李鵬昌 萬(wàn)方

摘 要：在SAE ARP4754A中，需求的確認(rèn)和驗(yàn)證是系統(tǒng)研制過(guò)程的重要環(huán)節(jié)。EWIS作為連接民用客機(jī)所有用電設(shè)備的重要系統(tǒng)，如何在設(shè)計(jì)過(guò)程中提出需求確認(rèn)的要求，是EWIS設(shè)計(jì)中不可或缺的一個(gè)重要內(nèi)容。本文以SAE ARP4754A為理論基礎(chǔ)，針對(duì)EWIS需求確認(rèn)的目的，提出了確認(rèn)要求，對(duì)EWIS的研制起到了一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：EWIS 需求確認(rèn) 正確性 完整性

中圖分類號(hào)：V22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）12（a）-0000-00

1 引言

EWIS的系統(tǒng)需求確認(rèn)，是指通過(guò)追溯性、分析、試驗(yàn)、相似機(jī)型經(jīng)驗(yàn)評(píng)估以及工程評(píng)審等方法對(duì)捕獲的EWIS系統(tǒng)需求進(jìn)行檢查，以確保EWIS的系統(tǒng)需求的足夠正確和完整，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。

2 一般要求

需求的確認(rèn)過(guò)程在EWIS的系統(tǒng)研制過(guò)程中是一個(gè)貫穿研制周期的、持續(xù)的、迭代性的完整性過(guò)程。通過(guò)系統(tǒng)需求確認(rèn)，可以在研制周期的早期識(shí)別到需求的錯(cuò)誤和遺漏，以減少在后期對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行更改而帶來(lái)的不必要成本上升和進(jìn)度延遲。

根據(jù)SAE ARP4754A飛機(jī)系統(tǒng)V&V研制流程，V形左半部分是確認(rèn)過(guò)程，V形右半部分是驗(yàn)證過(guò)程，如圖1所示。驗(yàn)證過(guò)程（虛線和藍(lán)色箭頭部分）不在本文范圍內(nèi)討論。

根據(jù)圖1所示，EWIS需求確認(rèn)活動(dòng)的對(duì)象是EWIS的系統(tǒng)需求，即EWIS的各層級(jí)需求文件。EWIS的需求文件體系主要由四個(gè)層次構(gòu)成：

（a）飛機(jī)級(jí)向EWIS 直接分配的需求；（b）各系統(tǒng)對(duì)EWIS 的需求（SWR）；（c）EWIS 的系統(tǒng)需求文件（SRD）；（d）EWIS 元器件、組件級(jí)需求。

在需求定義階段形成飛機(jī)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)的需求。在初步設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)階段應(yīng)開始開展飛機(jī)級(jí)需求中與EWIS 相關(guān)內(nèi)容、飛機(jī)級(jí)向系統(tǒng)分配的與EWIS相關(guān)的需求以及各功能系統(tǒng)對(duì)EWIS的需求，并形成EWIS的系統(tǒng)需求文件。在初步設(shè)計(jì)評(píng)審（PDR）時(shí)，應(yīng)階段性地評(píng)估需求確認(rèn)結(jié)果和SRD，并以此作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否轉(zhuǎn)入下一階段的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一。

在PDR后，隨著各功能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的深入和凍結(jié)，應(yīng)對(duì)初步設(shè)計(jì)階段的功能系統(tǒng)對(duì)EWIS需求結(jié)果進(jìn)行更新，并進(jìn)行EWIS元器件和組件的需求確認(rèn)活動(dòng)。在關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)審（CDR）時(shí)，應(yīng)基本完成飛機(jī)級(jí)與EWIS相關(guān)需求的確認(rèn)，SWR和SRD需求確認(rèn)，并階段性完成EWIS元器件、組件級(jí)需求確認(rèn)活動(dòng)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的初期，應(yīng)完成EWIS元器件、組件級(jí)的需求確認(rèn)，從而進(jìn)行EWIS元器件、組件的設(shè)計(jì)活動(dòng)。

系統(tǒng)需求確認(rèn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一些開口項(xiàng)，這是因?yàn)椴糠中枨笮枰却乱患?jí)需求分解確定、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步細(xì)化、乃至飛機(jī)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后才能實(shí)現(xiàn)。對(duì)于這些開口項(xiàng)，應(yīng)制定嚴(yán)格的跟蹤和關(guān)閉流程，以控制其風(fēng)險(xiǎn)。

系統(tǒng)需求確認(rèn)過(guò)程中，還會(huì)遇到需求更改的情況，此時(shí)就要重新對(duì)更改后的需求進(jìn)行確認(rèn)，為了避免個(gè)別需求的更改帶來(lái)全部需求的重新確認(rèn)，在這種情況下，需嚴(yán)格評(píng)估更改需求的關(guān)聯(lián)需求，僅對(duì)相關(guān)需求進(jìn)行重新確認(rèn)。因此，EWIS的需求確認(rèn)是EWIS的系統(tǒng)研制周期中的一個(gè)持續(xù)、階段性的迭代過(guò)程，并且隨著每一次迭代的循環(huán)，對(duì)需求的確認(rèn)和理解不斷增加，對(duì)EWIS需求正確性和完整性更加清晰。

