民机主制造商对MBD软件供应商工程监控过程研究

基于模型的软件开发技术(Model-Based Development,简称MBD)具有可视化建模与仿真、自动生成符合适航要求的代码等特点,已在民用飞机机载设备研发领域被逐渐推广应用。越来越多使用MBD技术开发的机载软件的涌现,给民机机载软件适航符合性工作带来了前所未有的挑战。为解决这一问题,美国航空无线电技术委员会于2011年底发布了DO-178C作为民用航空界认可的机载软件符合性方法,并在此基础上发布了DO-331作为专门针对机载软件MBD技术的适航符合性要求的补充说明。通过对DO-178C和DO-331标准中MBD软件适用目标的研究,结合工程实践,总结归纳了一套民用飞机主制造商对MBD软件供应商的软件研发过程管控要求,用于在向适航当局表明符合性时提高适航置信度,以期对主制造商和供应商在处理MBD软件方面提供参考。     

RTCA DO-178C标准中的软件验证过程分析

研究了DO-178C中软件验证过程活动的开展及方法,提出了在工程实践中开展软件验证活动和提升软件质量的建议。指出DO-178C与航空工业标准体系融合及应用,对提升我国机载软件质量有重要意义。     

RTCA/DO 331标准研究

为推动基于模型的开发和验证技术的发展,同时为了给机载软件基于模型的开发和验证活动提供合格审定指南,美国航空无线电委员会于2011年发布了DO-331《基于模型的开发和验证》标准,作为对DO-178C《机载系统和设备合格审定中的软件考虑》标准的补充。该文主要从DO-331文档的组织架构编排,模型的使用和分类,基于模型研制相关的软件生命周期过程、数据和符合性验证目标几个方面对其进行了提炼和解读,可帮助应用该标准的人员快速理解文档的核心内容,并把握基于模型的开发和验证相关的合格审定关注点,从而在项目实施过程中更好地表明适航符合性。     

基于满足DO-178C的接口文件适航符合性策略研究

通过归纳总结在民机软件开发过程中遇到的接口文件的类型，根据每种类型的具体特性，分析和介绍这些接口文件满足DO-178C的适航符合性策略，并针对特殊的接口文件进行替代DO-178C的策略分析，为软件相关的接口文件提供DO-178C符合性分析工作指导，为申请人在民机软件开发中开展相应的符合性分析工作提供借鉴意义。     

货架及自研机载软件工具鉴定的研究

在民用飞机机载软件研制过程中,各种商用货架软件工具和自研软件工具被广泛运用到软件研制中。基于DO-178B工具鉴定要求,介绍了商用货架(COTS)软件工具和自研软件工具在工具鉴定时应开展的具体工作及适航符合性方法,并从工具开发者和使用者的角度阐述了各自的责任。同时,结合实际工程应用还给出了其它工具鉴定的适航符合性策略,以期为工具鉴定工作提供参考。     

民用飞机软件验证要求研究与实践

DO-178C实际上已成为民用飞机适航取证时用以衡量机载软件是否达到相应等级的安全性要求的标准,它以软件工程过程为核心,从定义过程应达到的目标、为满足目标所需要开展的活动、达到目标的证据等多个角度提出了软件研制的指导原则。DO-178C覆盖软件生命周期全过程,本文介绍了其中关于软件验证的标准以及对标准的理解和实践考虑。     

基于DO-254的控制系统电子硬件符合性研究

机载电子硬件设计保证指南（DO-254）是目前航空业认可的用于指导机载电子硬件的文件。本文介绍了基于DO-254的控制系统电子硬件符合性研究,分析了DO-254要求的机载电子硬件主要研制过程,建立了基于DO-254的控制系统电子硬件研制流程,并对比了美国联邦航空局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA）在合格审定过程中的考虑因素,总结了控制系统电子硬件的符合性方法,可为未来民用航空发动机控制系统电子硬件的适航取证提供参考。     

满足适航要求的嵌入式操作系统测试方法

以被定义为DO-178C Level A级软件的自主版权嵌入式实时操作系统为应用模型，提出了一种基于DO-178C标准的嵌入式实时操作系统的测试方法。提出的测试模式解决了操作系统内核在目标机中难以测试的问题，同时对操作系统在目标机环境进行测试的一些具体问题给出了解决方案。方法既适合现阶段国军标对软件测试提出的要求，又保证了嵌入式操作系统软件测试活动与适航要求的符合性。     

从DO-178C的新变化透视软件适航关注点

深刻理解DO-178C标准对于提升机载软件开发能力具有重要意义。分别从软件生存周期过程活动和过程目标两个维度对比和分析DO-178C与DO-178B的差异,按照计划过程、开发过程、验证过程、配置管理过程、质量保证过程和合格审定联络过程分类,列举了每个过程新增的或变更的考虑内容,并详细分析了过程目标的变化。根据差异分析,从强调以目标为中心、源代码到目标码的映射、参数数据、双向追踪、基于需求的鲁棒性测试和耦合性验证6个方面解析了DO-178C强调的思想,并总结了一些可行的实践。     

