淺談民用飛機機載系統構型審核

孫楠　王浩

【摘 要】當前民用飛機研發主要采用主制造商-供應商模式，機載系統通過工作包形式分發給供應商，項目的構型管理帶來了巨大挑戰，構型審核作為重要技術管理工具，在機載系統的研制中起到了重要作用，本文介紹了構型審核的形式和內容，對機載系統的構型審核提出了建議。

【關鍵字】機載系統；構型審核；功能構型審核；物理構型審核

中圖分類號： V243 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）11-0037-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.11.014

【Abstract】“Supplier-Manufacturer” model is the main development mode for current civil aircraft.The onboard systems are distributed to suppliers by work package，which is a large challenge for aircraft configuration management. Configuration audit as a technical management tool，plays a significant in the development of onboard system.The objective and process of configuration audit is discussed，recommendation for configuration is provided herein.

【Key words】Onboard system；Configuration audit；Function configuration audit；Physical configuration audit

0 前言

大型民機研制是高風險、高投入項目，為了降低產品成本、增加市場競爭力，主制造商-供應商模式被廣泛采用。民機項目的研制被分解為機體結構和各機載系統工作包，每一個工作包成為相對獨立的子項目。飛機的構型管理工作就顯得極為重要，在飛機項目研制的各個階段，進行構型狀態確認時，可以通過構型審核來進行。

1 構型審核

構型審核是構型管理五要素之一，是在“構型計劃”制定的原則下，對“構型標識”、“構型控制/更改管理”、“構型狀態紀實”的審核，是對研發過程中構型管理工作的驗證。

構型審核目的是保證：

a）所有的需求都在產品的驗證過程中實現；

b）工程和制造文件精確的描述了產品的設計。

針對上述兩個目的，構型審核一般包括功能構型審核（FCA，Functional Configuration Audit）和物理構型審核（PCA， Physical Configuration Audit）。FCA用于驗證產品設計的實際性能符合設計文件和接口要求；PCA用于表明已經發布的工程和制造文件完整、精確、可實施。

1.1 功能構型審核

功能構型審核不是單指某一次的綜合的徹底的審核，而是貫穿在產品的設計研發過程中，結合產品的階段性評審實現，并且是逐漸深入遞進的。對于機載系統來說，初步設計評審（PDR）、詳細設計評審（CDR）主要任務之一都是在進行功能構型評審。PDR評審時，系統設計方案已經形成，功能構型審核的主要內容是飛機級的需求是否分解到系統級需求，是否在系統的架構設計中得到了完整的體現；詳細設計評審（CDR）時，系統已經基本完成了詳細設計，這時功能構型審核就要深入到設備層級，對系統級需求甚至設備級需求，逐一審核驗證。

功能構型評審是分層級的，一般有構型項級（設備級）、系統級、飛機級三個層級。機載系統要進行構型項和系統級的功能審核。構型項級的主要體現為設備級需求的驗證，主要包括：

a）設備規范是否符合系統級規范；

b）設備需求驗證矩陣是否完整；

c）設備分析計算報告是否能夠驗證相應需求；

d）設備鑒定試驗程序/報告是否能夠驗證相需求。

系統級需求的驗證，主要包括：

a）系統級需求是否完全覆蓋了飛機級分配到系統級的需求；

b）系統級需求中接口需求是否完善；

c）系統需求驗證矩陣是否完整；

d）系統的分析計算報告是否能夠驗證相應的需求；

e）系統級的試驗程序/報告是否能夠驗證相應的需求。

1.2 物理構型審核

在主制造商-供應商模式下，產品的零件級圖紙設計、制造大綱編制、工藝規范編寫、制造、裝配、出廠測試都由供應商完成。主制造商對產品實物的構型控制相對弱化，因此，物理構型審核的重要性也就突顯出來，涉及的主要活動有首件檢驗（FAI）、驗收試驗（PAT）及局方進行的制造符合性檢查等。

主制造商對供應商的質量體系審核是物理審核前提條件。在設計凍結后，供應商發布生產用圖，編寫制造文件組織試生產。生產用圖和制造工藝文件，主制造商一般是不批準的。試生產過程中，供應商會進行首件檢驗，首件檢驗是驗證設計圖紙、制造文件、設備工裝等對產品設計的實現能力，主制造商一般不太會深入涉及FAI的具體活動，通過對首件檢驗報告（FAIR）的認可，進行物理構型審核。

