黃勁松

(上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院，中國(guó) 上海 201210)

0 引言

綜合模塊化航電（IMA）平臺(tái)作為一種靈活、可重用、可交互操作的軟硬件共享資源集合，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在民用飛機(jī)上。目前，我國(guó)正處于大力發(fā)展民用飛機(jī)的關(guān)鍵時(shí)期，深入研究IMA技術(shù)對(duì)我國(guó)航空電子技術(shù)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

IMA平臺(tái)是包含核心軟件的一個(gè)或者一組模塊，它能夠?yàn)轳v留功能提供計(jì)算、通信、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、接口等公共資源。IMA平臺(tái)的開發(fā)可分為計(jì)劃過(guò)程、需求定義過(guò)程、設(shè)計(jì)過(guò)程、實(shí)現(xiàn)過(guò)程、集成過(guò)程、驗(yàn)證和確認(rèn)過(guò)程。其中，IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程作為平臺(tái)開發(fā)的第一階段尤為重要。本文從DO-297任務(wù)1（IMA平臺(tái)認(rèn)可）目標(biāo)著手，提出了IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程的工作目標(biāo)，制定了計(jì)劃過(guò)程的主要活動(dòng)，在分析研究相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上，給出了計(jì)劃文件的編制要點(diǎn)。

1 IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程工作目標(biāo)和主要活動(dòng)

DO-297任務(wù)1的10項(xiàng)目標(biāo)中有3項(xiàng)涉及到IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程，分別為：

1）平臺(tái)/模塊開發(fā)與認(rèn)可的生命周期以及相關(guān)過(guò)程的計(jì)劃和實(shí)施應(yīng)符合 DO-297、DO-178C、DO-254、和 DO-160G規(guī)范[1]；

2）若需要，驗(yàn)證工具和開發(fā)工具應(yīng)被評(píng)估和鑒定[1]；

3）平臺(tái)/模塊的質(zhì)量保證、構(gòu)型管理、綜合、確認(rèn)、驗(yàn)證以及認(rèn)證聯(lián)絡(luò)已實(shí)施并且已完成[1]。

上述3個(gè)目標(biāo)分解到IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程，相應(yīng)的工作目標(biāo)分別為：

1）完成平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃、設(shè)備鑒定試驗(yàn)計(jì)劃、軟硬件相關(guān)計(jì)劃的編制；

2）完成工具鑒定計(jì)劃的編制；

3）完成質(zhì)量保證計(jì)劃、構(gòu)型管理計(jì)劃、確認(rèn)驗(yàn)證計(jì)劃的編制。

根據(jù)計(jì)劃文件的適用范圍，可將計(jì)劃過(guò)程中的上述3個(gè)目標(biāo)分成4個(gè)主要活動(dòng)，分別為：編制平臺(tái)相關(guān)計(jì)劃、編制平臺(tái)軟件相關(guān)計(jì)劃、編制平臺(tái)硬件相關(guān)計(jì)劃和編制工具相關(guān)計(jì)劃。

2 IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程相關(guān)計(jì)劃文件編制要點(diǎn)

IMA平臺(tái)開發(fā)在遵循DO-297規(guī)范的同時(shí)，平臺(tái)軟件開發(fā)應(yīng)遵循DO-178C規(guī)范，平臺(tái)硬件開發(fā)應(yīng)遵循DO-254規(guī)范，工具開發(fā)應(yīng)遵循DO-330規(guī)范，環(huán)境試驗(yàn)應(yīng)遵循DO-160G規(guī)范。本節(jié)在分析研究上述規(guī)范的基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述計(jì)劃過(guò)程各活動(dòng)的主要工作內(nèi)容和相應(yīng)計(jì)劃文件的編制要點(diǎn)。

2.1 編制平臺(tái)相關(guān)計(jì)劃

編制平臺(tái)相關(guān)計(jì)劃活動(dòng)主要完成下述3份IMA平臺(tái)相關(guān)計(jì)劃的編制。各計(jì)劃文件概述和編制要點(diǎn)如下：

a）平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃：平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用以實(shí)現(xiàn)DO-297任務(wù)1目標(biāo)所涉及的所有相關(guān)考慮，包括平臺(tái)的開發(fā)、驗(yàn)證、構(gòu)型管理、質(zhì)量保證以及符合性驗(yàn)證。平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃是建立平臺(tái)認(rèn)可的基礎(chǔ)，該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：平臺(tái)所在系統(tǒng)的概述、平臺(tái)/模塊概述、認(rèn)可準(zhǔn)則、平臺(tái)生命周期、平臺(tái)生命周期數(shù)據(jù)、進(jìn)度計(jì)劃、工具鑒定、模塊重用、可能影響到平臺(tái)認(rèn)可的附加考慮。平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃可以是一個(gè)單獨(dú)的文件，也可以拆分成多個(gè)文件[1]（例如，拆分為單獨(dú)的平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃、平臺(tái)構(gòu)型管理計(jì)劃、平臺(tái)質(zhì)量保證計(jì)劃和平臺(tái)驗(yàn)證與確認(rèn)計(jì)劃等）。實(shí)際應(yīng)用中IMA平臺(tái)多由一組模塊組成，因此平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃中可以引用多份模塊認(rèn)可計(jì)劃，模塊認(rèn)可計(jì)劃的編制要點(diǎn)與平臺(tái)認(rèn)可計(jì)劃相同。

