系统工程在大型客机运行支持系统研制中的应用综述

将商用飞机系统思想应用于产品运行支持系统研制过程中，从利益攸关方需要定义、功能分析、需求定义和适航约束限制、系统架构定义、接口定义、设计综合、验证确认到运行评审，完整地分析了产品运行支持系统研制的全过程，并给出产品运行支持系统全生命周期过程的模型与定义。该方法可以有效地将大型客机产品运行顶层需求分解至产品研制和运行支持系统研制需求中，并且通过过程集成以及技术集成将运行支持系统研制与飞机研制相结合，从而保证大型客机在满足适航型号合格审定（TC）和航空器评审（AEG）要求的同时，能够满足客户实际运行安全性和经济性需求。     

民用飞机产品分类研究

民用飞机承载的零部件种类繁多、数量庞大,需要对飞机产品进行明确的分类,才能建立高效的飞机产品全生命周期技术管控机制。采用系统工程方法识别飞机产品分类相关利益攸关方,在分析总结关键利益攸关方需求的基础上,提出一种适用于民用飞机领域的基于产品来源的产品分类方案以及用以区分定制件和设备的判定准则,实现对民用飞机产品进行统一、规范及多维度的分类和定义,对某型号飞机产品分类案例进行验证。结果表明：基于产品来源的民用飞机分类方案,便于设计人员在实际工作中快速判定产品类别,保证产品分类的准确性和有效性,为民用飞机产品设计和技术管理提供了基础,较好地满足了民用飞机项目应用需求。     

基于EMBRAER服务信函的飞控通电自检测运行需要捕获

从商用飞机系统工程的利益攸关方模型衍生出一条捕获运行需要的途径:通过民机直接竞争者巴西航空工业公司(EMBRAER)发布的服务信函捕获飞控通电自检测的需要。同时,针对EMBRAER服务信函进行了筛选、分析和处理,进而捕获到"飞控系统应具有通电自检测计时读数器功能和通电自检测进行时提示状态信息""液压通电自检测功能应具有合理中止的液压压力门限"等需要。该方法可丰富民机初始设计,降低产品投入市场运行后才出现问题的概率,为民机设计提供参考思路。     

民机运营支持共通性体系构架研究

民机运营支持共通性是民机产品系列化的重要特征之一,能够帮助主制造商、运营商及航空MRO等相关利益方有效控制成本、优化多样性运营支持模式、降低运营风险等.为了进一步提高民机运营效率,满足航空运营人对国产民机运营支持共通性日益增长的现实需求,本文针对现阶段我国民机运营支持特点,借鉴国际先进的民机运营支持共通性理念和技术方法...     

基于系统工程理论的民用飞机成本问题研究

针对民机成本问题开展分析,其重要性在民用航空市场上日益凸显。由于成本的范畴广泛,关系复杂,采用系统工程的分析方法对其进行研究,捕获相关利益攸关方的需求,建立民机成本的功能模型和功能分解树,并针对"降低直接运营成本(Direct Operation Cost,以下简称DOC)"这一子功能开展具体的分析。同时,确定直接运营成本的飞机级设计需求,并将其分解至系统层级,并针对"降低燃油成本"和"降低直接维修成本"这两个具体需求开展设计、验证和优化流程与方法的探讨,为民用飞机的成本研究问题提供参考。     

浅谈民机制造商运行支援体系和能力建设

正对于民机制造商而言,要建设一个有效的运行支持体系,从根本上看,需要把产品研制目标的定位从传统的"鉴定取证"转向到更贴近使用的"交付运行",并以此为准则,培育制造商建立以运行支持需求拉动的产品研制生产的运作机制,特别是要抛弃"重产品构建、轻使用要求"的老习惯,而要更多地以市场、客户的价值观评判和推进民机产品研制进程,把更多的资源、精力和时间投入到交付前的产品使用功能和构型的完善以运行支持体系的打造上。     

