備過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)制定,以確保航空電子系統(tǒng)和設(shè)備的質(zhì)量和可靠性[2]。該委員會(huì)包含9個(gè)P成員國(guó)和13個(gè)0成員國(guó),秘書(shū)處設(shè)在英國(guó)。中國(guó)作為P成員國(guó)享有投票權(quán)。ICE/TC107下設(shè)5個(gè)工作組、3個(gè)特設(shè)工作組及2個(gè)維護(hù)組,如表1所示。
IEC/TC107圍繞航空電子過(guò)程管理建立了包含技術(shù)管理、過(guò)程管理的標(biāo)準(zhǔn)體系,重點(diǎn)聚焦航空電子元器件過(guò)程管理開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作,截至2024年12月,已正式發(fā)布國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)文件29項(xiàng),廣泛應(yīng)用于航空電子產(chǎn)品研制管理,同時(shí)英、美等國(guó)基于標(biāo)準(zhǔn)建立了相應(yīng)的認(rèn)證體系,推動(dòng)產(chǎn)品貫標(biāo)認(rèn)證。
1.2國(guó)外其他組織航空電子標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀
美國(guó)政府電子與信息協(xié)會(huì)(GEIA)設(shè)立了國(guó)家級(jí)航空電子過(guò)程管理技術(shù)委員會(huì)(APMC),作為IEC/TC107對(duì)口組織,負(fù)責(zé)制定美國(guó)航空電子過(guò)程管理領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn),參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制修訂。AMPC通過(guò)實(shí)施航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品全過(guò)程控制向分層級(jí)管控轉(zhuǎn)變,主要工作包括開(kāi)展電子元器件管理、發(fā)布航空電子技術(shù)節(jié)點(diǎn)、減少航空電子產(chǎn)品輻射影響控制、對(duì)COTS組件管理、為電子產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)等[3]
美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)(SAE)是國(guó)際上有影響力的學(xué)術(shù)組織,SAE航空航天理事會(huì)下設(shè)9個(gè)分部62個(gè)技術(shù)委員會(huì)。航空電子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)主要分布在A-4飛機(jī)儀表技術(shù)委員會(huì)、AS-1飛機(jī)系統(tǒng)和系統(tǒng)集成技術(shù)委員會(huì)、AS-2嵌人式計(jì)算系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì)、AS-3光纖和應(yīng)用光學(xué)技術(shù)委員會(huì),包括平視顯示器、機(jī)載總線、嵌入式計(jì)算機(jī)、光纖等方面的設(shè)計(jì)、維修及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。SAE標(biāo)準(zhǔn)已廣泛應(yīng)用于航空電子產(chǎn)品研發(fā)制造,成為事實(shí)上的全球標(biāo)準(zhǔn)。
ARINC標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)航空無(wú)線電公司標(biāo)準(zhǔn),主要由其下屬的航空電子工程委員會(huì)(AEEC)、航空維修委員會(huì)(AME)、飛機(jī)模擬工程和維修委員會(huì)(FSEMC)組織制定。ARINC標(biāo)準(zhǔn)主要是航空公司向電子設(shè)備制造商提出的要求,覆蓋座艙顯控、通信、總線、導(dǎo)航等專(zhuān)業(yè),使不同制造商提供的產(chǎn)品能滿足各航空公司配套使用需求。ARINC標(biāo)準(zhǔn)逐漸成為工業(yè)界認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)。
RTCA標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)航空無(wú)線電技術(shù)委員會(huì)組織制定的協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn),包括航空電子與無(wú)線電通信、導(dǎo)航、監(jiān)視和空中交通管理等標(biāo)準(zhǔn),主要以民機(jī)使用為主。其中,DO160、DO178、DO254等標(biāo)準(zhǔn)已廣泛應(yīng)用,對(duì)航空電子系統(tǒng)過(guò)程管理起到積極作用。
1.3國(guó)內(nèi)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展現(xiàn)狀
對(duì)口IEC/TC107,經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn),國(guó)內(nèi)于2008年成立了SAC/TC427全國(guó)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì),旨在全國(guó)推行航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化,建立完善的航空電子過(guò)程管理體系,開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)制定,以推進(jìn)航空電子產(chǎn)品質(zhì)量全壽命過(guò)程控制。目前,建立了航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)體系框架,如圖1所示。近年來(lái)建設(shè)重點(diǎn)聚焦于電子元器件層面相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),包含技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)、過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)。
