民用飛機客艙系統測試準備就緒評審分析

李高生

(中電科航空電子有限公司，成都 610000)

0 引言

測試準備就緒評審(Test Ready Review, 簡稱TRR)屬于ARP4754A《民用飛機及系統開發指南》(簡稱4754A)4.6.4節飛機/系統的集成的一個重要節點，4754A有如下描述：“通常系統的集成是從一個一個單元(item)的集成開始的；在集成進程中發現的缺陷，應追溯回相應的開發或基本進程(需求的捕獲/分配/確認、實現、驗證)等”以尋求解決方案，并開展進程的迭代。當所有的迭代重復都有了結果，那么集成活動的輸出就是已驗證的、已集成的系統，以及能夠表明該系統滿足所有功能和安全性需求的數據。[1]這里的單元可以是一款軟件，也可以是硬件，如圖1所示。在民用飛機客艙系統[2]里，Unit可以是LRU也可以是系統軟件，或者是LRU下一層的硬件平臺和軟件。“表明該系統滿足所有功能和安全性需求的數據”，則是TRR通過后，集成測試的目的和結果，是具體適航[3]活動的體現。

本文的TRR是以某型民用飛機客艙系統[4]為例，闡述的范圍是圖1中的紅色虛線以上的部分，即LRU級、系統軟件獨立的驗證已經完成，TRR后驗證的是：不同LRU/系統軟件間/不同子系統間的互通互聯；TRR重點描述進入下一階段需要具備的條件和完成的工作，下一階段工作包括客艙核心子系統、機載娛樂子系統和客艙系統的集成測試及回歸工作(關注的是LRU1、LRU2、系統軟件之間的集成問題，客艙核心子系統與機載娛樂子系統之間的集成問題)。

圖1 客艙系統構型示意圖

1 TRR的理解

民用飛機適航是以安全性為牽引的，所使用的設備、系統和功能必須表明是安全的，因此在型號研制過程中所使用的設備、采用的技術通常是成熟的和經過驗證的[5]。但中國民機發展時間較短，技術的突破和產品的開發是并行開展的(技術的突破側重的是關鍵技術的解決，此時設計方案尚處于調整階段，未固化；產品開發的前提是主要技術已突破，解決的是適航流程問題)，因此在工程實際中TRR廣義上可以分為兩類：CDR前的TRR(對應圖2中的TRR1)和CDR后的TRR(對應圖2中的TRR2)，后者含義為：TRR2評審通過后，集成測試的數據可以直接作為適航審查的依據，一般此時產品的狀態是基本固化的，可預見的產品更改較少或沒有；前者(TRR1評審)的目的主要是約束產品技術狀態，減少集成測試風險，存在一定的功能未實現項。

圖2 TRR節點示意圖

從圖3可以看出系統開展TRR2時，設備已達到紅標技術狀態(功能完整，可開展鑒定和制造符合性審查)，軟件已完成編碼和驗證。而開展TRR1時，設備可能尚處于圖3中的藍標件(數字尺寸及連接器已確定，功能未完成實現)狀態，軟件已完成編碼，軟件測試人員尚未完成正式的測試或已開展基本的測試。從適航審查[6]的角度，TRR1不是必須的，但對于國內目前民機航空電子系統而言，TRR1的開展有助于提前暴露各方(系統、軟件及外包外協單位)對需求、ICD理解的不一致性(比如同一條需求，系統和軟件可能有存在些許的偏差；因適航當局要求的差異，或固有場景的影響，國內和國外對同一條需求的理解也可能出現差異)，有助于提前預知阻塞性問題(比如網絡設計問題)，有助于查找系統設計的不完備之處(比如正常內話邏輯之外的按鍵處理)。同時，開展TRR1，有助于對設備的標識(Label)位置有個直接的感官，位置是否醒目，內容是否完備，文字大小是否合理等(比如客艙系統的乘務員指示燈看板ALIP，因設備較小Label內容需要裁剪)。因此，TRR1開展有利于TRR2的順利開展，降低TRR2通過后集成測試的風險。

注[7]：

1)藍標件：產品還不是最終的設計，也未經過鑒定；藍標件僅用于實驗室試驗，禁止用于飛行試驗。

2) 紅標件：產品貼近于最終的設計，部分設計已經過鑒定(主要是機械和溫度相關=主要是飛行安全相關的部分)。紅標件經授權后可用于飛行試驗。

3) 黑標件：產品是最終的設計，設計已經過鑒定，代表批量設計的狀態。

2 TRR的前提

開展TRR需要考慮以下因素：(1)待測系統；(2)測試文檔；(3)測試環境；(4)測試記錄；(5)質量審計過程；(6)構型[8]；(7)與開發計劃的符合性。其中開展TRR1可酌情降低要求，下面將分小節分別介紹。

圖3 系統研發階段劃分

2.1 待測系統狀態

待測系統是由每個LRU及系統軟件組成的，要確認每個LRU及系統軟件的交付情況。比如在客艙系統中，LRU1是國內某供應商研發的，LRU2是國外某供應商研發的，系統軟件是由公司自主研發的，針對LRU1和LRU2，無論前期是否開展下廠驗收，都需要再次確認隨機交付產品測試報告與實物的符合性，比如外觀、銘牌、重量、尺寸、基本功能等；針對系統軟件，則需要通過公司內部管理軟件，如產品數據管理(Product Data Manager，簡稱PDM)，確認技術狀態。

