基于4754A的民用飛機EWIS需求管理分析論文

基于4754A的民用飛機EWIS需求管理分析論文

　　現代民用飛機的競爭很大一部分集中在飛機研發能力水平的較量，想要提高民機的研發能力，必須加強研發管理能力和系統集成能力。SA E A R P475 4A規定的飛機研發流程是被FA A及E A SA承認并推薦的標準流程，其中的需求管理更是整個研發流程的核心。因此，借鑒國外的經驗，結合自己的實踐，建立一套完整的飛機需求管理體系是每個意圖提高民機研發能力的飛機設計部門的迫切需要。

　　20xx年底FA A發出的FA R第2 5 —1 2 3號修正案“用于飛機系統/燃油箱安全性的強化適航程序”，首次正式提出了電氣線路互聯系統（EW I S）的概念，且增加了EW I S適航條款，從此新型飛機的研制必須把EW I S等同于其他功能系統，單獨作為一個系統來設計和適航審定。適航需求是主要設計輸入，必須在飛機整個研制階段嚴格貫徹，且應提供適航需求傳遞，演變和變更的可追溯性，以及完整的設計過程證據文件。如果整個過程沒有很好地記錄下來，會嚴重影響設計取證工作。因此建立飛機EWIS需求管理體系是適航審定的要求。

　　1 EWIS需求管理流程

　　1。1 概述

　　E W I S 需求管理的目的是按照S A EA R P 4 75 4A[1]要求，在飛機中實現基于需求的研制過程，將傳遞的需求作為飛機研制的依據，圍繞著需求的捕獲、分析、確認、驗證和變更等工作，開展相關的研制工作。

　　1。2 需求的捕獲和生成

　　EWIS需求的來源主要包括以下幾種。

　�。�1） 來自上層的需求即飛機級需求，飛機級需求自上而下向系統分解為系統級需求，系統級需求向下分配為EW I S元器件、組件級需求，進而指導和開展EW I S元器、組件設計。典型的與E W I S 相關的飛機級需求為：“飛機應具有提供和管理能量（包括液壓和電能）的能力”，以及“飛機應具有為設備之間提供通訊的能力”。EW I S 需求工程師應在飛機總體專業發布的文件中捕獲與EW I S相關的需求。

　�。�2） 來自公共專業領域的需求，包括適航需求、安全性需求、可靠性需求、維修性需求、電磁防護需求等。其中，適航要求是確保飛機安全飛行的最基本要求。與EWI S相關的適航要求為FA R /CCA R—2 5 R4 H分部電氣線路互聯系統的內容。

　�。�3）其他系統對于EWI S的需求。包括系統布線隔離、電纜線型、屏蔽、端接和接地特殊要求。

　　（4） EW I S自身專業的需求，包括EW I S行業標準、咨詢通告等。

　　E W I S 需求工程師根據以上內容捕獲E W I S 需求，在概念設計階段（C D P）形成初步的E W I S 需求矩陣，并逐步落實到EW I S頂層設計規范和頂層設計方案中，從而指導EWIS的具體設計。

　　1。3 EWIS需求的確認

　　EWI S需求的確認是指對EWI S需求是正確的和完整的所作出的決定，通過追溯性、分析、試驗、相似機型經驗評估以及工程評審等方法對捕獲的E W I S 需求進行檢查，以確保EW IS設計的需求是足夠正確和完整的，并且產品能夠滿足用戶、維護人員、審定局方以及飛機、系統和項目研制人員的需求。

　　在初步設計評審（ P D R）時，應評估E W I S 需求確認的結果以及需求文件。在P D R后，隨著各功能系統設計的深入和凍結，應對初步設計階段的系統對EWI S需求結果進行更新，并進行EW I S元器件和組件的需求確認活動。在關鍵設計評審（C D R ）時，應基本完成飛機級與E W I S 相關需求的確認。在詳細設計階段的初期，應完成EW I S元器件、組件級的需求確認，從而進行EWIS元器件、組件的設計活動。

　　1。4 EWIS需求的驗證

　　通過需求矩陣，編制產品驗證計劃，并執行驗證，獲取驗證證據。驗證的目的是確定執行均滿足其特定要求。驗證的過程確保了EWI S的系統設計滿足已確認的要求。驗證由根據驗證計劃進行的檢查、評審、分析、測試和運行經驗組成。驗證的過程是為了確定預定的功能被正確地執行；確定要求已被滿足；確保執行后安全性分析仍然對系統有效。

