《機載電子產品設計保證實踐》在詳細介紹國內外適航法規(guī)和標準的基礎上,結合筆者在機載電子產品開發(fā)、適航研究與實踐、工程活動管理、國際合作等方面的經驗以及參與國際適航標準編制的體會,對如何理解適航標準、如何基于適航標準建立本地化開發(fā)過程,以及如何開展工程開發(fā)及管理工作進行了全面系統(tǒng)的說明,并提供了系統(tǒng)、設備、軟件/硬件等多個層級的技術開發(fā)樣例以及構型管理、過程保證、工程活動管理等多個方面的技術管理樣例,幫助讀者理解設計保證要求并在項目實踐中落實。
《機載電子產品設計保證實踐》共12章,分別為:機載產品適航概述、機載產品適航要求與符合性方法、設計保證指南介紹、設計保證指南應用探索、飛機級工程開發(fā)活動、系統(tǒng)級工程開發(fā)活動、設備級工程開發(fā)活動、組件級工程開發(fā)活動、IMA系統(tǒng)工程開發(fā)活動、構型管理與過程保證活動、工程管理活動,以及機載電子產品開發(fā)過程建立方法;另外還包括附錄A某機載網絡交換機適航實踐和附錄B組件需求示例。
《機載電子產品設計保證實踐》適合從事機載電子產品開發(fā)的工程技術人員和工程管理人員參閱,也可供高校相關專業(yè)的學生使用。
2016年我的第一部作品《機載電子產品適航工程方法》出版后,得到許多同行們的支持和鼓勵。由于其中有大量實際工作的經驗和體會,比較實用,該書很快就銷售一空。很多朋友聯系我索書,也提出了一些意見。大家普遍反映該書雖然很“接地氣”,但內容有些單薄,很多問題只是點到為止,沒有展開進行深入討論,因此讀起來感覺不過癮。這些反饋意見使我萌發(fā)了編寫第二部作品的念頭。
本書經過三年多的準備和打磨,在對《機載電子產品適航工程方法》修訂的基礎上增加了集成模塊化航電(IMA)系統(tǒng)開發(fā)活動以及軟件/硬件開發(fā)活動的完整描述,同時增加了技術管理活動的相關內容(構型管理、過程保證、工程管理),使得內容更加全面完整。
設計保證是國際自動機工程師學會(SAE)、航空無線電技術委員會(RTCA)等國際標準組織為表明復雜機載產品滿足適航要求提出的一種符合性方法,包括ARP 4754、ARP 4761、D0-178、D0-254、D0-297等一系列指南,這些指南分別針對飛機與機載系統(tǒng)、軟件/硬件以及基于IMA架構的系統(tǒng)提出了相關的開發(fā)過程要求和適航認證考慮。這些指南不僅為開發(fā)高品質的機載電子產品提供了指導,還最終被美國聯邦航空管理局(FAA)、歐洲航空安全局(EASA)為代表的多國適航審查機構接受作為機載電子產品適航符合性補充方法,以彌補機載電子產品無法進行窮舉測試的不足。因此,滿足上述指南定義的開發(fā)過程目標是機載電子產品適航的基本要求。國內承擔民機機載電子產品研制任務的單位,需建立符合上述指南要求的機載電子產品開發(fā)過程,以保證我國民機產業(yè)的自主發(fā)展。
然而上述指南是基于目標形式定義的,不提供具體的工程實施方法,對使用人員及單位能力要求較高。指南使用者需要具備正確把握指南并靈活運用的能力,在此基礎上根據企業(yè)的產品特點及管理模式,形成符合指南要求的本地化產品開發(fā)過程才能夠有效地應用指南。由于我國民機工業(yè)起步較晚,大部分航空企業(yè)還沒有完全掌握指南要求,不具備建立本地化適航開發(fā)過程的能力,這一現狀嚴重制約了民機機載電子產品適航工作的開展。
本書結合筆者在機載電子產品開發(fā)、適航研究與實踐、工程活動管理、國際合作等方面的經驗,說明如何在實際項目中實施設計保證指南。相比于目前已有的眾多相關書籍,本書具有以下幾方面的特點。
。1)以機載電子產品開發(fā)活動為主線展開討論,通過對設計保證要求進行系統(tǒng)、綜合的分析,引導讀者以工程開發(fā)視角理解指南要求,領悟指南期望傳遞給使用者的信息,提高讀者準確把握指南要求并靈活運用的能力。
(2)提供從飛機系統(tǒng)總體設計到機載系統(tǒng)、設備,軟件/硬件設計活動,以及IMA系統(tǒng)設計的完整樣例,對各層級工程活動、不同層級工程活動之間的關系以及工程活動與工作產品之間的關系進行說明,使讀者能夠清晰地了解所從事的工作在整個飛機型號開發(fā)鏈中的位置,有助于團隊間協(xié)同,共同實現飛機適航目標。
。3)提供相關的技術管理活動樣例,包括構型管理、過程保證、工程管理等,說明如何將項目技術管理工作與工程開發(fā)活動有機銜接。