DO-178B可验证的机载操作系统配置生成技术

针对DO-178B适航验证要求对机载嵌入式操作系统配置数据生成技术进行了分析研究,给出了一种可重用的机载嵌入式操作系统配置数据生成器的架构设计。基于这种架构构建的配置数据生成器经过DO-178B适航验证后可适用于不同的机载嵌入式操作系统,从而大大减少机载嵌入式操作系统的适航验证成本。     

民用飞机刹车控制系统软件构型管理研究

民用飞机刹车控制系统构型管理在系统设计开发过程和适航符合性验证过程中发挥着关键作用。为了提升民用飞机刹车控制系统软件构型管理能力,使该系统设计开发的软件满足适航要求,介绍刹车控制系统软件构型管理的概念和方法,描述如何运用系统思维和信息化流程手段将构型管理和软件设计相结合,开展软件全生命周期过程构型管理活动。结合DO-178C 的要求,提出建立以产品构型为核心的构型数据数字化管理机制,实现刹车控制系统软件研制的单一数据源。结果表明：通过和构型基线管理相结合建立一个统一的构型数据库,在构型库中严格按照阶段的状态进行准确记录,确保了状态信息的实时性、可追溯性、完整性及有效性,达到了最终构型控制目标,可以满足适航要求。     

基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认

中国民用航空规章第25部对机载软件提出了适航要求,DO178B是对适航要求的符合性方法,但其中一些验证和确认目标并不适用于基于SCADE的软件验证。为此,分析了飞控软件的适航要求和符合性方法,并对基于SCADE的飞控软件的开发流程和传统的开发流程进行了分析对比,对基于SCADE的飞控软件的适航验证与确认工作提出了建议。     

基于模型的大气数据计算机实现

针对无人机用大气数据计算机,为使其满足适航审定要求,提出基于模型的实现方法。首先介绍了大气数据计算机获取适航的方式,并以获取技术标准规定项目批准书(CTSOA)为驱动,按照大气数据计算机CTSO标准提出满足最低性能标准的系统需求,将系统需求进行分解选择合适的传感器及硬件平台。随后对系统功能进行详细设计,并按照DO-178B规范完成大气数据计算机的模型搭建和仿真验证。验证结果表明,基于模型的大气数据计算机满足系统所提各项指标,开发流程符合DO-178B标准。     

机载设备软件需求获取过程研究

DO-178B机载设备软件的开发指南,规定了软件生存周期中各个过程的目标以及完成目标的活动和证据;但是DO-178B标准中没有给出软件需求获取的具体过程.针对机载设备软件AE653/Cert的认证过程进行研究,诠释需求获取过程中的建模方法和原则,给出需求获取过程的具体描述及其变更控制和配置管理.最后通过分析验证软件需求获取过程生成的需求和工作产品可以符合DO-178B的目标,为机载软件开发过程的需求获取提供了参考依据.     

简单用户微编码器件适航要求研究

用户微编码器件的便捷性与高效性,使其在机载设备研制中被广泛应用。由于具有高度集成性和复杂性,难以通过传统方法对开发过程中产生的设计错误进行管理和评估,其使用会对飞机的安全性造成影响,因此通常采用研制保证方法表明用户微编码器件的适航符合性。但在实际项目中,用户微编码器件实现的功能可能较为简单,采用充分的确定性测试和分析相结合的方法足以表明其功能确定性,确保其在机载设备中的使用安全性。通过对现有适航咨询通告、工业标准及实践指南等资料的分析和研究,旨在梳理出简单用户微编码器件通过充分的确定性测试和分析相结合的方法表明适航符合性需满足的相关要求和关键要素,为机载设备制造商完成简单用户微编码器件的适航验证提供支持和帮助。     

Time-triggered State-machine Reliable Software Architecture for Micro Turbine Engine Control

Time-triggered (TT) embedded software pattern is well accepted in aerospace industry for its high reliability. Fi-nite-state-machine (FSM) design method is widely used for its high efficiency and predictable behavior. In this paper, the time-triggered and state-machine combination software architecture is implemented for a 25 kg thrust micro turbine engine (MTE) used for unmanned aerial vehicle (UAV) system; also model-based-design development workflow for airworthiness software directive DO-178B is utilized. Experimental results show that time-triggered state-machine software architecture and development method could shorten the system development time, reduce the system test cost and make the turbine engine easily comply with the airworthiness rules.     

民用客机应急断离结构适航符合性研究及应用

应急断离结构能显著提高民用客机应急着陆的安全性.基于应急断离结构的适航要求,对民用客机应急断离结构的完整性和功能性进行了适航符合性研究.通过分析民用客机应急断离结构在各设计阶段的主要任务,建立了应急断离结构设计的适航验证流程.基于对适航符合性理论的研究,提出了一种新的民用客机应急断离结构适航符合性实施方法,结合工程实例并利用ABAQUS二次开发技术对应急断离结构进行快速设计的方法,为民用客机应急断离结构设计提供了一种新的验证思路及实施方法.