航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)體系框架A技術(shù)管理 B過(guò)程管理A工藝 B溫度升額 AC AD E其他 BA BB C生產(chǎn)管理 BD E采購(gòu)管理 B其他大氣輻射效應(yīng) 無(wú)鉛電子 管理計(jì)劃 供應(yīng)商管理 認(rèn)證管理AAA AAB AAC 0元器件 ADB BEA BEB BEC BED 高性能電子封裝 焊接 其他 集成電路 商用貨架產(chǎn)品 斷檔 防偽 臺(tái)格電子機(jī)型為F-22;第四階段是2000年后的先進(jìn)綜合航空電子技術(shù),通過(guò)“寶石臺(tái)”(PavePale)計(jì)劃進(jìn)一步提升系統(tǒng)綜合化程度,實(shí)現(xiàn)傳感器功能及信號(hào)處理功能的深度融合[7],代表機(jī)型為F-35。近年來(lái)在新技術(shù)推動(dòng)下,航空電子系統(tǒng)的模塊化、綜合化、智能化程度進(jìn)一步提升,基于3A架構(gòu)的新一代航空電子系統(tǒng)在軍民機(jī)中得到應(yīng)用,體現(xiàn)出互聯(lián)、互通、互操作及分層解耦/靈活可組的技術(shù)特征[8
2.2航空電子技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向
2.2.1面向靈動(dòng)性的模塊化開(kāi)放式系統(tǒng)新架構(gòu)
針對(duì)飛機(jī)性能、安全性、經(jīng)濟(jì)性權(quán)衡的綜合要求,需進(jìn)一步提升航空電子系統(tǒng)的模塊化開(kāi)放程度,推動(dòng)以MOSA為代表的理念方法應(yīng)用。硬件方面,將開(kāi)放架構(gòu)應(yīng)用于高性能嵌入式計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)框架;軟件方面,建立開(kāi)放、共用的未來(lái)機(jī)載能力環(huán)境;網(wǎng)絡(luò)方面,開(kāi)發(fā)新型基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)總線,強(qiáng)化平臺(tái)集成;傳感器方面,提供通信、光電、紅外、雷達(dá)傳感器開(kāi)放架構(gòu)。
2.2.2軟件定義的航空電子系統(tǒng)新模式
2 航空電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
2.1航空電子技術(shù)發(fā)展歷程
航空電子技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段。第一階段是20世紀(jì)40\~50年代的分立式航空電子技術(shù),航空電子系統(tǒng)由多個(gè)獨(dú)立設(shè)備組成,相互不干涉,設(shè)備之間信息和數(shù)據(jù)交互較少[4],代表機(jī)型為F-100;第二階段是60\~70年代的聯(lián)合式航空電子技術(shù),系統(tǒng)由多個(gè)獨(dú)立處理機(jī)集合構(gòu)成子系統(tǒng),并通過(guò)1553總線交聯(lián)起來(lái),實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一調(diào)度[5],代表機(jī)型為F-16;第三階段是80\~90年代的綜合式航空電子技術(shù),美國(guó)通過(guò)“寶石柱”(PavePillar)計(jì)劃,將航空電子系統(tǒng)進(jìn)行功能分區(qū),由中央計(jì)算機(jī)集中管理、統(tǒng)一調(diào)度,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高度集成,代表
軟件定義系統(tǒng)通過(guò)將硬件功能虛擬化、資源動(dòng)態(tài)分配及軟件靈活配置,改變航空電子系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用方式,采用硬件抽象層標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)時(shí)虛擬化、模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵技術(shù),顯著提升系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。軟件定義系統(tǒng)的應(yīng)用將推動(dòng)航空電子從“硬件固化”向“功能服務(wù)化”轉(zhuǎn)變,提升飛機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、敏捷性、智能化。
2.2.3智能互聯(lián)的航空電子系統(tǒng)新應(yīng)用
人工智能技術(shù)未來(lái)將在航空電子系統(tǒng)中深度應(yīng)用,并帶來(lái)重大變革?;谠鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)、語(yǔ)音交互與生物特征識(shí)別、神經(jīng)模糊控制等技術(shù)的智能人機(jī)交互可實(shí)現(xiàn)多模態(tài)交互和自適應(yīng)顯示,顯著降低飛行員操作負(fù)荷[。智能感知集成高精度傳感器與多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合算法,實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知能力的躍升?;趶?qiáng)化學(xué)習(xí)與動(dòng)態(tài)規(guī)劃的智能決策將提升系統(tǒng)的自適應(yīng)能力[10]。智能網(wǎng)絡(luò)與云-端協(xié)同的融合將突破數(shù)據(jù)傳輸瓶頸,構(gòu)建全域互聯(lián)生態(tài)[]
