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基于4754A的民用飛機(jī)EWIS需求管理分析論文
現(xiàn)代民用飛機(jī)的競爭很大一部分集中在飛機(jī)研發(fā)能力水平的較量，想要提高民機(jī)的研發(fā)能力，必須加強(qiáng)研發(fā)管理能力和系統(tǒng)集成能力。SA E A R P475 4A規(guī)定的飛機(jī)研發(fā)流程是被FA A及E A SA承認(rèn)并推薦的標(biāo)準(zhǔn)流程，其中的需求管理更是整個研發(fā)流程的核心。因此，借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自己的實(shí)踐，建立一套完整的飛機(jī)需求管理體系是每個意圖提高民機(jī)研發(fā)能力的飛機(jī)設(shè)計(jì)部門的迫切需要。
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(jī)系統(tǒng)/燃油箱安全性的強(qiáng)化適航程序”，首次正式提出了電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)（EW I S）的概念，且增加了EW I S適航條款，從此新型飛機(jī)的研制必須把EW I S等同于其他功能系統(tǒng)，單獨(dú)作為一個系統(tǒng)來設(shè)計(jì)和適航審定。適航需求是主要設(shè)計(jì)輸入，必須在飛機(jī)整個研制階段嚴(yán)格貫徹，且應(yīng)提供適航需求傳遞，演變和變更的可追溯性，以及完整的設(shè)計(jì)過程證據(jù)文件。如果整個過程沒有很好地記錄下來，會嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)取證工作。因此建立飛機(jī)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(jī)中實(shí)現(xiàn)基于需求的研制過程，將傳遞的需求作為飛機(jī)研制的依據(jù)，圍繞著需求的捕獲、分析、確認(rèn)、驗(yàn)證和變更等工作，開展相關(guān)的研制工作。
1。2 需求的捕獲和生成
EWIS需求的來源主要包括以下幾種。
�。�1） 來自上層的需求即飛機(jī)級需求，飛機(jī)級需求自上而下向系統(tǒng)分解為系統(tǒng)級需求，系統(tǒng)級需求向下分配為EW I S元器件、組件級需求，進(jìn)而指導(dǎo)和開展EW I S元器、組件設(shè)計(jì)。典型的與E W I S 相關(guān)的飛機(jī)級需求為：“飛機(jī)應(yīng)具有提供和管理能量（包括液壓和電能）的能力”，以及“飛機(jī)應(yīng)具有為設(shè)備之間提供通訊的能力”。EW I S 需求工程師應(yīng)在飛機(jī)總體專業(yè)發(fā)布的文件中捕獲與EW I S相關(guān)的需求。
�。�2） 來自公共專業(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(hù)需求等。其中，適航要求是確保飛機(jī)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分部電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)的內(nèi)容。
�。�3）其他系統(tǒng)對于EWI S的需求。包括系統(tǒng)布線隔離、電纜線型、屏蔽、端接和接地特殊要求。
（4） EW I S自身專業(yè)的需求，包括EW I S行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、咨詢通告等。
E W I S 需求工程師根據(jù)以上內(nèi)容捕獲E W I S 需求，在概念設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范和頂層設(shè)計(jì)方案中，從而指導(dǎo)EWIS的具體設(shè)計(jì)。
1。3 EWIS需求的確認(rèn)
EWI S需求的確認(rèn)是指對EWI S需求是正確的和完整的所作出的決定，通過追溯性、分析、試驗(yàn)、相似機(jī)型經(jīng)驗(yàn)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(shè)計(jì)的需求是足夠正確和完整的，并且產(chǎn)品能夠滿足用戶、維護(hù)人員、審定局方以及飛機(jī)、系統(tǒng)和項(xiàng)目研制人員的需求。
在初步設(shè)計(jì)評審（ P D R）時，應(yīng)評估E W I S 需求確認(rèn)的結(jié)果以及需求文件。在P D R后，隨著各功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入和凍結(jié)，應(yīng)對初步設(shè)計(jì)階段的系統(tǒng)對EWI S需求結(jié)果進(jìn)行更新，并進(jìn)行EW I S元器件和組件的需求確認(rèn)活動。在關(guān)鍵設(shè)計(jì)評審（C D R ）時，應(yīng)基本完成飛機(jī)級與E W I S 相關(guān)需求的確認(rèn)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的初期，應(yīng)完成EW I S元器件、組件級的需求確認(rèn)，從而進(jìn)行EWIS元器件、組件的設(shè)計(jì)活動。
1。4 EWIS需求的驗(yàn)證
通過需求矩陣，編制產(chǎn)品驗(yàn)證計(jì)劃，并執(zhí)行驗(yàn)證，獲取驗(yàn)證證據(jù)。驗(yàn)證的目的是確定執(zhí)行均滿足其特定要求。驗(yàn)證的過程確保了EWI S的系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足已確認(rèn)的要求。驗(yàn)證由根據(jù)驗(yàn)證計(jì)劃進(jìn)行的檢查、評審、分析、測試和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)組成。驗(yàn)證的過程是為了確定預(yù)定的功能被正確地執(zhí)行；確定要求已被滿足；確保執(zhí)行后安全性分析仍然對系統(tǒng)有效。
