民机适航控制模型的设计与分析

曹友明

摘  要：该文从适航审定知识、流程控制、业务协调等方面分析了适航控制模式及方法，并在此基础上从组织协调模型、过程控制模型、资源分配模型和信息管理模型4个层次建立了适航控制模型，以期能够实现适航对民机研制过程的阶段性评审与节点控制相结合的主动控制模式的设计。

关键词：主动适航;被动适航;主动控制;适航管理

中图分类号：V328                 文献标志码：A

0 引言

2014年12月30日，我国首款自主研制的喷气支线客机ARJ21-700终于取得了型号合格证，标志着我国航空工业又一重大里程碑时刻的到来。众所周知，民机只有取得适航证才能进入市场并翱翔于蓝天之中，其取证的效率与质量已成为限制我国民机研发成功的重要瓶颈问题之一。

针对民机适航性控制问题，中国商飞、中国民航大学、西北工业大学等都开发了服务于不同业务类型的适航管理信息系统，但这些信息系统仅提供了适航信息的跟踪、整理等功能，缺乏对适航性控制机制的分析，也无法全面掌握适航取证项目的业务细节。因此，该文针对民机适航性控制问题的研究，提出主动适航思想，建立了主动适航控制模型，并從组织模型、过程模型、资源模型、信息模型4个维度对适航性主动控制模型进行全面阐述。

1 适航性主动控制模式及方法

适航性控制是为保障民用航空器最低安全性而进行的一系列有效审查与监督管理工作，其控制方法的有效与否，决定了对企业研制民机的安全性保障水平的高低。民机适航主动控制，顾名思义是为了确保民机最低安全保障水平，而对民机研制过程的适航性进行主动控制的机制。其主要关注点是对适航在民机研制过程中的介入机制进行详细阐述的一个过程，也是实现业务合理分配与协调的过程。适航性主动控制模式详细解读了民机研制过程中各组织、机构、人员所充当的角色以及其任务要求标准和任务的输入与输出等，实现对研制进程微观上任务流程办理过程的明晰化。

现代航空企业民用航空器的适航性控制范围已经从局部管理控制趋于全过程、面向航空器适航性形成全过程管理与控制，管理模式已经由以往的事后检验发展到预防为主，管理手段集ISO9000、6Sigma及主动控制技术于一体。对适航在民机研制过程中的介入机制的研究，需在适航管理体系内业务协调与流程控制研究的基础上，对民机研制业务流程进行梳理规划，以民用航空器全生命周期内全部活动为作用对象。

2 适航性主动控制模型的建立

适航管理已经成为制约民机取得市场认可的关键因素之一，民机只有通过了适航认证并取得相应证件才具备投入市场运营的资格。针对适航性控制过程的复杂性与特殊性，通过对民机研制过程中适航性控制问题的分析，提出以过程控制模型为核心，建立民机适航性控制模型，实现了适航对民机研制过程的主动控制。

过程模型（PM）：过程模型是适航性主动控制模型的核心环节，其是描述适航管理业务与民机研制业务之间的协调与适航对民机研制流程的控制、实现对各个研制过程活动需要的适航信息资源、各个业务流程阶段性控制与任务过程节点控制相结合。企业适航管理部门通过应用民航局颁布的法规条款与审定程序对民机设计、制造与售后维修等全生命周期各个环节进行适航性过程控制。

信息资源模型（IM）：信息资源模型是该模型的基本技术支撑，是适航管理信息资源的存储与转化模型。在民机研制过程中需要大量的适航管理信息资源，其中包括适航自身所有的法规、条款、审定程序等适航自有型信息以及在民机适航取证过程中产生的或应用到的继承型适航管理信息资源等。

资源生成/调用模型（RM）：描述适航资源的生成及被各部门所调用的关系。适航自有与产生的信息资源只有被各部门调用之后才能发挥其应有的作用。

组织模型（OM）：描述企业活动办理过程中参与的部门、人员以及他们之间的任务分配与协同合作的关系等。

协作模型（CM）：描述企业在适航管理业务办理过程中，为了完成某个任务不同部门之间的合作、相互联系和监督管理的关系等。

从图1可以看出过程模型作为企业适航性主动控制模型的核心环节，描述了民机研制过程中的所有活动。由于各活动的进行必然涉及适航信息资源、输入条件、输出标准与控制条件等，因此在民机研制过程中其他模型都与过程模型相互关联，对过程模型起到支持和约束作用。通过对这些模型的有效组合与控制，实现了适航对民机研制过程中的介入设计，建立了民机适航性主动控制模型，解决了企业被动适航问题，实现了适航对民机研制过程的主动控制。