基于构型项目分类的民机系统适航符合性证据体系结构研究

民机型号合格审定程序要求型号申请人通过系统性规划和实施型号研制过程,向局方提出正确、完整和可追溯的适航符合性证据,用"设计保证"确保产品符合适航规章要求。基于系统工程中"双V模型"(ValidationVerification,简称"双V模型")理论,以"研制规划保证回路"和"研制过程回路"为两条核心路径,辨识了证据体系与构型管理、民机系统研制过程及型号合格审定过程之间的接口关系,以飞机、系统和设备层级下的构型项目类型为框架,提出了以"规划保证"、"需求定义"、"逻辑/物理方案实现"、"确认数据"和"验证数据"五个维度构成的符合性证据体系,明确了证据链数据间的传递关系。     

基于多视角的民机正向设计建模方法

针对民机正向设计中存在的建模对象复杂耦合程度高、建模理论支撑不足、利益相关方需求缺乏模型描述等问题,提出了基于多视角的民机正向设计建模方法。首先,通过分析民机正向设计流程和基于模型的系统工程（MBSE）方法论,明确民机正向设计自顶向下的映射和关联关系;然后,引入多视角对民机设计流程进行多方位解耦与描述,分析各视角下的建模元素及其逻辑关系,将设计领域知识流与各视角下建模流程相结合,通过建模语言SysML对多个视角下的民机正向设计模型进行抽象建模描述;最后,通过舱压控制系统建模实例验证了本方法能够有效契合民用飞机系统的设计。     

基于产品-服务系统概念的商用飞机研发模式初探

我国商用飞机制造业正面临着市场化的趋势,飞机主制造商的关注点逐步向产品服务延伸,即可持续性发展。纵观飞机产品全生命周期,主制造商对于产品的研制应是面向包含飞机产品、服务产品及整个运营保障维护体系在内的整体化、系统化、综合性的研发工程,即商用飞机产品服务系统。本文基于产品服务系统概念,创造性地提出了有别于传统的、新型商用飞机研发模式的设想。本文介绍的新型商用飞机研发模式是基于系统工程方法,其研发过程主要包含捕获利益攸关方需要、建立产品服务系统功能架构、建立产品与服务功能关系矩阵以及产品服务系统技术解决方案定义共四个关键过程,文中开创性的提出了适用于该研发模式的、面向产品服务功能绩效实现的功能层级分解结构,作为整个研发过程的重要环节。     

航空发动机需求管理方法研究

为在全生命周期内保证"用户和其他利益攸关者"的需求被充分理解和执行,提出以产品分解结构PBS为基础,构建航空发动机需求管理的瀑布型模型。将复杂的航空发动机需求管理工作模块化,制定以产品符合性为目标的需求管理流程,并以该流程为依托提出航空发动机的需求管理方法。该方法提升了全生命周期内的需求管理能力,为航空发动机产品的成功研制提供了有力保障。     

基于模型检查的民用飞机飞控系统安全性评估

在以大型民机为代表的安全关键系统研制中,系统复杂度的提升极大地降低了依赖设计人员经验的传统安全性评估手段的效率与有效性,并带来了反复迭代困难等问题,基于模型的安全性评估方法(MBSA)能够显著降低研制过程的分析复杂度,提高安全性评估的工作效率。民机系统安全性评估指南ARP 4761A中也增加了MBSA相关的安全性评估工作。阐述了利用有限状态机与时态逻辑构建形式化安全性模型,开展安全性评估的基本原理,详细的分析过程及定义安全属性的方法,并以某民用飞机为对象,建立飞控系统副翼控制功能的SMV形式化模型,定义了副翼控制功能的形式化安全性需求,给出了基于形式模型的安全性属性验证评估案例,证明了基于形式化方法的安全性评估在民机系统安全性工作中的可行性。     

符合民机适航标准的形式化方法研究

描述了形式化方法的定义、目的、作用和软件开发流程。以发动机仪表盘显示布局风格需求为例,通过四变量形式化方法对需求进行形式化建模,通过形式化分析证明模型的完备性和一致性。以发动机油量周期计算需求为例,通过Event-B形式化方法对需求进行形式化建模,通过形式化分析发现需求模型的缺陷。对民机适航标准形式化方法相关的三份补充文件进行了解读,对采用形式化方法进行民机软件开发具有指导意义。     

