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摘 要：适航条款的要求难以落实到设计过程，本文针对这一问题开展面向研制过程的符合性验证方法研究，构建了符合性文件体系，提出了一种面向研制過程的符合性验证方法（MOCDP）。该方法从适航符合性的角度把民机及系统产品研制过程分为“需求分析”“研发设计”“安全性分析”“设计验证”“综合验证”和“需求确认”6个过程。
关键词：适航条款 研制过程 符合性研制 适航
中图分类号：F273.2 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）04（b）-0001-03
Research on Conformance Verification Method Oriented to Development Process
FANG Feng ZHANG Song LI Xiaoguang
（College of Aerospace Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu Province， 210016 China）
Abstract： In view of the difficulty in implementing the requirements of airworthiness clauses into the design process， this paper studies the conformance verification method oriented to the development process， constructs the conformance document system， and puts forward a conformance verification method oriented to the development process （MOCDP）. This method divides the development process of civil aircraft and system products into six processes from the perspective of airworthiness compliance： demand analysis， research and development design， safety analysis， design verification， comprehensive verification and demand verification.
Key Words： Airworthiness terms; Development process; Compliance development; Seaworthiness
我国当前的符合性验证工作主要存在三类问题：适航条款的要求难以落实到设计过程;没有符合性文件体系，给适航审定带来困难;缺乏数字化管理系统。另一方面，面对像CCAR25.671这样的总则类条款，即便采用多种传统的符合性验证方法，依旧显得捉襟见肘，还会存在不同设计人员认识理解不一样的现象。民机电传飞控系统的符合性验证工作是一项复杂的系统工程，本文提出了一种面向研制过程的符合性验证方法，以解决电传飞控系统符合性验证工作带来的挑战。
1 符合性验证方法研究
《型号合格审定程序》规定了十种符合性验证方法：MOC0～MOC9，主要可以分为四大类，具体应用说明如下。
（1）MOC0：通常用于机型改装之后的型号审定，通常不能用于新型号，直接用符合性检查单和符合性记录文件来表明符合性。
（2）MOC1：指用设计图纸、证明方案、飞机手册和技术说明等文件的方式来表明符合性。
（3）MOC2：不仅指通过计算表明符合性（包括强度、疲劳和性能分析），也包括依据同型号进行验证或根据使用经验和相似性进行分析。
（4）MOC3：主要是通过各种安全性分析的手段来表明符合性（如功能危害性评估、系统安全性分析等），当适航条款中明确出现“失效”“危害最小”“概率极小”“故障影响”等描述，则需选取MOC3。
（5）MOC4：对于电传飞控系统通常采取台架试验、铁鸟综合试验的方法进行验证。
（6）MOC5：对于电传飞控系统，一般采取机上地面试验，包括飞控性能校核、结构模态耦合和电磁干扰试验等。
（7）MOC6：当适航条款有明确要求或者没有其他更好的方法时采用飞行试验，飞行试验一般具有多个飞行科目。
（8）MOC7：通常为机上地面检查，如系统的隔离检查等。
（9）MOC8：对于电传飞控系统而言，通过工程模拟器验证飞控律、分析操纵特性、评估飞控故障对全机的影响，为试飞风险科目提供支持。
（10）MOC9：一般用于机载设备的符合性证明，其验证所需的分析、计算及鉴定试验报告须由供应商提供。如必要，审查代表须进行目击鉴定试验，可能包含上述所有方法。
以上10种符合性验证方法的主要是从评审、试验、检查和鉴定等方面进行的“结果式”验证，这样往往只能验证到部分重要性能指标，不适合以需求为导向的民机产品研制特点，导致周期延长、成本超过预算的问题[1-2]。另一方面，电传飞控系统其复杂性和高集成度大大增加了不可预知的系统性行为发生的可能性，明显交错的系统行为难以通过传统的解藕分析和部件试验进行确认和验证，尤其是需求和设计错误是不可能通过“试错法”被穷举和验证[3]。 2 面向研制过程的符合性验证方法
2.1 概述
本节基于系统工程V模型，结合“过程保证”思想，提出了一种面向研制过程的符合性验证方法（MOCDP），该方法模型如图1所示。从适航符合性的角度该方法把民机及系统产品研制过程分为“需求分析”“研发设计”“安全性分析”“设计验证”“综合验证”和“需求确认”6个过程，其中每个过程又可以分为3个层级：飞机级、系统级和设备级[4-5]。其中前3个过程主要对应传统的型号设计过程，位于V模型的左半部分，通过民机产品各层级自上而下的“需求分析-研发设计-安全性分析”过程形成相应的型号设计数据;后3个过程对应传统的符合性验证过程，位于右半部分，通过民机产品各层级自底向上的“设计验证—综合验证—需求确认”过程形成符合性验证数据[6]。以适航需求为导向把型号设计和符合性验证工作联系起来，构建了型号设计资料与符合性验证资料之间的内在逻辑，形成符合性文件体系，确保符合性文件的完整性和可追溯性[7-8]。
2.2 符合性文件体系
MOCDP模型的左侧是系统自上而下的分解过程，对应型号设计过程。围绕适航需求进行需求分析研发设计和安全性分析，产生对应的型号设计资料[9]、该模型的右侧是系统自下而上的集成过程，对应符合性验证过程。当产品试制完成后，进行设计验证、综合验证与需求确认，同时生成符合性验证资料[10]。通过对适航需求的层层分解与管控，确保系统对适航条款的符合性。依据面向研制过程的符合性验证方法过程模型，形成系统性、结构化的符合性文件体系，如图2所示。
MOCDP符合性文件体系，形成了一个闭合的适航符合性证据链回路，明确了在飞机、系统和设备各层级内部和跨层级间形成的输入输出关系，确保形成的符合性文件的完整性和可追溯性[11]。
3 结语
本文研究了十种传统的符合性方法（MOC0～MOC9），并针对其不足之处做了简要分析。基于系统工程理论，结合民机研制过程，提出了一种面向民机研制过程的符合性验证方法。
参考文献
[1] 张大伟.民用飞机飞控系统MOC4试验验证方法分析[J].航空科学技术，2014（1）：46-50.