3 适航性控制体系建模

3.1 组织协调模型

组织模型描述适航性主动控制体系组织单元之间的关系。而组织单元是具有一定功能和责任的组织实体，其用来定义体系中人的组织形式的模型。CAAC通过借鉴FAA的管理模式，建立了总部、地区与地方的三级管理模式。CAAC将我国境内划分为七大航空管理区域，这些地区与地方管理机构在总局的领导下直接管理民航安全事务。对于民机主研制单位，型号合格审定组织体系则显得尤为重要。

由于适航性主动控制组织体系组建的临时性，涉及多部门的协调性，并不是一直固定的。对适航性主动控制组织体系进行模型的建立，以描述体系中角色自身的职责及角色之间的关系，是实现体系高效组建，并进行责任权限划分的有效方式。基于CIMFlow建立了适航性控制体系的组织模型结构，如图2所示。

主动控制体系中所有人员构成了组织模型，组织模型中各人员均是独立并具有一定业务办理能力的人的实体，正是由于适航管理体系与研制体系之间的业务协调与控制构成了主动适航组织体系;角色是能够完成某项业务活动人员的总称;职务则表示了职责上的划分及管理上的组织结构关系;活动组则是针对适航面向的某项具体验证业务及管理上的可实施业务单元而动态组建的跨部门组织。对于组织模型中除去适航人员之外的实体，均是自上而下逐层分解的树状结构。

3.2 过程控制模型

过程是一系列严格定义的基于活动的步骤，通过这些步骤将输入（任何形式）转变或转换为输出（产品、信息或服务）。过程建模的主要目的是建立结构化模型元素及规范，使其能對复杂的过程结构与关系予以抽象表达，并通过所建模型对企业过程达成一致理解，为后续的实施步骤打下基础。通过对适航管理审定流程的分析，运用Petri网进行过程模型的建立。具体如图3与表1所示。

3.3 资源分配模型

通过参考CIMFlow中引入的“资源类型”与“资源个体”概念进行适航性主动控制体系资源模型的建立。将适航性主动控制过程的资源通过4个层级进行不断地分解，即类型层、类别层、分解层及个体层。类型层将适航性主动控制过程资源分为知识资源、人力资源、制造资源与保障资源;并继续向下分解，得到各类型下的类别划分层，在类别下进一步对类中资源进行分解，最终到达个体层。

3.4 信息管理模型

信息模型描述适航业务与民机研制过程中的数据结构与数据交互关系，构成信息模型的数据来源于组织模型、资源模型和过程模型中定义的相关数据、文档、属性。信息模型的建立是数据库设计与实施并集成信息管理系统的基础，也是设计过程模型的必要组成部分。

由于民机研制是一个漫长而复杂的过程，期间需要产生的大量的信息，适航管理体系作为民机研制体系的一部分，其在民机适航审定过程中需要大量的输入、输出信息。为了便于描述适航审定过程中信息的类型，把适航业务信息进行分类，即自有型输入和输出信息、继承性输入和输出信息两大类。

3.4.1 定义1自有型输入

适航管理本身自有的，作为适航体系标准或指导准则而存在的，象适航法规（CCAR）、审定程序（AP）等。

3.4.2 定义2自有型输出

此类信息产生于适航管理业务办理过程中，并只适用于适航业务，与其他业务和信息系统无关，象型号合格证、适航证等。

3.4.3 定义3继承型输入

此类信息存在于企业内的其他信息系统，在适航业务需要时从外部调入。典型的继承型输入有RTCA-DO-178B、SAE-ARP4754等。

3.4.4 定义4继承型输出

该信息产生于适航业务办理过程中，用于指导民机适航性审查，象验证经验、验证方法、验证技术等。

4 结语

该文对目前我国民用航空器适航性控制问题进行分析，提出了基于民机研制过程适航性主动控制模型，并在此基础上从组织协调模型、过程控制模型、资源分配模型以及信息管理模型完成对适航性主动控制体系的详细描述。该模型具有以下优点：

1）可以有效地避免企业适航性控制不到位的问题。

2）可以将适航性控制目标和责任，通过适航性过程控制落实到各个具体环节，提高了适航性控制工作的效率。

3）可以进行过程分析、过程优化，过程持续改进，使企业的适航性控制水平得到持续不断的提高。

4）能够解决企业被动适航控制的问题。

参考文献

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