基于需求定义的军用飞机文件体系建立探讨

韩苏征 韩 祎

基于需求定义的军用飞机文件体系建立探讨

韩苏征 韩 祎

（中航工业一飞院， 陕西 西安 710089）

提出了需求管理的过程模型和需求定义的层级关系，结合现有的标准资料，简要介绍了基于需求定义的军用飞机文件体系的构成，并给出了各类需求文件的内容，最后总结了型号需求管理文件体系建立的体会。

军用飞机；需求定义；文件体系

军用飞机是技术密集型的高科技产品，是众多高、精、尖技术的综合集成系统，其研制工作涉及专业面广，参研单位多，其研制管理具有相对的复杂性。随着我国工业技术的发展，国内飞机的研制也逐步在推行基于模型的系统工程的研制方法，而飞机各层级的需求定义和管理是基于模型的系统工程研制的基础，是研发技术管理的一个重要环节。在民机研制方面， SAE ARP4754A《民用飞机和系统研制指导方针》中一个重要的组成部分就是需求管理体系的要求，也就是说建立飞机需求管理体系是民机研制适航审定的要求，是必须采取的一项管理技术。近年来，我国军机在型号研制过程中也正在全面采用需求管理，而建立型号需求管理和定义的文件体系是型号全面推行需求管理的基础，然而我国军机研制经过几十年的发展，积累了大量的经验和财富，形成了比较完善的国军标和行业标准体系，在飞机的各类技术要求、接口定义以及配套的流程管理方面都有相应的规定。如何在满足军机研发流程以及相关要求的基础上建立并优化需求管理和定义的文件体系，保障各级产品定义的完整性和正确性，提高型号技术状态管理的清晰化程度，方便后续产品的快速借用和重用是型号实施需求管理亟待解决的技术难题。

1 需求管理的过程模型

基于需求的工程研发过程是以正确理解用户需求为基础，把用户需求正确传递和分解给研发团队，针对需求开发解决方案，通过验证证明各层级的设计和产品满足需求，最终保证交付用户的产品满足要求，其涉及的领域包括需求管理（Requirement Engineering, RE）、技术状态（构型）管理（Configuration Management, CM）、验证和确认（Verification and Validation, V&V）、设计。基于需求的工程研发过程是“自上而下”的产品需求定义和“自下而上”的需求验证和确认过程，其管理的V模型如图1所示。

2 需求定义的层级关系

需求定义应按照产品分解结构逐个对象、逐层向下分配、分解，并形成相应的追溯逻辑关系，见图2。需求自顶向下逐层进行分解，除衍生需求外，所有需求都应能够向上追溯至飞机级需求乃至项目级需求或源需求。

在飞机研制过程中，在需求定义的每个层级至少都有一个研发过程，而不同层次的研发过程基本是一致的，均要开展需求的捕获、分析、确认、分配、变更等的设计活动。以系统和分系统级需求定义活动为例说明需求在某一层级设计工程师开展的需求设计活动和需求之间的追溯关系，如图3所示。系统级设计工程师捕获的来自上一层的分配需求、公共专业提出的本层的公共需求和其他系统的横向接口需求，经确认后形成了本层的顶层输入需求。以顶层输入需求为依据开展本系统的设计工作，形成设计方案，确定系统内的功能逻辑构架和物理构架，将功能需求沿物理构架进行分配，其结构就构成了向下一层分系统传递的底层分配需求。

[收修订稿日期] 2014-11-24

图1 基于需求的工程研发过程模型

图2 飞机需求定义的层级

3 基于需求定义的文件体系的构成

3.1 概述

传统的飞机研发流程主要依赖各类技术文件明确相应的要求（需求）、设计方案、验证结果等，各类技术文件之间的链接关系一般没有文字明确，文件的使用者需要花费大量的时间阅读理解才能获得追溯关系和建立上下游的层次关系，再加上技术文件按章节和段落的描述，造成在要求（需求）的传递、确认和验证、接口控制以及更改的追溯等方面存在管理和控制困难。基于需求的工程研发过程通过软件平台，将各个级别的需求与相应的设计方案、验证结果等建立链接，使系统模型与需求之间的上下游和链接关系更加明确，更改造成的影响也更加透明。