3航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化面臨的挑戰(zhàn)
上述新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用給航空電子產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和要求,需要進(jìn)一步發(fā)揮航空電子過(guò)程管理的作用,強(qiáng)化面向系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備及元器件的全面管理,并覆蓋產(chǎn)品研制、生產(chǎn)、使用全壽命周期。分析航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化面臨的挑戰(zhàn),提出相應(yīng)的能力要求及應(yīng)對(duì)策略,形成航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)需求,通過(guò)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化提升航空電子產(chǎn)品質(zhì)量,如圖2所示。
3.1跨平臺(tái)交互協(xié)同需求加強(qiáng)
航空電子系統(tǒng)的跨平臺(tái)交互協(xié)同是未來(lái)飛機(jī)高效運(yùn)行的核心要求,航空電子產(chǎn)品的互聯(lián)、互通、互操作成為關(guān)鍵特性,在飛機(jī)平臺(tái)和系統(tǒng)、系統(tǒng)和設(shè)備、設(shè)備和模塊組件之間要設(shè)計(jì)通用接口。同時(shí),系統(tǒng)功能具有離散性、伸縮性,具備按要素柔性配置或重組的能力?,F(xiàn)行的航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)由于主要聚焦在元器件技術(shù)管理方面,缺乏系統(tǒng)層面的標(biāo)準(zhǔn),尤其針對(duì)跨平臺(tái)交互標(biāo)準(zhǔn)十分匱乏,這是后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的重點(diǎn)。
3.2航空電子產(chǎn)品集成化程度越來(lái)越高
隨著通信、導(dǎo)航和監(jiān)視等功能的進(jìn)一步綜合化、集成化,系統(tǒng)復(fù)雜度提升,要求系統(tǒng)具備高容錯(cuò)能力和復(fù)雜故障診斷機(jī)制。這又進(jìn)一步增加了軟件的復(fù)雜度,帶來(lái)的軟硬件兼容性問(wèn)題可能影響系統(tǒng)性能或可靠性。此外,硬件必須能夠適應(yīng)各種極端的飛行環(huán)境。面對(duì)高度集成化的航空電子系統(tǒng),現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)在全生命周期故障診斷、復(fù)雜場(chǎng)景動(dòng)態(tài)容錯(cuò)、軟硬件全流程協(xié)同設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、極端環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估等方面存在不足。未來(lái)需重點(diǎn)制定智能化故障預(yù)測(cè)、數(shù)字孿生協(xié)同開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證等方面的標(biāo)準(zhǔn)。
3.3模塊化開(kāi)放架構(gòu)成為重要趨勢(shì)
為降低成本,航空電子系統(tǒng)逐步向著模塊化開(kāi)放架構(gòu)發(fā)展,旨在以公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)構(gòu)建易于擴(kuò)展和維護(hù)的系統(tǒng)架構(gòu)。模塊化開(kāi)放系統(tǒng)方法(MOSA)目前已成為航空電子系統(tǒng)主流架構(gòu),通過(guò)采用模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化接口、開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)等方法,達(dá)到節(jié)約成本、縮短周期、支持技術(shù)升級(jí)等目的。模塊化開(kāi)放架構(gòu)對(duì)航空電子系統(tǒng)過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)提出了新需求,應(yīng)逐步補(bǔ)充系統(tǒng)架構(gòu)、接口、集成驗(yàn)證等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
3.4前沿新興技術(shù)變革航電發(fā)展模式
人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品已在飛機(jī)座艙顯控、通信、監(jiān)視等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,將極大推動(dòng)航空電子系統(tǒng)發(fā)展模式。例如,智能座艙人機(jī)交互系統(tǒng)的全息波導(dǎo)、全景玻璃等新型顯示媒體的應(yīng)用,全面提升駕駛員在復(fù)雜環(huán)境下的感知與認(rèn)知能力[12]。尤其是以DeepSeek、ChatGPT大模型為代表的人工智能技術(shù)給航空電子系統(tǒng)發(fā)展帶來(lái)了巨大影響,隨著其深度應(yīng)用,在產(chǎn)品研發(fā)制造等環(huán)節(jié)均將產(chǎn)生新的范式?,F(xiàn)有航電過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)在該領(lǐng)域尚處于空白,缺乏針對(duì)人工智能應(yīng)用場(chǎng)景的過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn),亟須進(jìn)行補(bǔ)充。