。4)基于我國航空企業(yè)現狀,提出建立本地化機載電子產品開發(fā)過程的方法并提供完整的參考樣例,實現系統(tǒng)、軟件以及硬件開發(fā)過程的有機融合,為國內機載電子產品供應商建立本地化適航開發(fā)過程提供參考。
本書主要關注指南的內涵,而并非是對特定版本指南的解讀。因此在本書后續(xù)章節(jié)中,我們將統(tǒng)一使用代號(ARP 4754、ARP 4761、D0-178、D0-254等)指代指南,除特殊需要(如說明指南發(fā)展過程)外,不特別標注指南版本信息。
另外,雖然適航最初是針對民機提出的要求,但近幾年適航性也得到軍方和主機廠所的普遍關注,目前我國軍方對許多新研型號都提出了適航要求。本書雖然以民機為主線討論適航相關的設計保證方法,但由于軍、民機適航在技術層面上不存在本質差別,本書對軍機項目的適航工作同樣具有參考價值。
本書編寫過程中得到韓嫂莉、邱征、袁曉軍、張雙、趙臘才、王青等同志的大力支持,在此表示感謝。同時由于作者水平有限,書中難免存在不足之處,敬請廣大讀者批評指正。
田莉蓉,中國航空工業(yè)集團有限公司適航專業(yè)首席技術專家,航空工業(yè)計算所研究員。從事機載電子產品開發(fā)30余年,具有豐富的機載電子產品開發(fā)經驗。2008年開始從事適航研究工作,對ARP 4754、ARP 4761、D0-178、D0-254等進行了深入的學習研究,帶領團隊開展了一系列適航工程實踐活動,主持完成了多個項目的適航取證工作。2014年加入國際自動機工程師協(xié)會(SAE)S18等技術委員會.參與多項國際適航標準制定工作。
第1章 機載產品適航概述
1.1 適航起源
1.2 適航法規(guī)體系
1.2.1 《中華人民共和國民用航空法》
1.2.2 《中華人民共和國民用航空器適航管理條例》
1.2.3 適航規(guī)章
1.2.4 適航管理程序(AP)及管理文件(AMD)
1.2.5 咨詢通告與工業(yè)標準
1.3 適航批準形式
1.4 適航相關主體職責
1.4.1 申請人/持證人職責
1.4.2 局方職責
1.5 適航取證過程
1.5.1 取證申請
1.5.2 工程審查
1.5.3 體系審查
1.5.4 頒發(fā)證件及裝機
小結
第2章 機載產品適航要求與符合性方法
2.1 機載產品發(fā)展過程
2.1.1 分立式架構(1940-1960年)
2.1.2 聯合式架構(1960-1990年)
2.1.3 綜合模塊化架構(1990年至今)
2.2 機載產品類別及層級
2.2.1 機載產品類別
2.2.2 機載產品層級
2.3 機載產品適航要求
2.3.1 飛機型號適航要求
2.3.2 機載系統(tǒng)/設備適航要求
2.3.3 機載電子硬件適航要求
2.3.4 機載軟件適航要求
2.3.5 適航要求vs.設計要求
2.4 機載產品符合性方法
2.4.1 常規(guī)符合性方法
2.4.2 設計保證方法
小結
第3章 設計保證指南介紹
3.1 軟件設計保證指南(DO-l78)
3.1.1 產生背景
3.1.2 指南綜述
3.1.3 策劃過程
3.1.4 開發(fā)過程
3.1.5 基礎過程
3.2 系統(tǒng)設計保證指南(ARP 4754)
3.2.1 產生背景
3.2.2 指南綜述
3.2.3 策劃過程
3.2.4 開發(fā)過程
3.2.5 基礎過程
3.3 電子硬件設計保證指南(D0-254)
3.3.1 產生背景
3.3.2 指南綜述
3.3.3 策劃過程
3.3.4 設計過程
3.3.5 支持過程
3.4 綜合模塊化航電系統(tǒng)設計保證指南(D0-297)
3.4.1 產生背景
3.4.2 開發(fā)過程
3.4.3 認證考慮
3.4.4 基礎過程
小結
第4章 設計保證指南應用探索
4.1 指南相關指導性文件
4.1.1 D0-248
4.1.2 AC-20-115
4.1.3 AC-20-152
4.1.4 AC-20-170
4.1.5 AC-20-174
……
第5章 飛機級工程開發(fā)活動
第6章 系統(tǒng)級工程開發(fā)活動
第7章 設備級工程開發(fā)活動
第8章 組件級工程開發(fā)活動
第9章 IMA系統(tǒng)工程開發(fā)活動
第10章 構型管理與過程保證活動
第11章 工程管理活動
第12章 機載電子產品開發(fā)過程建立方法
附錄A 某機載網絡交換機適航實踐
附錄B 組件需求示例
參考文獻