[2] 李亚男，刘彩志.民用飞机飞控系统MOC8工程模拟器验证方法分析[J].民用飞机设计与研究，2010（1）：33-36.
[3] 邵楠.基于FAA适航体系的民用飞机适航符合性验证方法研究[D].南京：南京航空航天大学，2017.
[4] 王芳，蒋建军，王俊彪.基于本体的适航管理知识建模的研究[J].科学技术与工程，2012，12（11）：2642-2648.
[5] 王芳，蒋建军，王俊彪，等.浅谈民机适航管理信息化体系建设[J].机械设计与制造工程，2012，41（15）：1-4.
[6] 王斌，蒋建军，王俊彪，等.型号合格取证过程适航知识要素分析与系统建模[J].航空制造技术，2015，472（3）：97-101.
[7] 田琳琳.民用飞机PBN能力的适航符合性验证方法研究[D].天津：中国民航大学，2018.
[8] 李龍彬，程普强，隋立军.航空材料适航条款符合性验证研究[J].民用飞机设计与研究，2020（2）：39-42.
[9] 孙世东，张夏，孙有朝，等.民机驾驶舱人为因素适航符合性验证与审定方法[J].航空计算技术，2019，49（3）：125-129.
[10] 刘波浪.复合材料轻型飞机静强度适航符合性验证研究[D].南京：南京航空航天大学，2018.
[11] 彭红超，祝智庭.面向智慧课堂的灵活深度学习设计框架研制[J].现代远程教育研究，2021，33（1）：38-48.
关键词：适航条款 研制过程 符合性研制 适航
中图分类号：F273.2 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）04（b）-0001-03
Research on Conformance Verification Method Oriented to Development Process
FANG Feng ZHANG Song LI Xiaoguang
（College of Aerospace Engineering， Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， Nanjing， Jiangsu Province， 210016 China）
Abstract： In view of the difficulty in implementing the requirements of airworthiness clauses into the design process， this paper studies the conformance verification method oriented to the development process， constructs the conformance document system， and puts forward a conformance verification method oriented to the development process （MOCDP）. This method divides the development process of civil aircraft and system products into six processes from the perspective of airworthiness compliance： demand analysis， research and development design， safety analysis， design verification， comprehensive verification and demand verification.
Key Words： Airworthiness terms; Development process; Compliance development; Seaworthiness
我国当前的符合性验证工作主要存在三类问题：适航条款的要求难以落实到设计过程;没有符合性文件体系，给适航审定带来困难;缺乏数字化管理系统。另一方面，面对像CCAR25.671这样的总则类条款，即便采用多种传统的符合性验证方法，依旧显得捉襟见肘，还会存在不同设计人员认识理解不一样的现象。民机电传飞控系统的符合性验证工作是一项复杂的系统工程，本文提出了一种面向研制过程的符合性验证方法，以解决电传飞控系统符合性验证工作带来的挑战。
1 符合性验证方法研究
《型号合格审定程序》规定了十种符合性验证方法：MOC0～MOC9，主要可以分为四大类，具体应用说明如下。
（1）MOC0：通常用于机型改装之后的型号审定，通常不能用于新型号，直接用符合性检查单和符合性记录文件来表明符合性。
（2）MOC1：指用设计图纸、证明方案、飞机手册和技术说明等文件的方式来表明符合性。
（3）MOC2：不仅指通过计算表明符合性（包括强度、疲劳和性能分析），也包括依据同型号进行验证或根据使用经验和相似性进行分析。
