民用飞机EWIS需求及确认要求研究

摘 要：在SAE ARP4754A中，需求的确认和验证是系统研制过程的重要环节。EWIS作为连接民用客机所有用电设备的重要系统，如何在设计过程中提出需求确认的要求，是EWIS设计中不可或缺的一个重要内容。本文以SAE ARP4754A为理论基础，针对EWIS需求确认的目的，提出了确认要求，对EWIS的研制起到了一定的指导意义。

关键词：EWIS 需求确认 正确性 完整性

中图分类号：V22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0000-00

1 引言

EWIS的系统需求确认，是指通过追溯性、分析、试验、相似机型经验评估以及工程评审等方法对捕获的EWIS系统需求进行检查，以确保EWIS的系统需求的足够正确和完整，并且产品能够满足用户、维护人员、审定局方以及飞机、系统和项目研制人员的需求。

2 一般要求

需求的确认过程在EWIS的系统研制过程中是一个贯穿研制周期的、持续的、迭代性的完整性过程。通过系统需求确认，可以在研制周期的早期识别到需求的错误和遗漏，以减少在后期对系统设计进行更改而带来的不必要成本上升和进度延迟。

根据SAE ARP4754A飞机系统V&V研制流程，V形左半部分是确认过程，V形右半部分是验证过程，如图1所示。验证过程（虚线和蓝色箭头部分）不在本文范围内讨论。

根据图1所示，EWIS需求确认活动的对象是EWIS的系统需求，即EWIS的各层级需求文件。EWIS的需求文件体系主要由四个层次构成：

（a）飞机级向EWIS 直接分配的需求；（b）各系统对EWIS 的需求（SWR）；（c）EWIS 的系统需求文件（SRD）；（d）EWIS 元器件、组件级需求。

在需求定义阶段形成飞机级、系统级的需求。在初步设计和概念设计阶段应开始开展飞机级需求中与EWIS 相关内容、飞机级向系统分配的与EWIS相关的需求以及各功能系统对EWIS的需求，并形成EWIS的系统需求文件。在初步设计评审（PDR）时，应阶段性地评估需求确认结果和SRD，并以此作为系统设计能否转入下一阶段的评判标准之一。

在PDR后，随着各功能系统设计的深入和冻结，应对初步设计阶段的功能系统对EWIS需求结果进行更新，并进行EWIS元器件和组件的需求确认活动。在关键设计评审（CDR）时，应基本完成飞机级与EWIS相关需求的确认，SWR和SRD需求确认，并阶段性完成EWIS元器件、组件级需求确认活动。在详细设计阶段的初期，应完成EWIS元器件、组件级的需求确认，从而进行EWIS元器件、组件的设计活动。

系统需求确认过程中，会产生一些开口项，这是因为部分需求需要等待下一级需求分解确定、系统设计进一步细化、乃至飞机和系统设计实现后才能实现。对于这些开口项，应制定严格的跟踪和关闭流程，以控制其风险。

系统需求确认过程中，还会遇到需求更改的情况，此时就要重新对更改后的需求进行确认，为了避免个别需求的更改带来全部需求的重新确认，在这种情况下，需严格评估更改需求的关联需求，仅对相关需求进行重新确认。因此，EWIS的需求确认是EWIS的系统研制周期中的一个持续、阶段性的迭代过程，并且随着每一次迭代的循环，对需求的确认和理解不断增加，对EWIS需求正确性和完整性更加清晰。

4 EWIS的系统需求确认目标

根据SAE ARP4754A要求，EWIS的系统需求确认过程的目标是保证需求的正确性和完整性，对需求进行检查以确保这些需求是必要和充分的。确认过程的另一个目标是限制出现系统内非预期功能或相关系统间非预期功能的潜在可能[1]。

4.1 正确性

在确认过程期间，应对失效状态等级和所制定需求的正确性进行评审并证明其合理性。应在需求的每个层级进行正确性检查。正确性表示一种程度，意指需求个体是否是清楚的、可验证的、与其它需求是相符合的，以及对需求集是必要的。

在需求确认过程中，应根据实际情况对需求的正确性进行确认：需求的解释是否是唯一一种；需求是否已被明确定义；是否与其它需求有冲突；需求是否包含错误；是否能从根本上对需求进行满足；是否允许需求具有具体偏差；需求是否可验证；需求来源是否是正确的并且已经得到确定；是否有必要将需求分为单独需求。

4.2 完整性

完整性表示一种程度，意指当一个系统满足了一组正确的需求时，这组需求是否在所确定运行环境的寿命周期各个阶段的所有运行模式下满足客户、用户、维修人员、审定局方以及飞机、系统、项目开发人员等方面的需求。

需求集本身的完整性可能很难进行证明。可利用需求类型清单作为需求完整性检查的基础。通过EWIS 的需求文件体系，包括需求类型，确认矩阵模板/检查单，以及实际用户、维修人员、合格审定局方和研制人员的参与来保证完整性。

需求完整性确认需要对以下内容进行确认：需求能否明显满足上层需求；是否确定了与其他系统、人员和过程的接口；对每个接口相关限制条件定义是否足够详细；对于一个动作是否存在一个对应的禁止动作等。

4.3 实例

根据飞机级和系统级需求，EWIS需求类型可以分为：功能需求、安装需求、隔离需求、可靠性需求、维修需求、安全性需求、适航需求、重量需求、设备安装需求、元器件选用需求等系统级顶层需求。

根据需求分解的要求，在安装需求中，根据SAE AS50881的规定，可分解出以下需求内容：除装在舱底中心线两侧150mm（6.0in）范围以内的天线等设备所需连接线以外，该区域内不得布线（迫降安全），也不得使用对潮湿敏感的电线[2]。

以正确性为例对该需求进行确认，完全满足本文4.1节中的要求及SAE ARP4754A要求的描述，该需求具有唯一一种解释，可以从根本上予以满足，且不具备多重特征。因此该需求可作为EWIS设计需求之一。在实际工作中，可用确认矩阵开展对需求的确认活动。

5 结语

EWIS需求作为EWIS设计的原始目标，直接关系到EWIS设计是否能够被局方认可，而需求的确认作为工作中的重要一环，不仅影响EWIS设计的方案，也影响着EWIS的设计进度，进而可能影响了整个项目的设计进度。因此，在EWIS设计阶段的初期一定要提出一套切实可行的需求确认要求，为下一步的设计工作指明设计方向。

参考文献

[1] SAE ARP4754A， Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems [S].

[2] SAE AS50881F， Wiring Aerospace Vehicle [S].