b）平臺(tái)的安全性工作計(jì)劃：平臺(tái)安全性工作計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用以證明平臺(tái)滿足產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范或飛機(jī)安全性需求的所有相關(guān)考慮。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：安全性工作的組織架構(gòu)、分工、目標(biāo)、內(nèi)容、過(guò)程和輸出。

c）設(shè)備環(huán)境鑒定試驗(yàn)計(jì)劃：設(shè)備環(huán)境鑒定試驗(yàn)計(jì)劃應(yīng)規(guī)定平臺(tái)設(shè)備進(jìn)行環(huán)境鑒定試驗(yàn)的相關(guān)考慮。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：設(shè)備構(gòu)型、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)等級(jí)、進(jìn)度計(jì)劃、試驗(yàn)環(huán)境構(gòu)型、試驗(yàn)程序、通過(guò)/失敗準(zhǔn)則[2]。其中，試驗(yàn)環(huán)境構(gòu)型、試驗(yàn)程序和通過(guò)/失敗準(zhǔn)則也可形成單獨(dú)的設(shè)備環(huán)境鑒定試驗(yàn)程序文件，不在此計(jì)劃文件中描述。

2.2編制平臺(tái)軟件相關(guān)計(jì)劃

編制平臺(tái)軟件相關(guān)計(jì)劃活動(dòng)主要完成下述5份平臺(tái)軟件相關(guān)計(jì)劃的編制。各文件概述和編制要點(diǎn)如下：

a）軟件合格審定計(jì)劃：軟件合格審定計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用以實(shí)現(xiàn)DO-178C中目標(biāo)的過(guò)程、程序、方法和標(biāo)準(zhǔn)。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：系統(tǒng)概述、軟件概述、合格審定的考慮、軟件生命周期、軟件生命周期數(shù)據(jù)、進(jìn)度計(jì)劃、可能影響到合格審定過(guò)程的附加考慮[3]。

b）軟件開發(fā)計(jì)劃：軟件開發(fā)計(jì)劃應(yīng)規(guī)定軟件開發(fā)過(guò)程涉及的目標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和軟件生命周期。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：軟件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、軟件生命周期、軟件開發(fā)環(huán)境。

c）軟件驗(yàn)證計(jì)劃：軟件驗(yàn)證計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用以滿足軟件驗(yàn)證過(guò)程目標(biāo)的方法和程序。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：組織架構(gòu)與職責(zé)、獨(dú)立性、驗(yàn)證方法、驗(yàn)證環(huán)境、轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則、分區(qū)考慮、編譯器假定、重新驗(yàn)證指南、先前開發(fā)軟件、多版本非相似軟件。

d）軟件質(zhì)量保證計(jì)劃：軟件質(zhì)量保證計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用來(lái)達(dá)到軟件質(zhì)量保證過(guò)程目標(biāo)的方法，可能包括過(guò)程改進(jìn)、衡量標(biāo)準(zhǔn)和改進(jìn)管理方法。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：環(huán)境、授權(quán)、質(zhì)量保證活動(dòng)、轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則、進(jìn)度計(jì)劃、質(zhì)量保證記錄的定義、供應(yīng)商控制。

e）軟件構(gòu)型管理計(jì)劃：軟件構(gòu)型管理計(jì)劃應(yīng)規(guī)定在整個(gè)軟件生命周期中用來(lái)達(dá)到軟件構(gòu)型管理過(guò)程目標(biāo)的方法。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：環(huán)境、構(gòu)型管理活動(dòng)、轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則、軟件構(gòu)型管理數(shù)據(jù)的定義、供應(yīng)商控制。