設備在完成制造和裝配后，要進行驗收試驗（PAT）。驗收試驗依據驗收試驗程序（ATP）進行，驗收試驗程序一般由設備供應商提供，主制造商批準。對每一件交付設備或試驗設備都要進行驗收試驗，試驗通過意味著產品符合設計要求。對每個驗收試驗的前期監督和控制，是主制造商的物理構型審核的重要內容。

2 局方審查活動和構型審核

2.1 功能構型審核和局方審查

適航條款的要求會通過飛機級需求傳遞到系統級和設備級，機載系統在針對這些適航要求的驗證活動，局方是要介入審查的。

另一方面，CCAR 25.1309條，要求“凡航空器適航標準對其功能有要求的設備、系統及安裝，其設計必須保證在各種可預期的運行條件下能完成預定功能。”對驗證這條幾乎涵蓋所有的需求驗證過程。這個過程工作量巨大，局方不可能全部深入審查，一般會對重要的和條款明確要求的功能驗證活動進行審查，對其他功能驗證，可能只關注總結報告。

2.2 物理構型審核和制造符合性檢查

制造符合性檢查是局方依據圖紙和制造文件，對試驗件進行實物檢查，確認實物是否符合圖紙要求的審查活動。簡而言之，是檢查”實物”對”文件”的符合性，本質上講是質量檢查。機載系統的物理構型審核，是在實物對文件完全符合的前提下，驗證文件的完整性、正確性、可實現性。局方制造符合性檢查的內容是機載系統的物理構型審核的一部分。

制造符合性檢查是抽查，重要的設備、零件被確定為制造符合性檢查選項，對其關鍵制造過程或者關鍵特性進行審查。機載系統的物理構型審核要進行100%的審核，重點項目可以結合局方審查活動一起進行，其余項目可以通過文件形式或體系評審方式進行。

制造符合性檢查比較關注材料、工藝、關鍵特性、生產裝備、軟件等。對于系統件中的重要承力件或關鍵的結構件，局方會關注其零件的制造過程；對于執行一定功能的系統件，通常采用目擊ATP的形式驗證其制造符合性檢查。

功能構型審核和物理審核有時是交織進行的，例如局方目擊的適航驗證試驗，對試驗件要進行制造符合性檢查，試驗前進行評審，確認試驗大綱已經得到批準，試驗件的制造、試驗件在試驗臺架的安裝、試驗設備已經滿足試驗大綱中的要求，這都是物理構型審核的范疇，試驗過程、試驗結果分析、試驗報告是驗證功能需求是否實現，這是功能構型審核范疇。

3 構型審核的一般過程

功能構型審核和物理構型審核，一般都分為四個階段：

（1）計劃階段，提出型驗證要求并制定審核計劃。審核計劃需闡明審核的依據、議題、范圍，并根據審核的具體需求制定詳細的工作計劃、日程安排及審核形式等。

（2）預審階段， 審核前的籌備工作，包括成立審核組、安排審核議程、準備審核所需要的設備、規定準則、確定審核分工、準備審核相關資料。

（3）審核階段，按照受審項目清單進行正式審核，根據具體審核主題逐一檢查，并對整個審核過程進行詳細記錄，包括發現的問題項及解決措施，最終以報告形式進行構型記實。

（4）審核后階段，跟蹤驗證問題項，實施糾正措施，評估措施有效性，直至問題項關閉。

4 結語

機載系統的構型審核實質上是一個技術管理類工作。但機載系統的設計一般由主制造商和供應商共同負責，主制造商在構型審核過程中，不但要審核自身還要審核供應商。機載系統對供應商一般靠合同約束供應商，因此，在系統研制初期，構型審核工作就要和其他構型管理工作一并考慮，以合適的方式在合同中體現。

【參考文獻】

[1]GEIA-HB-649A，Configuration Management Standard Implementation Guide，2015.

[2]張樂，等.論民用飛機構型審核要求和程序[J].科技信息，2012（10），490-491.

[3]孫楠，等.民用飛機供應商構型管理體系審核[J].民用飛機設計與研究。2014（115），83-86.