（4）MOC3：主要是通过各种安全性分析的手段来表明符合性（如功能危害性评估、系统安全性分析等），当适航条款中明确出现“失效”“危害最小”“概率极小”“故障影响”等描述，则需选取MOC3。
（5）MOC4：对于电传飞控系统通常采取台架试验、铁鸟综合试验的方法进行验证。
（6）MOC5：对于电传飞控系统，一般采取机上地面试验，包括飞控性能校核、结构模态耦合和电磁干扰试验等。
（7）MOC6：当适航条款有明确要求或者没有其他更好的方法时采用飞行试验，飞行试验一般具有多个飞行科目。
（8）MOC7：通常为机上地面检查，如系统的隔离检查等。
（9）MOC8：对于电传飞控系统而言，通过工程模拟器验证飞控律、分析操纵特性、评估飞控故障对全机的影响，为试飞风险科目提供支持。
（10）MOC9：一般用于机载设备的符合性证明，其验证所需的分析、计算及鉴定试验报告须由供应商提供。如必要，审查代表须进行目击鉴定试验，可能包含上述所有方法。
以上10种符合性验证方法的主要是从评审、试验、检查和鉴定等方面进行的“结果式”验证，这样往往只能验证到部分重要性能指标，不适合以需求为导向的民机产品研制特点，导致周期延长、成本超过预算的问题[1-2]。另一方面，电传飞控系统其复杂性和高集成度大大增加了不可预知的系统性行为发生的可能性，明显交错的系统行为难以通过传统的解藕分析和部件试验进行确认和验证，尤其是需求和设计错误是不可能通过“试错法”被穷举和验证[3]。 2 面向研制过程的符合性验证方法
2.1 概述
本节基于系统工程V模型，结合“过程保证”思想，提出了一种面向研制过程的符合性验证方法（MOCDP），该方法模型如图1所示。从适航符合性的角度该方法把民机及系统产品研制过程分为“需求分析”“研发设计”“安全性分析”“设计验证”“综合验证”和“需求确认”6个过程，其中每个过程又可以分为3个层级：飞机级、系统级和设备级[4-5]。其中前3个过程主要对应传统的型号设计过程，位于V模型的左半部分，通过民机产品各层级自上而下的“需求分析-研发设计-安全性分析”过程形成相应的型号设计数据;后3个过程对应传统的符合性验证过程，位于右半部分，通过民机产品各层级自底向上的“设计验证—综合验证—需求确认”过程形成符合性验证数据[6]。以适航需求为导向把型号设计和符合性验证工作联系起来，构建了型号设计资料与符合性验证资料之间的内在逻辑，形成符合性文件体系，确保符合性文件的完整性和可追溯性[7-8]。
2.2 符合性文件体系
MOCDP模型的左侧是系统自上而下的分解过程，对应型号设计过程。围绕适航需求进行需求分析研发设计和安全性分析，产生对应的型号设计资料[9]、该模型的右侧是系统自下而上的集成过程，对应符合性验证过程。当产品试制完成后，进行设计验证、综合验证与需求确认，同时生成符合性验证资料[10]。通过对适航需求的层层分解与管控，确保系统对适航条款的符合性。依据面向研制过程的符合性验证方法过程模型，形成系统性、结构化的符合性文件体系，如图2所示。
MOCDP符合性文件体系，形成了一个闭合的适航符合性证据链回路，明确了在飞机、系统和设备各层级内部和跨层级间形成的输入输出关系，确保形成的符合性文件的完整性和可追溯性[11]。
3 结语
本文研究了十种传统的符合性方法（MOC0～MOC9），并针对其不足之处做了简要分析。基于系统工程理论，结合民机研制过程，提出了一种面向民机研制过程的符合性验证方法。
参考文献
[1] 张大伟.民用飞机飞控系统MOC4试验验证方法分析[J].航空科学技术，2014（1）：46-50.
[2] 李亚男，刘彩志.民用飞机飞控系统MOC8工程模拟器验证方法分析[J].民用飞机设计与研究，2010（1）：33-36.
[3] 邵楠.基于FAA适航体系的民用飞机适航符合性验证方法研究[D].南京：南京航空航天大学，2017.
[4] 王芳，蒋建军，王俊彪.基于本体的适航管理知识建模的研究[J].科学技术与工程，2012，12（11）：2642-2648.
[5] 王芳，蒋建军，王俊彪，等.浅谈民机适航管理信息化体系建设[J].机械设计与制造工程，2012，41（15）：1-4.
[6] 王斌，蒋建军，王俊彪，等.型号合格取证过程适航知识要素分析与系统建模[J].航空制造技术，2015，472（3）：97-101.
[7] 田琳琳.民用飞机PBN能力的适航符合性验证方法研究[D].天津：中国民航大学，2018.
[8] 李龍彬，程普强，隋立军.航空材料适航条款符合性验证研究[J].民用飞机设计与研究，2020（2）：39-42.
[9] 孙世东，张夏，孙有朝，等.民机驾驶舱人为因素适航符合性验证与审定方法[J].航空计算技术，2019，49（3）：125-129.
[10] 刘波浪.复合材料轻型飞机静强度适航符合性验证研究[D].南京：南京航空航天大学，2018.
[11] 彭红超，祝智庭.面向智慧课堂的灵活深度学习设计框架研制[J].现代远程教育研究，2021，33（1）：38-48.