基于4754A的民用飛機EWIS需求管理分析論文

　　現代民用飛機的競爭很大一部分集中在飛機研發(fā)能力水平的較量，想要提高民機的研發(fā)能力，必須加強研發(fā)管理能力和系統集成能力。SA E A R P475 4A規定的飛機研發(fā)流程是被FA A及E A SA承認并推薦的標準流程，其中的需求管理更是整個(gè)研發(fā)流程的核心。因此，借鑒國外的經(jīng)驗，結合自己的實(shí)踐，建立一套完整的飛機需求管理體系是每個(gè)意圖提高民機研發(fā)能力的飛機設計部門(mén)的迫切需要。

　　20xx年底FA A發(fā)出的FA R第2 5 —1 2 3號修正案“用于飛機系統/燃油箱安全性的強化適航程序”，首次正式提出了電氣線(xiàn)路互聯(lián)系統（EW I S）的概念，且增加了EW I S適航條款，從此新型飛機的研制必須把EW I S等同于其他功能系統，單獨作為一個(gè)系統來(lái)設計和適航審定。適航需求是主要設計輸入，必須在飛機整個(gè)研制階段嚴格貫徹，且應提供適航需求傳遞，演變和變更的可追溯性，以及完整的設計過(guò)程證據文件。如果整個(gè)過(guò)程沒(méi)有很好地記錄下來(lái)，會(huì )嚴重影響設計取證工作。因此建立飛機EWIS需求管理體系是適航審定的要求。

　　1 EWIS需求管理流程

　　1。1 概述

　　E W I S 需求管理的目的是按照S A EA R P 4 75 4A[1]要求，在飛機中實(shí)現基于需求的研制過(guò)程，將傳遞的需求作為飛機研制的依據，圍繞著(zhù)需求的捕獲、分析、確認、驗證和變更等工作，開(kāi)展相關(guān)的研制工作。

　　1。2 需求的捕獲和生成

　　EWIS需求的來(lái)源主要包括以下幾種。

　�。�1） 來(lái)自上層的需求即飛機級需求，飛機級需求自上而下向系統分解為系統級需求，系統級需求向下分配為EW I S元器件、組件級需求，進(jìn)而指導和開(kāi)展EW I S元器、組件設計。典型的與E W I S 相關(guān)的飛機級需求為：“飛機應具有提供和管理能量（包括液壓和電能）的能力”，以及“飛機應具有為設備之間提供通訊的能力”。EW I S 需求工程師應在飛機總體專(zhuān)業(yè)發(fā)布的文件中捕獲與EW I S相關(guān)的需求。

　�。�2） 來(lái)自公共專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的需求，包括適航需求、安全性需求、可靠性需求、維修性需求、電磁防護需求等。其中，適航要求是確保飛機安全飛行的最基本要求。與EWI S相關(guān)的適航要求為FA R /CCA R—2 5 R4 H分部電氣線(xiàn)路互聯(lián)系統的內容。

　�。�3）其他系統對于EWI S的需求。包括系統布線(xiàn)隔離、電纜線(xiàn)型、屏蔽、端接和接地特殊要求。

　�。�4） EW I S自身專(zhuān)業(yè)的需求，包括EW I S行業(yè)標準、咨詢(xún)通告等。

　　E W I S 需求工程師根據以上內容捕獲E W I S 需求，在概念設計階段（C D P）形成初步的E W I S 需求矩陣，并逐步落實(shí)到EW I S頂層設計規范和頂層設計方案中，從而指導EWIS的具體設計。

　　1。3 EWIS需求的確認

　　EWI S需求的確認是指對EWI S需求是正確的和完整的所作出的決定，通過(guò)追溯性、分析、試驗、相似機型經(jīng)驗評估以及工程評審等方法對捕獲的E W I S 需求進(jìn)行檢查，以確保EW IS設計的需求是足夠正確和完整的，并且產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足用戶(hù)、維護人員、審定局方以及飛機、系統和項目研制人員的需求。

　　在初步設計評審（ P D R）時(shí)，應評估E W I S 需求確認的結果以及需求文件。在P D R后，隨著(zhù)各功能系統設計的深入和凍結，應對初步設計階段的系統對EWI S需求結果進(jìn)行更新，并進(jìn)行EW I S元器件和組件的需求確認活動(dòng)。在關(guān)鍵設計評審（C D R ）時(shí)，應基本完成飛機級與E W I S 相關(guān)需求的確認。在詳細設計階段的初期，應完成EW I S元器件、組件級的需求確認，從而進(jìn)行EWIS元器件、組件的設計活動(dòng)。

　　1。4 EWIS需求的驗證

　　通過(guò)需求矩陣，編制產(chǎn)品驗證計劃，并執行驗證，獲取驗證證據。驗證的目的是確定執行均滿(mǎn)足其特定要求。驗證的過(guò)程確保了EWI S的系統設計滿(mǎn)足已確認的要求。驗證由根據驗證計劃進(jìn)行的檢查、評審、分析、測試和運行經(jīng)驗組成。驗證的過(guò)程是為了確定預定的功能被正確地執行；確定要求已被滿(mǎn)足；確保執行后安全性分析仍然對系統有效。

　　E W I S 驗證工作內容主要包括功能設計驗證，物理安裝設計驗證。系統功能設計包括原理圖和線(xiàn)路圖的設計。物理安裝設計驗證指E W I S 在飛機上實(shí)際安裝設計正確性和完整性的驗證。