2.3 編制平臺(tái)硬件相關(guān)計(jì)劃

編制平臺(tái)硬件相關(guān)計(jì)劃活動(dòng)主要完成下述6份平臺(tái)硬件相關(guān)計(jì)劃的編制。各文件概述和編制要點(diǎn)如下：

a）硬件合格審定計(jì)劃：硬件合格審定計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用以實(shí)現(xiàn)DO-254中目標(biāo)的過(guò)程、程序、方法和標(biāo)準(zhǔn)。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：系統(tǒng)概述、硬件概述、合格審定的考慮、硬件設(shè)計(jì)生命周期、硬件生命周期數(shù)據(jù)、替代方法、進(jìn)度計(jì)劃、可能影響到合格審定過(guò)程的附加考慮[4]。

b）硬件設(shè)計(jì)計(jì)劃：硬件設(shè)計(jì)計(jì)劃應(yīng)規(guī)定硬件開發(fā)要采用的程序，方法和標(biāo)準(zhǔn)，以及要進(jìn)行的過(guò)程和活動(dòng)。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：硬件設(shè)計(jì)生命周期、硬件產(chǎn)品、硬件設(shè)計(jì)方法、硬件設(shè)計(jì)環(huán)境、硬件項(xiàng)數(shù)據(jù)定義、其他可能影響硬件設(shè)計(jì)的附加考慮。

c）硬件確認(rèn)計(jì)劃：硬件確認(rèn)計(jì)劃應(yīng)規(guī)定為達(dá)到DO-254中確認(rèn)目標(biāo)所采用的程序、方法、標(biāo)準(zhǔn)，以及要進(jìn)行的過(guò)程和活動(dòng)。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：確認(rèn)方法、確認(rèn)數(shù)據(jù)和確認(rèn)環(huán)境。

d）硬件驗(yàn)證計(jì)劃：硬件驗(yàn)證計(jì)劃應(yīng)規(guī)定為達(dá)到DO-254中驗(yàn)證目標(biāo)所采用的程序、方法、標(biāo)準(zhǔn)，以及要進(jìn)行的過(guò)程和活動(dòng)。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：驗(yàn)證方法、驗(yàn)證數(shù)據(jù)、驗(yàn)證獨(dú)立性、驗(yàn)證環(huán)境、組織職責(zé)。

e）硬件構(gòu)型管理計(jì)劃：硬件構(gòu)型管理計(jì)劃應(yīng)規(guī)定為達(dá)到DO-254中構(gòu)型管理目標(biāo)所要采用的策略、程序、標(biāo)準(zhǔn)和方法。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：硬件構(gòu)型管理方法、硬件基線、問(wèn)題報(bào)告機(jī)制、更改控制、存儲(chǔ)和恢復(fù)、環(huán)境控制、構(gòu)型管理工具。

f）硬件過(guò)程保證計(jì)劃：硬件過(guò)程保證計(jì)劃應(yīng)規(guī)定為達(dá)到DO-254中過(guò)程保證目標(biāo)所要采用的程序、方法、標(biāo)準(zhǔn)，以及要進(jìn)行的過(guò)程和活動(dòng)。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：過(guò)程控制、組織職責(zé)、一致性、過(guò)程保證活動(dòng)、偏差處理方法。

2.4 編制工具相關(guān)計(jì)劃

編制工具相關(guān)計(jì)劃活動(dòng)主要完成工具鑒定計(jì)劃的編制。工具根據(jù)使用范圍可分為系統(tǒng)工具、軟件工具和硬件工具。這些使系統(tǒng)、軟件、硬件生命周期過(guò)程活動(dòng)自動(dòng)化的工具，均需進(jìn)行工具鑒定活動(dòng)。

工具鑒定計(jì)劃的概述和編制要點(diǎn)如下：工具鑒定計(jì)劃應(yīng)規(guī)定用以實(shí)現(xiàn)DO-330目標(biāo)和相應(yīng)系統(tǒng)/軟件/硬件需求的所有相關(guān)考慮，目的是確保工具至少能提供與被工具簡(jiǎn)化或省略過(guò)程等價(jià)的置信度[5]。該計(jì)劃應(yīng)重點(diǎn)描述：工具構(gòu)型標(biāo)識(shí)、工具功能概述、工具架構(gòu)和接口、工具級(jí)別、鑒定原因、工具操作環(huán)境、工具生命周期和鑒定活動(dòng)、工具鑒定數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

本文從DO-297任務(wù)1著手，提出了IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程的工作目標(biāo)，制定了計(jì)劃過(guò)程的主要活動(dòng)，并在分析研究相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上，給出了計(jì)劃文件的編制要點(diǎn)，指導(dǎo)民用飛機(jī)IMA平臺(tái)開發(fā)計(jì)劃過(guò)程的實(shí)施。

［1］RTCA DO-297,Integrated Modular Avionics(IMA)Development Guidance and Certification Considerations[S].RTCA Inc.,2005.

［2］RTCA DO-160G,Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment[S].RTCA,Inc.,2010.

［3］RTCA DO-178C,Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification[S].RTCA,Inc.,2011

［4］RTCA DO-254,Design Assurance Guidance forAirborne Electronic Hardware[S].RTCA,Inc.,2000

［5］RTCA DO-330,Software Tool Qualification Considerations[S].RTCA,Inc.,2011.