民用飛機(jī)安全性需求捕獲方法與流程

王京婭

【摘 要】安全性需求產(chǎn)生于飛機(jī)/系統(tǒng)的安全性分析與評(píng)估過(guò)程，這些需求應(yīng)當(dāng)通過(guò)可控的過(guò)程傳遞到設(shè)計(jì)中，以確保安全性需求能得到滿(mǎn)足。對(duì)安全性需求的捕獲過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控和管理是十分必要和重要的。本文給出了民用飛機(jī)安全性需求的捕獲方法與傳遞流程，明確了各層級(jí)的需求來(lái)源。

【關(guān)鍵詞】民用飛機(jī)；安全性需求；捕獲

中圖分類(lèi)號(hào)： J905 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）24-0044-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.022

0 引言

安全性設(shè)計(jì)與評(píng)估是保證在研制過(guò)程中達(dá)到所期望的安全性水平的重要途徑。安全性設(shè)計(jì)是貫徹安全性目標(biāo)與安全性需求到實(shí)際的研制過(guò)程中，并使飛機(jī)的安全性達(dá)到預(yù)期水平的關(guān)鍵途徑。安全性評(píng)估過(guò)程既為安全性設(shè)計(jì)提供了安全性方面的輸入，也是評(píng)估安全性設(shè)計(jì)工作完整性和正確性的主要途徑。

適航要求是進(jìn)行民機(jī)安全性設(shè)計(jì)的最低要求。要保證飛機(jī)的安全性具有競(jìng)爭(zhēng)力，就要在適航要求的基礎(chǔ)上，綜合考慮市場(chǎng)需求、工程經(jīng)驗(yàn)、人為因素分析、同類(lèi)機(jī)型指標(biāo)等，形成高水準(zhǔn)的安全性需求，從而可以量化體現(xiàn)飛機(jī)優(yōu)于競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型的安全性。

1 安全性需求的捕獲與傳遞流程

在飛機(jī)研制過(guò)程中，安全性需求存在于飛機(jī)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和設(shè)備級(jí)。安全性需求的類(lèi)型包括獨(dú)立性、定量（概率）、定性、可用性、完整性、監(jiān)控、功能研制保證等級(jí)、運(yùn)行和維護(hù)需求。

安全性需求的捕獲與傳遞流程見(jiàn)圖1。以分等級(jí)的結(jié)構(gòu)，根據(jù)功能把安全性需求自飛機(jī)級(jí)功能至設(shè)備級(jí)進(jìn)行分解。在飛機(jī)級(jí)，安全性定量需求是通過(guò)基于飛機(jī)功能（如方向控制、地面減速等）的飛機(jī)級(jí)功能危險(xiǎn)性評(píng)估（FHA）以及初步飛機(jī)安全性評(píng)估（PASA）而形成的。在系統(tǒng)級(jí)，安全性定量需求是通過(guò)分解飛機(jī)級(jí)安全性定量需求得出的系統(tǒng)級(jí)FHA而形成的。設(shè)備級(jí)的安全性需求來(lái)自使得與系統(tǒng)級(jí)FHA和初步系統(tǒng)級(jí)安全性評(píng)估（PSSA）相關(guān)的安全性目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)所有方面。

安全性需求也可以通過(guò)共因分析（CCA）形成。

在對(duì)各層級(jí)的安全性需求捕獲工作完成之后均要開(kāi)展需求的完整性和正確性檢查工作，并根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)捕獲的各層級(jí)需求進(jìn)行確認(rèn)工作。

若各層級(jí)安全性需求不滿(mǎn)足工作要求，需要重新開(kāi)展捕獲工作，并不斷迭代直至滿(mǎn)足工作要求。

2 各層級(jí)安全性需求的捕獲來(lái)源

2.1 飛機(jī)級(jí)安全性需求

飛機(jī)級(jí)安全性需求主要來(lái)源是適航條款、市場(chǎng)需求和客戶(hù)需求等。

1）適航條款為安全性最低要求，是在進(jìn)行民機(jī)的安全性設(shè)計(jì)時(shí)必須滿(mǎn)足的要求。系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足CCAR/FAR/CS25.1309、25.1709以及AC25.1309等要求。

