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  2. 第3311期   20180612
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完善系统安全性体系建设 促进民机航电产业发展

航空工业上电所 张福凯

安全性是航空航天飞行器设计必须满足的首要特性,贯穿于系统设计研制的全过程。它可定义为产品在规定条件下,以可接受的风险执行其功能的能力,可以理解为产品的设计特征使人员受伤或死亡的可能性以及对人的伤害,必须满足最低的绝对标准。近几年,以C919和AG600为代表的民机重大专项快速推进,促进了系统安全性研究工作的不断深入。然而安全性的实现过程是一个复杂的系统工程。如何能够有效地指导安全性工作、支持系统设计、促进项目顺利完成,建立完整健全的安全性专业体系就显得十分重要。

民用/商用飞机的安全性评估流程与系统开发、集成和验证过程密切相关。应该注意的是,根据开发产品的进度和规模,可能需要进行多次安全性评估活动迭代,每次更改设计,必须检查其更改对产品安全性的影响,并更新安全性分析与评估结果。

随着技术的发展、设备的高集成化,对航电设备的安全性要求越来越高。航空工业上电所根据系统安全性评估流程,依照ARP4761和ARP4754等标准,在项目中不断摸索和总结经验,初步形成了一套适应C919、AG600等飞机研制要求的民机系统安全性专业体系,主要包括安全性设计、安全性分析、安全性数据管理、安全性工具链建设、安全性检查单等方面内容。

1.安全性设计。设计人员专业知识背景、工程经验和对系统的理解上存在的差异,使仅仅依靠个人理解进行系统安全性分析,可能导致最终的分析结果无法满足正确性和完整性的要求,从而给系统安全性评估和验证造成困难,甚至影响项目进度。上电所倡导基于模型的安全性设计方法,在系统设计模型的基础上拓展形成安全性模型,或在系统设计的基础上构造有着严格语义的安全模型,使安全性设计人员在系统建模的各个阶段都需要考虑安全性分析的要素,保证了安全性分析对系统功能和设计的全覆盖。

2.安全性分析。安全性分析是安全性工作的重要环节,涵盖了需要实施的安全性活动(如FHA/PSSA/SSA)和分析方法(如FTA/FMEA),并形成了这些活动和方法的工作指南、典型实例和报告模板。上电所安全性技术团队严格按照SAE |ARP4761的指导开展系统安全性分析、评估等安全性工作,实现了系统安全性需求的分解,保障了顶层安全性需求在本级系统设计中的落实,通过对系统架构设计进行安全性评价从而提供改进建议,使系统设计满足安全性需求。

3.安全性数据管理。安全性数据管理是对安全性工作过程中需要的、使用的、产生的内容进行数据化管理,以达到专家知识和工程数据的积累。经过长期的摸索和尝试,上电所以系统功能为核心,建立了功能相关的数据项如需求、标准、功能架构、失效状态、故障树等,利用WindChill平台按照安全性分析流程将数据项链接到相应的功能模块上。在提供安全性证据时,能快速有效的查找到功能相关的安全性过程各个阶段的要素,清晰明了地呈现安全性工作内容,从而有效地支持适航取证阶段相关的评审过程。

4.安全性工具链建设。安全性工具链建设是对安全性设计、分析到测试验证全过程使用工具的管理,如系统设计工具EA、安全性分析工具SIMFIA,RELEX、仿真测试工具VAPS等。通过建立安全性工具链,使安全性设计和分析工作从需求捕获,系统设计,功能分解,物理架构集成测试等各阶段都得到了有力地支撑,确保安全性工作顺利有效地开展。

5.安全性检查单。通过对安全性各阶段工作内容进行总结、分析,在此基础上建立了安全性检查单。安全性工程师针对检查单中各个检查项,对安全性设计、分析过程中的各个环节是否符合设计标准、客户要求等进行严格比对,可以及时发现研制过程中存在的问题,从而保证安全性工作完备、充分。

通过持续开展安全性专业体系建设,上电所对安全性工作进行了有效地梳理,提升了对安全性工作的认识,有效支持了民机航电产品的系统设计,促进了各民机航电重点项目顺利完成。民机系统安全性专业体系的不断完善,将为上电所民机航电产业发展提供更加强有力的支撑和保障。