　　對于設計偏離，應編制設計偏離報告，對設計偏離原因、危害影響進(jìn)行分析，并制定相應的緩和策略。如果設計偏離被接受，應在貫徹了緩和策略后，在報告中對設計偏離進(jìn)行關(guān)閉。如果設計偏離不被接受，應更改設計以符合要求。

　　1。5 EWIS需求的變更

　　研制過(guò)程中，不可避免會(huì )發(fā)生需求的變更，需求的變更應按照構型更改控制程序進(jìn)行并完整的記錄。變更的來(lái)源一般來(lái)自?xún)蓚�(gè)方面：需求的輸入方（飛機級需求及其他系統和公共專(zhuān)業(yè)給與EW I S的需求）和需求的實(shí)施方（EWI S設計人員）。變更的內容包括：修改現有需求、新需求的增加及廢棄現有需求。

　　需求的變更過(guò)程應嚴格按照構型管理變更控制過(guò)程要求。需求變更影響應從可行性、成本、計劃和設計的專(zhuān)業(yè)等方面進(jìn)行分析，制定相關(guān)的分析規則，按照需求的優(yōu)先級，為需求變更決策提供依據，并與需求變更信息一起，記錄保存。

　　2 EWIS需求管理實(shí)例

　　該章節以某機型項目一條E W I S 需求為例，簡(jiǎn)單介紹E W I S 需求管理的具體流程。

　　（1） 需求捕獲和生成階段：捕獲適航條款第2 5。17 0 7條（ b） 為一條需求，具體為每個(gè)EW I S 的設計和安裝必須使任何在飛機上可能發(fā)生的電氣干擾，不會(huì )對飛機或其系統造成危險影響。此條需求收錄在專(zhuān)門(mén)管理的軟件中，并指導生成了E W I S 隔離規范的一部分內容，即為消除線(xiàn)路之間的電磁干擾，不兼容的線(xiàn)路之間應保證隔離。因此在電氣系統原理圖和線(xiàn)路圖中對每個(gè)線(xiàn)路需定義隔離代碼，代碼中包括電磁兼容（E M C）代碼，分為交流、直流、離散、數字、模擬、射頻。規范要求相同E MC代碼的線(xiàn)路可在同一線(xiàn)束中或敷設在一起，不同E MC代碼線(xiàn)路不能成束，且須保持一定的隔離距離。

　　（ 2 ） 需求的確認階段：聯(lián)合E MC、總體及所有用電功能系統專(zhuān)業(yè)，對于此條需求的正確性和完整性進(jìn)行確認。正確性即項目中的所有線(xiàn)路中的信號的E MC分類(lèi)以及不同E MC種類(lèi)間的隔離距離是否合理；完整性即所有線(xiàn)路的E MC類(lèi)型是否都已經(jīng)包含在這五類(lèi)中。通過(guò)相似機型經(jīng)驗評估以及工程評審（P D R）的方法對于EW I S隔離規范此部分內容進(jìn)行確認，并以此作為是否轉入下一階段的標準之一。

　　（ 3 ）需求的驗證階段：驗證包括內容包括機上安裝時(shí)不同E MC代碼的線(xiàn)路是否都已經(jīng)隔離，以及不同E MC代碼之間的隔離距離是否滿(mǎn)足要求。前部分主要通過(guò)設計評審驗證EW I S 物理安裝設計是否滿(mǎn)足E W I S 隔離規范中的E MC 要求，后部分可通過(guò)仿真分析以及機上全機E MC試驗，驗證當采用規范中的距離時(shí)，系統是否正常工作。

　　如果飛機上由于局部空間限制如機翼，不能滿(mǎn)足隔離規范中的距離要求，就會(huì )產(chǎn)生了設計偏離。如機翼上的模擬線(xiàn)與數字線(xiàn)之間不能滿(mǎn)足距離要求，則需要制定解決方案，如增加屏蔽保護等。但特別注意的是需要驗證表明增加屏蔽保護的方法與最小隔離距離要求是等效的，不會(huì )危害到飛機的安全運行。

　　（ 4 ） 需求的變更：確認階段，通過(guò)E MC以及防火系統反饋，滅火器的電引爆線(xiàn)路比較敏感，須與上述各E MC分類(lèi)線(xiàn)路隔離敷設，而且不能包含在上述各分類(lèi)中。此時(shí)就產(chǎn)生了需求的變更，根據項目的構型管理程序，記錄此條需求確認產(chǎn)生的問(wèn)題，并因此更改EW I S隔離規范即需要新增一個(gè)EMC分類(lèi)以及相關(guān)的距離要求，進(jìn)而進(jìn)一步影響了E W I S產(chǎn)品的具體敷設安裝設計，以滿(mǎn)足EMC以及防火系統的需求。

　　3 結語(yǔ)

　　進(jìn)行E W I S 需求管理最主要目的就是保證EW I S設計的質(zhì)量。通過(guò)在E W I S研制過(guò)程中的每一個(gè)階段對需求進(jìn)行全生命周期的有效管理，才能確保EW I S設計工作從始至終全面準確針對有效的需求進(jìn)行，任何需求的變更能夠及時(shí)準確反饋并實(shí)現在EW I S設計中，從而縮短飛機項目研制的周期，同時(shí)提高和保證設計質(zhì)量。進(jìn)而確保最終產(chǎn)品真正滿(mǎn)足要求。

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