E W I S 驗(yàn)證工作內(nèi)容主要包括功能設(shè)計(jì)驗(yàn)證，物理安裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證。系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)包括原理圖和線路圖的設(shè)計(jì)。物理安裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證指E W I S 在飛機(jī)上實(shí)際安裝設(shè)計(jì)正確性和完整性的驗(yàn)證。
對于設(shè)計(jì)偏離，應(yīng)編制設(shè)計(jì)偏離報(bào)告，對設(shè)計(jì)偏離原因、危害影響進(jìn)行分析，并制定相應(yīng)的緩和策略。如果設(shè)計(jì)偏離被接受，應(yīng)在貫徹了緩和策略后，在報(bào)告中對設(shè)計(jì)偏離進(jìn)行關(guān)閉。如果設(shè)計(jì)偏離不被接受，應(yīng)更改設(shè)計(jì)以符合要求。
1。5 EWIS需求的變更
研制過程中，不可避免會發(fā)生需求的變更，需求的變更應(yīng)按照構(gòu)型更改控制程序進(jìn)行并完整的記錄。變更的來源一般來自兩個方面：需求的輸入方（飛機(jī)級需求及其他系統(tǒng)和公共專業(yè)給與EW I S的需求）和需求的實(shí)施方（EWI S設(shè)計(jì)人員）。變更的內(nèi)容包括：修改現(xiàn)有需求、新需求的增加及廢棄現(xiàn)有需求。
需求的變更過程應(yīng)嚴(yán)格按照構(gòu)型管理變更控制過程要求。需求變更影響應(yīng)從可行性、成本、計(jì)劃和設(shè)計(jì)的專業(yè)等方面進(jìn)行分析，制定相關(guān)的分析規(guī)則，按照需求的優(yōu)先級，為需求變更決策提供依據(jù)，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(jié)以某機(jī)型項(xiàng)目一條E W I S 需求為例，簡單介紹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EW I S 的設(shè)計(jì)和安裝必須使任何在飛機(jī)上可能發(fā)生的電氣干擾，不會對飛機(jī)或其系統(tǒng)造成危險(xiǎn)影響。此條需求收錄在專門管理的軟件中，并指導(dǎo)生成了E W I S 隔離規(guī)范的一部分內(nèi)容，即為消除線路之間的電磁干擾，不兼容的線路之間應(yīng)保證隔離。因此在電氣系統(tǒng)原理圖和線路圖中對每個線路需定義隔離代碼，代碼中包括電磁兼容（E M C）代碼，分為交流、直流、離散、數(shù)字、模擬、射頻。規(guī)范要求相同E MC代碼的線路可在同一線束中或敷設(shè)在一起，不同E MC代碼線路不能成束，且須保持一定的隔離距離。
（ 2 ） 需求的確認(rèn)階段：聯(lián)合E MC、總體及所有用電功能系統(tǒng)專業(yè)，對于此條需求的正確性和完整性進(jìn)行確認(rèn)。正確性即項(xiàng)目中的所有線路中的信號的E MC分類以及不同E MC種類間的隔離距離是否合理；完整性即所有線路的E MC類型是否都已經(jīng)包含在這五類中。通過相似機(jī)型經(jīng)驗(yàn)評估以及工程評審（P D R）的方法對于EW I S隔離規(guī)范此部分內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)，并以此作為是否轉(zhuǎn)入下一階段的標(biāo)準(zhǔn)之一。
（ 3 ）需求的驗(yàn)證階段：驗(yàn)證包括內(nèi)容包括機(jī)上安裝時不同E MC代碼的線路是否都已經(jīng)隔離，以及不同E MC代碼之間的隔離距離是否滿足要求。前部分主要通過設(shè)計(jì)評審驗(yàn)證EW I S 物理安裝設(shè)計(jì)是否滿足E W I S 隔離規(guī)范中的E MC 要求，后部分可通過仿真分析以及機(jī)上全機(jī)E MC試驗(yàn)，驗(yàn)證當(dāng)采用規(guī)范中的距離時，系統(tǒng)是否正常工作。
如果飛機(jī)上由于局部空間限制如機(jī)翼，不能滿足隔離規(guī)范中的距離要求，就會產(chǎn)生了設(shè)計(jì)偏離。如機(jī)翼上的模擬線與數(shù)字線之間不能滿足距離要求，則需要制定解決方案，如增加屏蔽保護(hù)等。但特別注意的是需要驗(yàn)證表明增加屏蔽保護(hù)的方法與最小隔離距離要求是等效的，不會危害到飛機(jī)的安全運(yùn)行。
（ 4 ） 需求的變更：確認(rèn)階段，通過E MC以及防火系統(tǒng)反饋，滅火器的電引爆線路比較敏感，須與上述各E MC分類線路隔離敷設(shè)，而且不能包含在上述各分類中。此時就產(chǎn)生了需求的變更，根據(jù)項(xiàng)目的構(gòu)型管理程序，記錄此條需求確認(rèn)產(chǎn)生的問題，并因此更改EW I S隔離規(guī)范即需要新增一個EMC分類以及相關(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(shè)安裝設(shè)計(jì)，以滿足EMC以及防火系統(tǒng)的需求。
3 結(jié)語
進(jìn)行E W I S 需求管理最主要目的就是保證EW I S設(shè)計(jì)的質(zhì)量。通過在E W I S研制過程中的每一個階段對需求進(jìn)行全生命周期的有效管理，才能確保EW I S設(shè)計(jì)工作從始至終全面準(zhǔn)確針對有效的需求進(jìn)行，任何需求的變更能夠及時準(zhǔn)確反饋并實(shí)現(xiàn)在EW I S設(shè)計(jì)中，從而縮短飛機(jī)項(xiàng)目研制的周期，同時提高和保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。進(jìn)而確保最終產(chǎn)品真正滿足要求。
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