民用飞机管控技术解析

1需求的分解

在民用飞机的设计过程中，每个飞机系统都包含多个子系统，每个子系统的需求都应从高一级的系统需求继承过来，即子系统的需求是从高一级的系统需求分解得来的。需求分解是从高一级需求定义低一级需求或从系统需求定义子系统需求的过程。需求被分解为更细节的低一级需求，该需求应能对产品的设计和实施提供足够的保证。每一级的需求都应该是可以被确认和验证的。需求的确认保证它可以满足正确性和完整性，从而使产品可以实现该需求。在需求分解的过程中，通过分析确定架构，并确定是使用软件还是硬件来进行实现。在这个过程中，需求被归类，并识别其所属类型。需求类型包括但不限于：功能需求、性能需求、接口需求、测试需求、安全性需求、安装需求。需求被分配给每个子系统/产品。在需求分解的过程中，需要配合额外产生的衍生需求对子系统进行设计和实现。需求的设计目标，是提供给子系统供应商（不管是内部的还是外来的）对系统架构中他们这部分清晰的需求定义。需求工具IBM的动态目标定向要求系统（DOORS）是一个通过捕获、构建、分析和链接进行需求管理的工具。使用DOORS可以实现对需求的管理和追溯，它可以作为民用飞机需求管理和追溯的计划工具。DOORS的优点是方便进行一个模块的需求到另一个模块的需求的链接。在DOORS中，每条需求都被存储为一个单独的object，即一个需求项，每个需求项都可以进行到另一个模块中某个需求项的链接，通过建立链接，实现对需求的分解与分配，在需求确认和验证的过程中，也可以通过链接，实现对需求的追溯和确认。

2需求的追溯

从飞机级需求到系统级需求，以及测试用例和步骤之间，都要实现需求的可追溯性。项目通过DOORS生成的追溯报告，用来确认在数据库中数据的可追溯性没有漏洞；通过可追溯性矩阵，不仅要确认是否追溯，还要确认追溯是否正确。低级需求应向上追溯到源需求。当建立链接模块和链接规则的时候，要支持该原则。为了在需求中进行追溯，需要为需求设置大量的链接模块，一部分用于验证，一部分用于ICD等工程中其他所需部分。需求模块包含飞机级的链接模块、系统级的链接模块以及关联到每个子系统需求的链接模块。个别链接模块用于每个子系统的相关ICD和验证。

3需求的链接

当需求可以被分解到低一级的需求时，在DOORS中，可以通过链接的形式将被分解的需求与分解形成的低一级需求关联起来。在DOORS中，已分解的低级的需求被链接到上一级的高级需求上。这为每个数据库中的需求建立了追溯。当需求被满足时，可以向上追溯其源头，从而对高一级的需求进行确认，同时，如果高一级的需求被分解到了不同的低一级需求中时，也可以通过显示的链接列表对其分解的需求进行向下追溯并确认。DOORS具有生成追溯并形成报告的能力。在DOORS中，属性可以为每个需求进行定义。属性描述了需求的类型及其各自的特征。链接由DOORS工具在链接列表中显示。链接可以通过指入和指出箭头关联到需求上。链接信息存储在链接模块中。链接的生成原则上并没有特别的规定，通常都被用来做需求分解以及相关方关联的时候建立的关联信息。通过链接，可以很容易的查看到与某项需求相关的需求，通过对链接信息的归类存储，可以将链接按照关系的区别来进行分类管理。相关的概念如下子章节所述。上级需求（输出链接）上级需求是更高级的需求，由该需求上溯。所有的非衍生需求都必须具有上级需求。子需求或实现物子需求是该需求可追溯的低一级需求。实现物是在最低级的需求上，这些需求制定了实现的细节。所有的需求必须可以关联到子需求或实现物上。实现物是需求的最低等级。测试用例（输入链接）测试用例通过输入链接到验证需求上。不管需求处于何种等级，所有的需求必须链接到测试用例。这样做的目的是促进基于测试的所有等级需求的开发工作，包括从基础的实现到高级的综合（每个标准的系统开发过程都应是一个V字形）。输入（输入链接）所有功能需求以及输入链接，都必须对执行过程中的输入参数进行详细的规定。输出（输出链接）对于所有功能需求以及输出链接，都必须对执行过程中的输出参数进行详细的规定。

4结束语

需求是项目之本，对需求更加合理有效的管控，可以提高项目的质量和效率。在科学技术日新月异的今天，民用大型飞机相关技术也在不断更新换代。通过对需求工具的引用，民用大型飞机的需求管理可以实现更加有效的分配、分解、追溯、确认、验证以及构型控制，从而提高民用大型飞机项目的进程以及可靠性，实现有效的基于追溯与链接的民用飞机需求管理。

作者：张洁婧 单位：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院总体气动设计研究部