　　E W I S 驗證工作內容主要包括功能設計驗證，物理安裝設計驗證。系統功能設計包括原理圖和線路圖的設計。物理安裝設計驗證指E W I S 在飛機上實際安裝設計正確性和完整性的驗證。

　　對于設計偏離，應編制設計偏離報告，對設計偏離原因、危害影響進行分析，并制定相應的緩和策略。如果設計偏離被接受，應在貫徹了緩和策略后，在報告中對設計偏離進行關閉。如果設計偏離不被接受，應更改設計以符合要求。

　　1。5 EWIS需求的變更

　　研制過程中，不可避免會發生需求的變更，需求的變更應按照構型更改控制程序進行并完整的記錄。變更的來源一般來自兩個方面：需求的輸入方（飛機級需求及其他系統和公共專業給與EW I S的需求）和需求的實施方（EWI S設計人員）。變更的內容包括：修改現有需求、新需求的增加及廢棄現有需求。

　　需求的變更過程應嚴格按照構型管理變更控制過程要求。需求變更影響應從可行性、成本、計劃和設計的專業等方面進行分析，制定相關的分析規則，按照需求的優先級，為需求變更決策提供依據，并與需求變更信息一起，記錄保存。

　　2 EWIS需求管理實例

　　該章節以某機型項目一條E W I S 需求為例，簡單介紹E W I S 需求管理的具體流程。

　　（1） 需求捕獲和生成階段：捕獲適航條款第2 5。17 0 7條（ b） 為一條需求，具體為每個EW I S 的設計和安裝必須使任何在飛機上可能發生的電氣干擾，不會對飛機或其系統造成危險影響。此條需求收錄在專門管理的軟件中，并指導生成了E W I S 隔離規范的一部分內容，即為消除線路之間的電磁干擾，不兼容的線路之間應保證隔離。因此在電氣系統原理圖和線路圖中對每個線路需定義隔離代碼，代碼中包括電磁兼容（E M C）代碼，分為交流、直流、離散、數字、模擬、射頻。規范要求相同E MC代碼的線路可在同一線束中或敷設在一起，不同E MC代碼線路不能成束，且須保持一定的隔離距離。

　　（ 2 ） 需求的確認階段：聯合E MC、總體及所有用電功能系統專業，對于此條需求的正確性和完整性進行確認。正確性即項目中的所有線路中的信號的E MC分類以及不同E MC種類間的隔離距離是否合理；完整性即所有線路的E MC類型是否都已經包含在這五類中。通過相似機型經驗評估以及工程評審（P D R）的方法對于EW I S隔離規范此部分內容進行確認，并以此作為是否轉入下一階段的標準之一。

　　（ 3 ）需求的驗證階段：驗證包括內容包括機上安裝時不同E MC代碼的線路是否都已經隔離，以及不同E MC代碼之間的隔離距離是否滿足要求。前部分主要通過設計評審驗證EW I S 物理安裝設計是否滿足E W I S 隔離規范中的E MC 要求，后部分可通過仿真分析以及機上全機E MC試驗，驗證當采用規范中的距離時，系統是否正常工作。

　　如果飛機上由于局部空間限制如機翼，不能滿足隔離規范中的距離要求，就會產生了設計偏離。如機翼上的模擬線與數字線之間不能滿足距離要求，則需要制定解決方案，如增加屏蔽保護等。但特別注意的是需要驗證表明增加屏蔽保護的方法與最小隔離距離要求是等效的，不會危害到飛機的安全運行。

　　（ 4 ） 需求的變更：確認階段，通過E MC以及防火系統反饋，滅火器的電引爆線路比較敏感，須與上述各E MC分類線路隔離敷設，而且不能包含在上述各分類中。此時就產生了需求的變更，根據項目的構型管理程序，記錄此條需求確認產生的問題，并因此更改EW I S隔離規范即需要新增一個EMC分類以及相關的距離要求，進而進一步影響了E W I S產品的具體敷設安裝設計，以滿足EMC以及防火系統的需求。

　　3 結語

　　進行E W I S 需求管理最主要目的就是保證EW I S設計的質量。通過在E W I S研制過程中的每一個階段對需求進行全生命周期的有效管理，才能確保EW I S設計工作從始至終全面準確針對有效的需求進行，任何需求的變更能夠及時準確反饋并實現在EW I S設計中，從而縮短飛機項目研制的周期，同時提高和保證設計質量。進而確保最終產品真正滿足要求。

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