图3 需求设计活动和需求之间的追溯关系

基于需求定义的文件主要包括需求管理类文件、需求定义类文件、需求分配过程类文件和需求更改控制类文件。

3.2 需求管理类文件

需求管理类文件在范围和定义方面军民机应该是相同的，一般含以下内容：

a) 需求管理计划：描述项目需求管理的目标、范围、角色和职责、过程和程序，以及初步的文件体系规划；

b) 需求管理组织架构：描述项目需求管理的组织架构、角色和职责的定义，以及相关的工作要求；

c) 基于需求的文件体系定义：描述项目需求管理过程中需要编制的管理类和定义类文件及要求；

d) 基于需求的研发流程：描述项目基于需求的研制流程，包括研制层级划分、基于需求的通用流程和具体任务活动；

e) 需求书写的要求：描述项目需求书写原则、格式、需求编号规则、类别和追溯性，并给出了需求检查单模板和典型需求文件模板；

f) 需求管理规定：描述项目实施需求管理的具体业务流程和要求，包括需求属性定义、需求分配、需求发布和确认、需求验证和需求变更等；

g) 项目需求验证计划：按照需求层级的划分及其每一层级中包含的产品，制定的基于产品的需求验证计划，每一项产品（飞机、系统、分系统、设备）制定一个需求验证计划，计划的内容一般包括验证的项目、内容、方法、程序和需提供的结果证据等；

h) 需求管理平台规划和实施方案：确定基于软件平台的项目需求管理实施内容和方案；

i) 需求管理信息化平台操作手册：描述需求管理平台具体操作程序。

3.3 需求定义类文件

需求定义类文件是需求管理的核心部分，是需求的直接体现，以往军机型号研制过程中一般在项目的研制总要求和型号专用规范体系文件中加以明确。GJB 6387-2008《武器装备研制项目专用规范编写规定》中包含了6类型号专用规范，其中系统规范、研制规范、产品规范和软件规范就是重要的需求定义类文件。根据文中图1的研发过程模型和图2的层次关系，结合GJB 3206A-2010《技术状态管理》和GJB 6387-2008《武器装备研制项目专用规范编写规定》的要求，需求定义的层级、类型、内容、对应研制阶段和基线文件之间的关系如表1所示。

3.4 需求分配过程类文件

需求分配过程类文件是指每一层级的需求在进行分析、分解和向下分配时，所形成的技术方案和各类分析评估报告。

3.5 需求更改控制类文件

需求更改控制类文件是指需求更改过程中使用的文件，主要包括更改请求单（ECR）、工程更改建议单（ECP）、文件工程指令/更改单（ECN）等。

4 结论

基于模型的系统工程是系统工程重要的一个环节，是复杂产品研制技术手段的发展趋势，而需求定义和管理是基于模型的系统工程的基础。本文结合军用飞机需求管理工作，在分析型号研制流程和所遵循的有关标准规范的基础上，给出了基于需求定义的文件体系框架，为飞机型号需求管理工作提供了参考。从文件体系框架不难看出，在飞机型号研制过程中要推行和有效实施需求管理，需要建立相应的组织架构保障多专业协同，需要依托定制的软件平台，保障 “自上而下”的需求定义和“自下而上”的需求确认、验证以及接口协调工作的顺利开展；需要以需求驱动设计，将需求定义和管理活动融入型号研制流程，建立基于需求的控制基线，实施有效的技术状态管理和控制，保障各级产品数据的完整性、一致性和协调性，确保最终产品真正满足各方面需求。

表1 需求定义的层级、类型、内容、对应研制阶段和基线文件之间的关系

[1] SAE ARP 4754A Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems[S].

（编辑：劳边）

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1003-6660（2015）01-0003-04

10.13237/j.cnki.asq.2015.01.001