民机试飞应急管理体系框架及影响因素分析研究

民机试飞是飞机从设计生产到交付客户的验证环节,是型号研制成功的关键步骤。民机试飞具有以下特点：为了验证飞机性能而进行各类风险科目试飞,除此之外,还需进行日常维修保养工作。这决定了民机试飞中容易产生突发性事件,需要建立有效的民机试飞应急管理体系。从介绍民机试飞基本特征的角度出发,对生产应急管理体系和试飞应急管理体系分别运用层次分析法进行定量分析,从而对整个民机试飞应急管理体系建设的优先级进行评价,为今后的体系建设提供参考。     

民机研制风险管理浅析

对风险管理的相关定义进行了描述,分析了民机研制风险管理国内外现状,结合国内民机研制的特点,提出了民机研制风险管理过程和工作流程,着重对风险识别方法进行了研究。对比分析了风险识别方法,提出了民机研制风险识别体系。     

民机研制系统工程若干基本概念的哲学思考

出于自主创新的需要,国内航空工业界已逐渐认识到系统工程方法在民机研制中的重要性。因此,越来越多的民机企业开始采用国际权威的《民用飞机与系统研制指南(SAE ARP 4754A)》来进行民机型号的研制,以确保民机型号研制过程能满足适航审查的要求。然而,由于这一指南中的一些基本概念不够清晰、逻辑也不严密,使得国内民机工程师难以准确把握系统工程的本质,进而导致他们实施系统工程方法时面临着很大的困难。从科学哲学、设计哲学等与民机研制紧密相关的学科出发,对民机研制系统工程中的若干基本概念进行了剖析,并在此基础上提出了一组更加清晰的系统工程概念(即行为、作用、功能、需求、要求等),以方便民机工程师能更好地理解系统工程方法的本质,并能在民机型号研制过程中进行应用。     

基于模型的载人登月飞船系统设计应用探讨

针对载人航天任务设计难度大幅增大和技术状态倍增的问题,采用基于模型的系统工程方法对载人登月飞船系统进行正向设计和应用研究.首先,按照基于模型的系统工程设计思路,从利益相关方和核心业务目标出发,逐项分解出任务需求;通过功能分析对问题域的功能点进行定义,形成系统需求;根据系统需求和飞行器通用功能将功能要求落实到系统组成和内...     

民机舱室环境标准体系研究

在对国内外民机舱室环境标准体系发展现状进行分析的基础上,探讨了民机舱室环境标准体系建设的总体思路。同时,提出民机舱室环境标准体系框架的初步方案,并进一步明确民机舱室环境标准体系的分类准则。将在民机舱室环境研制过程中发挥重要作用。     

模型驱动的民机数字化制造工艺技术研究与实践

新一代涡桨支线民机正在构建以模型数据驱动、设计制造一体化为典型特征的全数字化研制体系。以模型为核心驱动制造工艺数据构建和传递的技术,正成为我国支线民机研制的新模式。详细介绍模型驱动的数字化制造技术特征和方法,阐述了某型国产民机制造业务模型和协同平台架构的内容,总结了模型驱动思想在国产民机数字化制造工艺技术应用过程中的具体实践内容和成效,对未来的应用趋势进行了展望。     

Research on Maintainability Evaluation Model Based on Fuzzy Theory

分析了产品维修性影响属性,给出了维修性属性值与权重的确定方法;提出了基于相对接近度的维修性模糊评价方法。以虚拟环境下产品维修过程为研究对象,在分析产品各可更换单元的维修作业的基础上,建立了产品维修性评价模型。最后结合民机主起落架系统给出了应用实例,结果表明该模型适用于产品维修性的定性评价并且能够支持维修性并行设计。     

基于系统工程方法的民用飞机维修性设计

维修性设计是民用飞机研制工作中的基础工作之一,维修性的好坏直接影响到民用飞机的经济性和市场竞争力。我国民用飞机维修性设计工作起步较晚,缺少系统的正向方法和技术指导资料。将系统工程实践应用于民用飞机设计过程中,进行正向设计,可以尽可能减少设计工作量,减少返工。将利益攸关方的维修性需求落实到系统设备的维修性设计中,对于民用飞机的维修性设计至关重要。以民用飞机电子电气舱的维修性设计为例,通过需求识别,以需求权重为基础计算得到维修性设计要求的相对重要度。再用关联矩阵法将维修性设计要求落实到民用飞机系统设备的设计上。该方法采用正向设计,为设计出满足用户需求且易于维修的民用飞机提供了设计思路。