4 EWIS的系統(tǒng)需求確認(rèn)目標(biāo)

根據(jù)SAE ARP4754A要求，EWIS的系統(tǒng)需求確認(rèn)過(guò)程的目標(biāo)是保證需求的正確性和完整性，對(duì)需求進(jìn)行檢查以確保這些需求是必要和充分的。確認(rèn)過(guò)程的另一個(gè)目標(biāo)是限制出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)非預(yù)期功能或相關(guān)系統(tǒng)間非預(yù)期功能的潛在可能[1]。

4.1 正確性

在確認(rèn)過(guò)程期間，應(yīng)對(duì)失效狀態(tài)等級(jí)和所制定需求的正確性進(jìn)行評(píng)審并證明其合理性。應(yīng)在需求的每個(gè)層級(jí)進(jìn)行正確性檢查。正確性表示一種程度，意指需求個(gè)體是否是清楚的、可驗(yàn)證的、與其它需求是相符合的，以及對(duì)需求集是必要的。

在需求確認(rèn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)需求的正確性進(jìn)行確認(rèn)：需求的解釋是否是唯一一種；需求是否已被明確定義；是否與其它需求有沖突；需求是否包含錯(cuò)誤；是否能從根本上對(duì)需求進(jìn)行滿足；是否允許需求具有具體偏差；需求是否可驗(yàn)證；需求來(lái)源是否是正確的并且已經(jīng)得到確定；是否有必要將需求分為單獨(dú)需求。

4.2 完整性

完整性表示一種程度，意指當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)滿足了一組正確的需求時(shí)，這組需求是否在所確定運(yùn)行環(huán)境的壽命周期各個(gè)階段的所有運(yùn)行模式下滿足客戶、用戶、維修人員、審定局方以及飛機(jī)、系統(tǒng)、項(xiàng)目開發(fā)人員等方面的需求。

需求集本身的完整性可能很難進(jìn)行證明。可利用需求類型清單作為需求完整性檢查的基礎(chǔ)。通過(guò)EWIS 的需求文件體系，包括需求類型，確認(rèn)矩陣模板/檢查單，以及實(shí)際用戶、維修人員、合格審定局方和研制人員的參與來(lái)保證完整性。

需求完整性確認(rèn)需要對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)：需求能否明顯滿足上層需求；是否確定了與其他系統(tǒng)、人員和過(guò)程的接口；對(duì)每個(gè)接口相關(guān)限制條件定義是否足夠詳細(xì)；對(duì)于一個(gè)動(dòng)作是否存在一個(gè)對(duì)應(yīng)的禁止動(dòng)作等。

4.3 實(shí)例

根據(jù)飛機(jī)級(jí)和系統(tǒng)級(jí)需求，EWIS需求類型可以分為：功能需求、安裝需求、隔離需求、可靠性需求、維修需求、安全性需求、適航需求、重量需求、設(shè)備安裝需求、元器件選用需求等系統(tǒng)級(jí)頂層需求。

根據(jù)需求分解的要求，在安裝需求中，根據(jù)SAE AS50881的規(guī)定，可分解出以下需求內(nèi)容：除裝在艙底中心線兩側(cè)150mm（6.0in）范圍以內(nèi)的天線等設(shè)備所需連接線以外，該區(qū)域內(nèi)不得布線（迫降安全），也不得使用對(duì)潮濕敏感的電線[2]。

以正確性為例對(duì)該需求進(jìn)行確認(rèn)，完全滿足本文4.1節(jié)中的要求及SAE ARP4754A要求的描述，該需求具有唯一一種解釋，可以從根本上予以滿足，且不具備多重特征。因此該需求可作為EWIS設(shè)計(jì)需求之一。在實(shí)際工作中，可用確認(rèn)矩陣開展對(duì)需求的確認(rèn)活動(dòng)。

5 結(jié)語(yǔ)

EWIS需求作為EWIS設(shè)計(jì)的原始目標(biāo)，直接關(guān)系到EWIS設(shè)計(jì)是否能夠被局方認(rèn)可，而需求的確認(rèn)作為工作中的重要一環(huán)，不僅影響EWIS設(shè)計(jì)的方案，也影響著EWIS的設(shè)計(jì)進(jìn)度，進(jìn)而可能影響了整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)度。因此，在EWIS設(shè)計(jì)階段的初期一定要提出一套切實(shí)可行的需求確認(rèn)要求，為下一步的設(shè)計(jì)工作指明設(shè)計(jì)方向。

參考文獻(xiàn)

[1] SAE ARP4754A， Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems [S].

[2] SAE AS50881F， Wiring Aerospace Vehicle [S].