2）市場(chǎng)需求是指：為了使飛機(jī)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上潛在競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型安全性水平進(jìn)行調(diào)研，獲得在市場(chǎng)上能夠得到客戶(hù)認(rèn)可并具有競(jìng)爭(zhēng)力的安全性水平，并以此安全性水平作為飛機(jī)安全性需求之一。該需求是不能低于適航要求的。如：根據(jù)AC25.1309條的要求，單個(gè)災(zāi)難性失效狀態(tài)的發(fā)生概率小于1E-9/飛行小時(shí)；根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型的某災(zāi)難性失效狀態(tài)的發(fā)生概率已達(dá)到1E-10/飛行小時(shí)。為了讓飛機(jī)具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，此失效狀態(tài)的設(shè)計(jì)需求就為1E-10/飛行小時(shí)。

3）客戶(hù)需求是指由于潛在客戶(hù)的特殊需求，需要飛機(jī)具有獨(dú)特的功能，進(jìn)而需要對(duì)功能進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估，提出相應(yīng)的安全性需求。如：飛機(jī)應(yīng)具有XX功能。

飛機(jī)級(jí)安全性需求作為系統(tǒng)級(jí)需求捕獲的部分來(lái)源，輸出內(nèi)容為飛機(jī)級(jí)FHA、PASA、CCA、安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等。

2.2 系統(tǒng)級(jí)安全性需求

系統(tǒng)級(jí)安全性需求主要來(lái)源是：適航條款、飛機(jī)級(jí)FHA/PASA、其他系統(tǒng)的安全性接口需求、衍生需求、CCA需求以及安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。

1）適航條款：是指本系統(tǒng)需滿(mǎn)足25.1309、1709條以及與本系統(tǒng)相關(guān)的其他安全性條款；

2）飛機(jī)級(jí)FHA/PASA：規(guī)定了系統(tǒng)級(jí)安全性的定量概率需求，以及功能研制保證等級(jí)；

3）其他系統(tǒng)的安全性接口需求：來(lái)自其他系統(tǒng)的安全性需求；

4）衍生需求：源于系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程本身，與上層（飛機(jī)級(jí)）需求不相關(guān)的需求，稱(chēng)為衍生需求。衍生需求中包括與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的安全性需求。衍生需求可能來(lái)自于設(shè)計(jì)決策，也可能來(lái)自電子硬件-軟件接口。例如，為執(zhí)行特定功能的設(shè)備選擇不同的電源，衍生需求則由此而生。為此電源制定的需求，包括安全性需求，就是衍生需求。電源功能失效或故障所導(dǎo)致的失效狀態(tài)決定了必要的研制保證等級(jí)。衍生需求的捕獲和處理應(yīng)與在相同研制階段所適用的其它需求相協(xié)調(diào)。衍生需求應(yīng)包括依據(jù)和/或?qū)m用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的參考。

5）CCA需求：分隔、隔離等需求，以保證功能獨(dú)立性；

6）安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：規(guī)定了系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)的定性需求，系統(tǒng)根據(jù)安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則制定本系統(tǒng)詳細(xì)的安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/規(guī)范。

2.3 設(shè)備級(jí)安全性需求

設(shè)備級(jí)安全性需求主要來(lái)源是：適航條款、系統(tǒng)級(jí)FHA/PSSA需求、CCA需求以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/規(guī)范。

1）適航條款是指本設(shè)備需滿(mǎn)足25.1309、1709條以及與本設(shè)備相關(guān)的其他安全性條款；

2）系統(tǒng)級(jí)FHA/PSSA：系統(tǒng)級(jí)FHA和PSSA規(guī)定了設(shè)備的安全性定量設(shè)計(jì)需求，以及研制保證等級(jí)；

3）CCA需求：形成對(duì)設(shè)備的安裝、分隔、隔離等需求，以保證設(shè)備的功能獨(dú)立性；

4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則/規(guī)范：規(guī)定了設(shè)備的定性設(shè)計(jì)需求。

3 結(jié)論

本文給出了民用飛機(jī)安全性設(shè)計(jì)與評(píng)估過(guò)程中安全性需求的捕獲方法與傳遞過(guò)程，并給出了每一層級(jí)的安全性需求來(lái)源。本文所提出的流程與方法對(duì)開(kāi)展民機(jī)安全性設(shè)計(jì)與安全性需求管理工作具有很好的指導(dǎo)與借鑒意義。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)民用航空規(guī)章.第25部.運(yùn)輸類(lèi)飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]郭博智，王敏芹，阮宏澤.民用飛機(jī)安全性設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)[M].航空工業(yè)出版社，2015.8.