3.5商用貨架產(chǎn)品大量使用
商用貨架產(chǎn)品憑借其低成本、高性能和快速迭代優(yōu)勢(shì),正在重塑航空電子系統(tǒng)的研發(fā)模式,推動(dòng)行業(yè)進(jìn)入“敏捷開(kāi)發(fā)”時(shí)代,同時(shí)也引發(fā)技術(shù)和管理體系的重構(gòu)。量子計(jì)算芯片、光子集成電路等新型COTS產(chǎn)品將開(kāi)啟新一輪變革周期。在此形勢(shì)下,現(xiàn)有航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)明顯不足,缺乏兼顧性能、經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)準(zhǔn),在生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)、供應(yīng)商管理標(biāo)準(zhǔn)、采購(gòu)管理標(biāo)準(zhǔn)方面尚不能滿足COTS產(chǎn)品研制需求,未能打通產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈,難以支撐多系統(tǒng)供應(yīng)商產(chǎn)品的有效供給。
4發(fā)展技術(shù)路徑及重點(diǎn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
4.1技術(shù)路徑
分析新興技術(shù)及航空電子技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合國(guó)內(nèi)新一代航空電子系統(tǒng)及配套產(chǎn)品研制現(xiàn)狀,在對(duì)標(biāo)分析IEC/TC107標(biāo)準(zhǔn)、SAE標(biāo)準(zhǔn)、ARINC標(biāo)準(zhǔn)、HOST標(biāo)準(zhǔn)、FACE標(biāo)準(zhǔn)、VICTORY標(biāo)準(zhǔn)、MORA標(biāo)準(zhǔn)、SOSA標(biāo)準(zhǔn)等基礎(chǔ)上,研究制定航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)路線圖,基于對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的適用性分析建立標(biāo)準(zhǔn)體系框架,成體系規(guī)劃航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn),按照技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)、研制管理標(biāo)準(zhǔn)、過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)研制與驗(yàn)證,支撐航空電子產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展。建設(shè)技術(shù)路徑如圖3所示。主要工作包括:
(1)深入研究人工智能等先進(jìn)前沿技術(shù),系統(tǒng)梳理當(dāng)前航電產(chǎn)品研發(fā)趨勢(shì),確定以具備智能化特征的新一代航電產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象。在對(duì)標(biāo)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,凝練標(biāo)準(zhǔn)需求,制定覆蓋標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)目標(biāo)、重點(diǎn)方向、核心任務(wù)、實(shí)現(xiàn)路徑、規(guī)劃安排等方面的標(biāo)準(zhǔn)路線圖。
(2)按照正向設(shè)計(jì)方法,借鑒架構(gòu)理論,綜合集成航空電子產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)、技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)層次劃分等,構(gòu)建航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)體系框架,建立標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
(3)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系框架,分步驟開(kāi)展重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)研制,建立產(chǎn)品定義、設(shè)計(jì)方法、工藝方法、管理要求等不同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu),圍繞當(dāng)前軍民機(jī)航電技術(shù)指標(biāo)體系,定義標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵要素,確定核心參數(shù)指標(biāo),并依托實(shí)物驗(yàn)證、虛擬仿真驗(yàn)證等方式開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容驗(yàn)證,形成標(biāo)準(zhǔn),滿足產(chǎn)品研制需求。
