民用飛機研發過程中的權衡研究

摘要：民用飛機的研發既要滿足客戶要求、保證飛機完整性、達到飛機安全性目標，同時還要滿足相關條例、公務要求和商業要求。而這些要求往往相互制約、相互沖突，這就使得權衡研究在民用飛機的研發過程成為一項必不可少的工作。

本文分析了權衡研究在民用飛機研發過程各階段中的作用，并闡明了權衡研究在民用飛機研發過程中應遵循的過程。通過分析和研究，表明權衡研究是保證飛機型號成功的一種有效方法。

關鍵詞：民用飛機 權衡研究 研發過程

中圖分類號：V22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

Abstract：

During the development process， civil aircraft shall meet the customer requirements， ensure aircraft integrity， meet aircraft safety objective. Also， civil aircraft is driven by regulatory， business requirement and commercial requirement. However， these requirements are mutually effected， which resulting the trade study to be the necessary activity in the avionics system development process.

This paper analyzes the functions that trade studies are conducted in civil aircraft development process and illustrates the process that trade study shall follow in. Through the analysis and study in this paper， it is clear that trade study is a valid way to ensure the aircraft type success.

Keywords：Civil Aircraft; Trade Study; Development Process

1引言

隨著龐大航空運輸市場的需求，民用飛機在現在的運輸領域中起著越來越重要的作用。在民用飛機的研發中，由于市場和技術的驅動，民用飛機日益復雜化、高度集成化、技術尖端化，同時也給系統開發帶來了更大的復雜性和困難。既要滿足客戶要求、保證系統間的相互關系、達到飛機安全性目標、保證飛機完整性以及其他很多因素，同時還要滿足相關條例、公務和商業要求，這些要求都使民用飛機處在一個必須認真權衡研究各種因素的環境中[1]。

國外已開始了對權衡研究的理論研究，有將這些研究結果應用在民機上的前例[2，3]。但在國內，尚未研究權衡研究在民機開發過程中的應用。

本文分析了權衡研究在民用飛機研發過程各階段中的作用，并闡明了權衡研究在民用飛機研發過程中應遵循的過程。通過分析和研究，表明權衡研究是保證飛機型號成功的一種有效方法。

2 權衡研究在民用飛機研發過程各階段中的作用

基于SAE ARP 4754對復雜系統設計的考慮，民用飛機研發過程如圖2所示。隨著民用飛機需求分析的進行，飛機各項功能逐漸形成并分配到系統，接下來是建立系統架構，之后是將部件需求分配到硬件和軟件，最后是飛機實現。

圖2 民用飛機研發過程

根據系統工程學，權衡研究在民用飛機研發過程的每個階段中都起了重大作用。

在需求分析過程中，需求的確定需要考慮各種需求和約束條件。而權衡研究在該過程中對性能需求和功能需求進行權衡分析和研究，以解決各種因素之間的沖突，滿足客戶的需求。

在飛機功能分析和分配過程中，功能的確定需要考慮接口需求、指定的設備、功能劃分、需求逐層分解和構型項等方面的考慮。權衡研究在該過程中，支持功能分析；根據功能接口，定義一套滿足要求的性能需求；支持性能需求的分配；解決性能需求和功能需求分配時遇到的困難和沖突；評估所有可選的功能架構。

在設計集成過程中，為了使成本、項目進度、性能和風險之間達到最優，可使用權衡研究對可選的方案進行評估。權衡研究在該過程中，比較新研和貨架產品，決定采用哪種產品；在選擇系統概念、設計和解決方案時，解決期間出現的沖突；衡量可選的技術是否滿足功能和設計需求；權衡材料和過程對環境和成本的影響；評估可選的物理架構；權衡部件、技術、服務和設備的選擇，以減少系統的生命周期成本；以及在開發或自研等其他方面進行判斷時，進行權衡。

3民用飛機研發過程中的權衡研究過程

3.1權衡研究過程基礎

權衡研究是一個過程，該過程檢查各種可行的方案，以決定哪種方案是最優方案。在權衡研究過程中，首先最重要的是制定一個公認的標準作為做決定的基礎。其次，需要有一個統一的方法來衡量這些可行的方案。若按照這些原則，根據權衡研究得到的決定則是合理的、客觀的、可重復的。最后，對于客戶或決策者來說，權衡研究的結果應是容易理解的。若該結果太復雜不容易理解，則這個權衡研究過程就不能及時的做出決定。

3.2權衡研究過程

在民用飛機研發過程中，權衡研究過程采用系統工程學中所介紹的方法，如圖3所示。該過程包括問題定義、問題約束、建立權衡方法、選擇可行的解決方案、確定每個可行方案的關鍵特性、評估可行方案，最后選擇一個解決方案。

圖3 權衡研究過程

建立權衡研究分析方法是其中一個重要的過程，包括選擇比較的數學方法、用于比較的開發標準和量化標準以及確定權重因子。使用恰當的模型和方法將保證權衡研究的合理性、客觀性和可重復性。（所選擇的權衡分析方法在對各種可行性方案進行比較時，應盡可能的基于對客戶和開發者來說真正的好處。在做權衡研究分析時，各種因素關系的確定應當是一種比例的、合理的關系。例如，在使用“效用曲線法”進行權衡分析時，必須要明確所選的“效用”和“權重”值是基于什么的，同時它們代表了系統什么樣的實際性能。）

另一個重要的階段是評估可行方案。在該階段中，將產生一個權衡矩陣，該矩陣用來比較可行方案、靈敏度分析、選擇一個優化的可選方案、以及可行方案和權衡研究過程的再評估。由于權重因子和某些量化數據可能有隨機性，所以靈敏度分析很關鍵。若由于輸入數據的相關微小變化可引起解決方案的改變，那么這個研究是無效的，應評審和修改采用的方法。當以上這些任務完成后，選擇一個解決方案，建立文檔并存儲在數據庫中。

其他階段對于整個權衡研究過程也是非常關鍵的，在實際的開發過程中，應以客戶和開發者的真正利益為出發點，進行各個因素的考慮和權衡。

6 結論

本文首先闡明了權衡研究在航電系統開發過程各階段中的作用，并分析了開發權衡研究應遵循的過程。通過上述分析和研究，表明權衡研究在民用飛機研發過程中具有重要意義，是確保民用飛機滿足適航要求和客戶需求、保證飛機型號成功的一種有效方法。

參考文獻

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