民機適航控制模型的設(shè)計與分析

曹友明

摘? 要：該文從適航審定知識、流程控制、業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)等方面分析了適航控制模式及方法，并在此基礎(chǔ)上從組織協(xié)調(diào)模型、過程控制模型、資源分配模型和信息管理模型4個層次建立了適航控制模型，以期能夠?qū)崿F(xiàn)適航對民機研制過程的階段性評審與節(jié)點控制相結(jié)合的主動控制模式的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：主動適航;被動適航;主動控制;適航管理

中圖分類號：V328? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A

0 引言

2014年12月30日，我國首款自主研制的噴氣支線客機ARJ21-700終于取得了型號合格證，標志著我國航空工業(yè)又一重大里程碑時刻的到來。眾所周知，民機只有取得適航證才能進入市場并翱翔于藍天之中，其取證的效率與質(zhì)量已成為限制我國民機研發(fā)成功的重要瓶頸問題之一。

針對民機適航性控制問題，中國商飛、中國民航大學、西北工業(yè)大學等都開發(fā)了服務(wù)于不同業(yè)務(wù)類型的適航管理信息系統(tǒng)，但這些信息系統(tǒng)僅提供了適航信息的跟蹤、整理等功能，缺乏對適航性控制機制的分析，也無法全面掌握適航取證項目的業(yè)務(wù)細節(jié)。因此，該文針對民機適航性控制問題的研究，提出主動適航思想，建立了主動適航控制模型，并從組織模型、過程模型、資源模型、信息模型4個維度對適航性主動控制模型進行全面闡述。

1 適航性主動控制模式及方法

適航性控制是為保障民用航空器最低安全性而進行的一系列有效審查與監(jiān)督管理工作，其控制方法的有效與否，決定了對企業(yè)研制民機的安全性保障水平的高低。民機適航主動控制，顧名思義是為了確保民機最低安全保障水平，而對民機研制過程的適航性進行主動控制的機制。其主要關(guān)注點是對適航在民機研制過程中的介入機制進行詳細闡述的一個過程，也是實現(xiàn)業(yè)務(wù)合理分配與協(xié)調(diào)的過程。適航性主動控制模式詳細解讀了民機研制過程中各組織、機構(gòu)、人員所充當?shù)慕巧约捌淙蝿?wù)要求標準和任務(wù)的輸入與輸出等，實現(xiàn)對研制進程微觀上任務(wù)流程辦理過程的明晰化。

現(xiàn)代航空企業(yè)民用航空器的適航性控制范圍已經(jīng)從局部管理控制趨于全過程、面向航空器適航性形成全過程管理與控制，管理模式已經(jīng)由以往的事后檢驗發(fā)展到預防為主，管理手段集ISO9000、6Sigma及主動控制技術(shù)于一體。對適航在民機研制過程中的介入機制的研究，需在適航管理體系內(nèi)業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)與流程控制研究的基礎(chǔ)上，對民機研制業(yè)務(wù)流程進行梳理規(guī)劃，以民用航空器全生命周期內(nèi)全部活動為作用對象。

2 適航性主動控制模型的建立

適航管理已經(jīng)成為制約民機取得市場認可的關(guān)鍵因素之一，民機只有通過了適航認證并取得相應(yīng)證件才具備投入市場運營的資格。針對適航性控制過程的復雜性與特殊性，通過對民機研制過程中適航性控制問題的分析，提出以過程控制模型為核心，建立民機適航性控制模型，實現(xiàn)了適航對民機研制過程的主動控制。

過程模型（PM）：過程模型是適航性主動控制模型的核心環(huán)節(jié)，其是描述適航管理業(yè)務(wù)與民機研制業(yè)務(wù)之間的協(xié)調(diào)與適航對民機研制流程的控制、實現(xiàn)對各個研制過程活動需要的適航信息資源、各個業(yè)務(wù)流程階段性控制與任務(wù)過程節(jié)點控制相結(jié)合。企業(yè)適航管理部門通過應(yīng)用民航局頒布的法規(guī)條款與審定程序?qū)γ駲C設(shè)計、制造與售后維修等全生命周期各個環(huán)節(jié)進行適航性過程控制。

信息資源模型（IM）：信息資源模型是該模型的基本技術(shù)支撐，是適航管理信息資源的存儲與轉(zhuǎn)化模型。在民機研制過程中需要大量的適航管理信息資源，其中包括適航自身所有的法規(guī)、條款、審定程序等適航自有型信息以及在民機適航取證過程中產(chǎn)生的或應(yīng)用到的繼承型適航管理信息資源等。

資源生成/調(diào)用模型（RM）：描述適航資源的生成及被各部門所調(diào)用的關(guān)系。適航自有與產(chǎn)生的信息資源只有被各部門調(diào)用之后才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

組織模型（OM）：描述企業(yè)活動辦理過程中參與的部門、人員以及他們之間的任務(wù)分配與協(xié)同合作的關(guān)系等。

協(xié)作模型（CM）：描述企業(yè)在適航管理業(yè)務(wù)辦理過程中，為了完成某個任務(wù)不同部門之間的合作、相互聯(lián)系和監(jiān)督管理的關(guān)系等。

從圖1可以看出過程模型作為企業(yè)適航性主動控制模型的核心環(huán)節(jié)，描述了民機研制過程中的所有活動。由于各活動的進行必然涉及適航信息資源、輸入條件、輸出標準與控制條件等，因此在民機研制過程中其他模型都與過程模型相互關(guān)聯(lián)，對過程模型起到支持和約束作用。通過對這些模型的有效組合與控制，實現(xiàn)了適航對民機研制過程中的介入設(shè)計，建立了民機適航性主動控制模型，解決了企業(yè)被動適航問題，實現(xiàn)了適航對民機研制過程的主動控制。