2.2 測試文檔就緒

以客艙系統為例，TRR主要關注客艙核心子系統測試規程、機載娛樂子系統測試規程、客艙系統測試規程三個測試規程。每個規程評審通過的準則是“甲擬制的規程，乙僅依據測試規程在測試環境中同樣可以操作”，具體舉例說明，一個不及格的測試規程如圖4所示。

圖4 不及格測試規程示例圖

圖4測試步驟中有幾個問題：

1)步驟1，“打開客艙管理終端(Cabin Management Terminal，簡稱CMT)設備”，測試人員不知道怎么打開，應修改為“按壓CMT界面的電源按鈕(在測試規程中附加，見圖5)，打開CMT”，“CMT界面能夠正常顯示”，測試人員無法判斷，需要修改為“CMT顯示如下界面(并給出界面圖形)”，狀態頁面如圖6所示。

圖5 CMT電源按鈕

圖6 CMT狀態頁面

2)步驟2，“給機載娛樂(In-Flight Entertainment，簡稱IFE)系統[9]上電”，測試人員不知道按壓什么按鈕進行操作，需要修改為“按壓某某測試臺某某區域的電源按鈕，給IFE系統上電”。

3)步驟3，“CMT的IFE界面能夠在幾分鐘內正常顯示”測試人員無法判定是幾分鐘，同樣也無法判定什么狀態是正常顯示，需要修改為“CMT的IFE界面能夠在5分鐘內正常顯示(給出界面圖形)”，正常顯示頁面如圖7所示。

圖7 IFE顯示頁面

從上述描述可以看出，測試文檔的擬制需要和集成測試環境緊密結合，需要了解集成測試環境并進行初步的實際操作。

2.3 集成測試驗證環境就緒

集成測試驗證環境是測試的載體，是驗證機載系統/設備能否正常工作的環境，狀態必須是固化的，是經過檢驗的，是合格的。以客艙系統為例，表征集成測試驗證環境已達到上述狀態的文檔有：客艙系統開發集成驗證環境驗收測試規程、測試報告、環境使用手冊、構型清單及合格證。

2.4 自測試記錄完整

自測試的含義是質量和檢驗人員未參與的，由系統測試人員自行開展的測試。自測試記錄包括兩個部分：(1)根據測試規程給出的實際測試結果(與預期結果是否一致)；(2)不一致項的測試項問題清單。

問題清單在TRR2時需要放在CQ(ClearQuest，簡稱CQ)管理，TRR1時因問題較多且零碎，可以用Excel工具管理，無論采用哪種工具，都需要具備以下信息：(1)問題描述：詳細描述問題的現象；(2)問題發現階段：比如是客艙核心子系統測試階段還是客艙系統測試階段；(3)問題歸屬：定位出是哪個LRU或系統軟件的問題；(4)版本：LRU目前的軟件版本信息；(5)發現時間：年月日；(6)問題發現人：張三；(7)問題狀態：定位中/已定位/已關閉；(8)問題責任人：李四；(9)原因分析和定位：詳細描述定位的過程，有些問題解決周期比較長，則需要記錄每一次定位的時間、方法和結果；(10)回歸驗證版本：回歸驗證的軟件版本信息；(11) 備注：其它必要的說明。

每一個問題均需按照以上原則對問題進行定位和關閉，這樣方便后續對問題解決方案的查看，便于歸納統一、舉一反三。

2.5 質量審計過程

質量經理在TRR評審前需根據《質量保證計劃》開展過程審計和階段審計工作。過程審計包括機載設備的重要階段評審記錄(譬如CDR)、產品驗收記錄進行審查，參與集成測試驗證環境的驗收、測試文檔的評審等；階段審計主要根據開發計劃的轉段準則確認TRR檢查單查閱相關文件是否齊套、技術狀態是否已達到轉段準則。

2.6 構型

民機構型管理十分重要，是表征產品屬性在特定時間上的快照。

構型管理，軍品中稱為技術狀態管理[10]，軟件中稱為配置管理，主要通過構型標識、構型控制、構型審核、構型狀態報告等手段保證產品構型信息的唯一性、準確性、完整性和有效性。在TRR階段，應進一步檢查構型標識是否合理，與主機所是否協調一致；主機所與供應商之間涉及工程變更的工程協調單(Engineering Change Memo，簡稱ECM)是否按照《構型管理規定》將更改執行到產品設計中，流程是否正確；構型文件是否受控，構型基線是否受控，構型文件與機載設備是否匹配。在TRR階段，構型應組織構型管理委員會成員對2.4節自測試遺留問題進行逐一評估，對是否可以進入下一階段給出意見。

2.7 與開發計劃的符合性

TRR階段總結報告中需描述與系統開發計劃的符合性，主要包括兩方面的內容：(1)開發計劃規定的活動是否已經開展；(2)開發計劃規定的輸出物是否已具備、已評審且已受控。若某項活動未開展，或某個文檔未完成擬制，要給出對轉入下一階段的影響。

3 結論

TRR是民用飛機航電系統設計中的重要環節，實際工程項目中，可開展藍標件狀態和紅標件狀態的雙TRR。TRR檢查單包括待測系統、測試文檔、測試環境、測試記錄、質量審計過程、構型、與開發計劃的符合性等7個方面。文中內容是4754A文檔的具體理解和可操作細化，結合中國自主研制的客艙系統研制流程表明該方法是有效的。

TRR是系統開發的一個里程碑節點，其正確和順利開展標志著系統集成測試階段的完成，是對軟件設計、硬件設計、系統設計、系統環境設計的一個充分驗證，是系統接受的一次“正式考試”，其結果可作為系統適航審查的依據。TRR的完成為機上地面試驗和飛行測試奠定了基礎。