4.2重點(diǎn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
4.2.1技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)
技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)是指在航空電子產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試等過(guò)程中,對(duì)通用、共性的技術(shù)資源、技術(shù)流程及技術(shù)活動(dòng)進(jìn)行全面管理的標(biāo)準(zhǔn),以提升產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)化資源配置,提高研發(fā)、生產(chǎn)、維護(hù)的效率。
(1)開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn),主要為航空電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)實(shí)施中的技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn),包括產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化驗(yàn)證等數(shù)字化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);開(kāi)放式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)評(píng)估等系統(tǒng)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn);航空電子軟件基座、軟件工廠等軟件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);印制板設(shè)計(jì)等硬件開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn);無(wú)鉛電子、焊接工藝、電子裝配等工藝標(biāo)準(zhǔn)。
(2)通用質(zhì)量特性技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn),主要為航空電子產(chǎn)品涉及的“六性”相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),包括航空電子產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性、安全性、可靠性、測(cè)試性、維修性、保障性等技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)。
(3)人工智能技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn),主要為人工智能技術(shù)在航空電子產(chǎn)品中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn),包括人機(jī)協(xié)同、AI模塊集成、自主導(dǎo)航、智能決策等標(biāo)準(zhǔn)。
(4)環(huán)保技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn),主要為產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中涉及的環(huán)保相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),包括航空電子碳排放評(píng)估與優(yōu)化、能效優(yōu)化、熱管理優(yōu)化、環(huán)保制造等標(biāo)準(zhǔn)。4.2.2研制管理標(biāo)準(zhǔn)
研制管理標(biāo)準(zhǔn)指按照航空電子系統(tǒng)產(chǎn)品劃分,對(duì)分系統(tǒng)研制活動(dòng)進(jìn)行管理的標(biāo)準(zhǔn),以提升航空電子各分系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量。
(1)通信分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括通信協(xié)議、射頻性能驗(yàn)證、信息安全、頻譜管理等標(biāo)準(zhǔn)。
先進(jìn)技術(shù)研究 產(chǎn)品跟蹤分析 對(duì)標(biāo)分析
人工 物 邊算 MOSA 智慧 新型 先進(jìn)計(jì) 高 T HST F準(zhǔn)E
·文獻(xiàn)分析 ·試驗(yàn)研究 ·仿真分析 ·數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) ·現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研 ·文件分析 ·分析轉(zhuǎn)化 ·案例研究 ·指標(biāo)比對(duì)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)路線圖及框架構(gòu)建需求分析 約束分析 范圍界定 標(biāo)準(zhǔn)路線圖制定 標(biāo)準(zhǔn)適用性分析 標(biāo)準(zhǔn)體系框架構(gòu)建·國(guó)外經(jīng)驗(yàn)借鑒 ·架構(gòu)理論方法導(dǎo)入 ·典型產(chǎn)品分析 ·行業(yè)協(xié)調(diào)研討 ·體系綜合權(quán)衡標(biāo)準(zhǔn)研制驗(yàn)證技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn) 研制管理標(biāo)準(zhǔn) 過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)√開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn) √通信分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) 