3 適航性控制體系建模

3.1 組織協(xié)調(diào)模型

組織模型描述適航性主動控制體系組織單元之間的關(guān)系。而組織單元是具有一定功能和責任的組織實體，其用來定義體系中人的組織形式的模型。CAAC通過借鑒FAA的管理模式，建立了總部、地區(qū)與地方的三級管理模式。CAAC將我國境內(nèi)劃分為七大航空管理區(qū)域，這些地區(qū)與地方管理機構(gòu)在總局的領(lǐng)導下直接管理民航安全事務(wù)。對于民機主研制單位，型號合格審定組織體系則顯得尤為重要。

由于適航性主動控制組織體系組建的臨時性，涉及多部門的協(xié)調(diào)性，并不是一直固定的。對適航性主動控制組織體系進行模型的建立，以描述體系中角色自身的職責及角色之間的關(guān)系，是實現(xiàn)體系高效組建，并進行責任權(quán)限劃分的有效方式。基于CIMFlow建立了適航性控制體系的組織模型結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

主動控制體系中所有人員構(gòu)成了組織模型，組織模型中各人員均是獨立并具有一定業(yè)務(wù)辦理能力的人的實體，正是由于適航管理體系與研制體系之間的業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)與控制構(gòu)成了主動適航組織體系;角色是能夠完成某項業(yè)務(wù)活動人員的總稱;職務(wù)則表示了職責上的劃分及管理上的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系;活動組則是針對適航面向的某項具體驗證業(yè)務(wù)及管理上的可實施業(yè)務(wù)單元而動態(tài)組建的跨部門組織。對于組織模型中除去適航人員之外的實體，均是自上而下逐層分解的樹狀結(jié)構(gòu)。

3.2 過程控制模型

過程是一系列嚴格定義的基于活動的步驟，通過這些步驟將輸入（任何形式）轉(zhuǎn)變或轉(zhuǎn)換為輸出（產(chǎn)品、信息或服務(wù)）。過程建模的主要目的是建立結(jié)構(gòu)化模型元素及規(guī)范，使其能對復雜的過程結(jié)構(gòu)與關(guān)系予以抽象表達，并通過所建模型對企業(yè)過程達成一致理解，為后續(xù)的實施步驟打下基礎(chǔ)。通過對適航管理審定流程的分析，運用Petri網(wǎng)進行過程模型的建立。具體如圖3與表1所示。

3.3 資源分配模型

通過參考CIMFlow中引入的“資源類型”與“資源個體”概念進行適航性主動控制體系資源模型的建立。將適航性主動控制過程的資源通過4個層級進行不斷地分解，即類型層、類別層、分解層及個體層。類型層將適航性主動控制過程資源分為知識資源、人力資源、制造資源與保障資源;并繼續(xù)向下分解，得到各類型下的類別劃分層，在類別下進一步對類中資源進行分解，最終到達個體層。

3.4 信息管理模型

信息模型描述適航業(yè)務(wù)與民機研制過程中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)交互關(guān)系，構(gòu)成信息模型的數(shù)據(jù)來源于組織模型、資源模型和過程模型中定義的相關(guān)數(shù)據(jù)、文檔、屬性。信息模型的建立是數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實施并集成信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是設(shè)計過程模型的必要組成部分。

由于民機研制是一個漫長而復雜的過程，期間需要產(chǎn)生的大量的信息，適航管理體系作為民機研制體系的一部分，其在民機適航審定過程中需要大量的輸入、輸出信息。為了便于描述適航審定過程中信息的類型，把適航業(yè)務(wù)信息進行分類，即自有型輸入和輸出信息、繼承性輸入和輸出信息兩大類。

3.4.1 定義1自有型輸入

適航管理本身自有的，作為適航體系標準或指導準則而存在的，象適航法規(guī)（CCAR）、審定程序（AP）等。

3.4.2 定義2自有型輸出

此類信息產(chǎn)生于適航管理業(yè)務(wù)辦理過程中，并只適用于適航業(yè)務(wù)，與其他業(yè)務(wù)和信息系統(tǒng)無關(guān)，象型號合格證、適航證等。

3.4.3 定義3繼承型輸入

此類信息存在于企業(yè)內(nèi)的其他信息系統(tǒng)，在適航業(yè)務(wù)需要時從外部調(diào)入。典型的繼承型輸入有RTCA-DO-178B、SAE-ARP4754等。

3.4.4 定義4繼承型輸出

該信息產(chǎn)生于適航業(yè)務(wù)辦理過程中，用于指導民機適航性審查，象驗證經(jīng)驗、驗證方法、驗證技術(shù)等。

4 結(jié)語

該文對目前我國民用航空器適航性控制問題進行分析，提出了基于民機研制過程適航性主動控制模型，并在此基礎(chǔ)上從組織協(xié)調(diào)模型、過程控制模型、資源分配模型以及信息管理模型完成對適航性主動控制體系的詳細描述。該模型具有以下優(yōu)點：

1）可以有效地避免企業(yè)適航性控制不到位的問題。

2）可以將適航性控制目標和責任，通過適航性過程控制落實到各個具體環(huán)節(jié)，提高了適航性控制工作的效率。

3）可以進行過程分析、過程優(yōu)化，過程持續(xù)改進，使企業(yè)的適航性控制水平得到持續(xù)不斷的提高。

4）能夠解決企業(yè)被動適航控制的問題。

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