計(jì)劃管理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化、系統(tǒng)架構(gòu)、軟件開(kāi) √指示/記錄分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) √需求管理標(biāo)準(zhǔn)發(fā)與驗(yàn)證技術(shù)、件開(kāi)發(fā)與 √導(dǎo)航分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) √設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)管理標(biāo)準(zhǔn)√通用質(zhì)量特性技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn) √核心處理分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) √驗(yàn)證與確認(rèn)管理標(biāo)準(zhǔn)√人工智能技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn) √中央維護(hù)分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) √生產(chǎn)制造管理標(biāo)準(zhǔn)人機(jī)協(xié)同、A模塊集成、自 √信息分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) √采購(gòu)管理標(biāo)準(zhǔn)主導(dǎo)航、智能決策 √客艙分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn) √運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)
環(huán)保技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)
報(bào)廢與退役管理標(biāo)準(zhǔn)·標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)設(shè)計(jì) ·標(biāo)準(zhǔn)要素定義 ·標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)確定 ·標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證 ·標(biāo)準(zhǔn)文本起草
(2)指示/記錄分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括人機(jī)界面、顯控系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)記錄及解析格式、抗墜毀試驗(yàn)等標(biāo)準(zhǔn)。
(3)導(dǎo)航分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)、組合導(dǎo)航集成、導(dǎo)航算法驗(yàn)證等標(biāo)準(zhǔn)。
(4)核心處理分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括模塊化組件開(kāi)發(fā)與集成管理、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、多核資源分配與驗(yàn)證等標(biāo)準(zhǔn)。
(5)中央維護(hù)分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括故障診斷、預(yù)測(cè)性健康管理、維護(hù)數(shù)據(jù)接口、機(jī)載-地面協(xié)同維護(hù)等標(biāo)準(zhǔn)。
(6信息分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括信息接口協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全、權(quán)限管理等標(biāo)準(zhǔn)。
(7)客艙分系統(tǒng)研制管理標(biāo)準(zhǔn)包括客艙設(shè)備人機(jī)工效、娛樂(lè)系統(tǒng)內(nèi)容管理等標(biāo)準(zhǔn)。
4.2.3過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)
過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)指對(duì)航空電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試和應(yīng)用全過(guò)程中實(shí)施管理活動(dòng)所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。
(1)計(jì)劃管理標(biāo)準(zhǔn)包括航電系統(tǒng)及設(shè)備管理計(jì)劃、電子元件/COTS組件管理計(jì)劃準(zhǔn)備和維護(hù)等標(biāo)準(zhǔn)。
(2)需求管理標(biāo)準(zhǔn)包括航空電子需求捕獲與分解、需求驗(yàn)證與確認(rèn)、需求變更控制等標(biāo)準(zhǔn)。
(3)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)管理標(biāo)準(zhǔn)包括航空電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程管理、硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程管理、軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程管理、接口控制文件(ICD)管理等標(biāo)準(zhǔn)。
(4)驗(yàn)證與確認(rèn)管理標(biāo)準(zhǔn)包括航空電子產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證管理、飛行試驗(yàn)管理、適航符合性認(rèn)證管理等標(biāo)準(zhǔn)。
(5)生產(chǎn)制造管理標(biāo)準(zhǔn)包括航空電子產(chǎn)品裝配、檢驗(yàn)、靜電防護(hù)等標(biāo)準(zhǔn)。
(6)采購(gòu)管理標(biāo)準(zhǔn)包括電子元器件的入廠檢驗(yàn)、防偽、貯存等標(biāo)準(zhǔn)。
(7)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)包括航空電子產(chǎn)品升級(jí)維護(hù)管理、維修保障、備件管理等標(biāo)準(zhǔn)。
(8)報(bào)廢與退役管理標(biāo)準(zhǔn)包括航空電子產(chǎn)品報(bào)廢、廢棄回收與處理管理等標(biāo)準(zhǔn)。
5結(jié)語(yǔ)
本文系統(tǒng)梳理了航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)趨勢(shì),剖析了當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化體系在應(yīng)對(duì)智能化、集成化、開(kāi)放化等新興技術(shù)挑戰(zhàn)中的不足,提出了后續(xù)建設(shè)的技術(shù)路徑和重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)方向。隨著航空電子技術(shù)發(fā)展,現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)在跨平臺(tái)交互協(xié)同、高度集成化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、模塊化開(kāi)放架構(gòu)支持、前沿技術(shù)融合、商用貨架產(chǎn)品過(guò)程管理等方面標(biāo)準(zhǔn)存在顯著缺口,亟待完善。按照航空電子過(guò)程管理特點(diǎn),以產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展為牽引,圍繞技術(shù)管理、研制管理與過(guò)程管理開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)研究與制定,推動(dòng)航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)體系優(yōu)化升級(jí),滿足產(chǎn)品研制需求,以標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)航空電子產(chǎn)品高質(zhì)量發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]周貴榮,徐見(jiàn)源,馬少博,等.大型客機(jī)航電系統(tǒng)綜合集成關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].航空學(xué)報(bào),2024,45(5):253-295.
[2]梁媛,蔡良續(xù),黃永葵,等.航空電子過(guò)程管理標(biāo)準(zhǔn)化工作簡(jiǎn)析[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量,2015(3):6-10.
[3]黃永葵.IEC/TC107國(guó)際電工委員會(huì)航空電子過(guò)程管理技術(shù)委員會(huì)及相關(guān)情況介紹[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量,2004(3):52-54.
[4]嚴(yán)龍,朱國(guó)鋒,曲國(guó)遠(yuǎn),等.航空電子系統(tǒng)核心處理平臺(tái)架構(gòu)發(fā)展研究[J].航空電子技術(shù),2021,52(3):23-29.
[5]WATKINSCB,WALTERR.Transitioning fromfederated avionicsarchitectures to integrated modularavionics[C]//26th Digital Avionics Systems Conference.Dallas:IEEE/AIAA,2007:1-7.
[6]馬時(shí)平,齊韜,李兵飛.三層面分析法探究航空電子系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展[J].電光與控制,2023,30(1):69-77.
[7]邢亮.基于AADL的分布式綜合模塊化航電系統(tǒng)架構(gòu)建模與分析[J].電光與控制,2020,27(2):64-69+97.
[8]周慶,鄧平煜,劉青春,等.面向服務(wù)的先進(jìn)航空電子系統(tǒng)架構(gòu)研究[J].航空電子技術(shù),2018,49(4):1-7.
[9]吳文海,郭曉峰,周思羽.綜合飛行器管理系統(tǒng)(IVMS)研究綜述[J].航空工程進(jìn)展,2020,38(3):657-667.
[10]劉波,魏瀟龍,屈虹,等.有人一無(wú)人機(jī)協(xié)同空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)決策研究[J].航空工程進(jìn)展,2023,14(6):63-72.
[11]任寶平,李創(chuàng).機(jī)載系統(tǒng)的智能架構(gòu)及功能分析[J].航空工程進(jìn)展,2023,14(4):149-157.
[12]王坤翔,梁海生,王銅練.人工智能在直升機(jī)航空電子系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)軍轉(zhuǎn)民,2024(20):28-29.
(責(zé)任編輯:張佩玉)
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化2025年13期