机载设备供应商如何建立设计保证系统分析

秦怀磊

(航空工业庆安集团有限公司 质量安全部，西安 710077)

0 引 言

众所周知，美国联邦航空管理局(FAA)和欧洲航空安全局(EASA)是最权威的两个适航当局。FAA的适航管理方式采用“三证管理”模式,即型号合格证(Typ Certification) 、生产许可证(Production Certification)和单机适航证(Airworthiness Certification)。EASA的适航管理方式与FAA有一定区别，即在“三证管理”基础上多了一个对设计组织机构的批准DOA(Design Organization Approval),目的是确认民用航空产品研制单位具有足够的研发设计能力,以降低适航合格审定失败的风险。这种管理模式通常被称为“四证管理”，能显著提高EASA适航管理的效率[1]。

中国民航局(CAAC)对民用航空产品的管理主要是借鉴FAA的管理方式。近几年，随着国家对民用航空发展的大力支持，民用航空产业发展比较迅速，怎样更好的促进型号合格审定、缩短合格审定周期、提高民用航空产品的安全性，与国际民用航空接轨，建立设计保证系统被广泛认可。

设计保证系统(Design Assurance System,简称DAS)在欧洲运行的已经很成熟。随着ARJ-21、C919大型飞机的研制，近几年国内部分主机厂人员陆续发表了各种关于设计保证系统方面的论文[1-5]，对国内外设计保证系统要求进行了对比分析，并站在主机厂的角度分析了如何建立设计保证系统。机载设备的取证方式有颁发零部件制造人批准书、技术标准规定项目批准书和随民用航空产品的型号合格审定一起批准(即随机批准)等形式，随机批准的机载设备供应商的设计保证系统是主机或主制造商设计保证系统的延伸。对于随机取证的机载设备供应商来说设计保证系统还是一个比较新的概念，如何建设设计保证体系[6]，并没有多少成功的经验可以借鉴。

本文根据中国民航局的要求，结合C919、MA700等相关型号设计保证系统建立要求，分析随机取证的机载设备供应商如何建立设计保证系统；总结设计保证系统的内容，阐述为什么要建立设计保证系统，提出建立设计保证体系的思路和方法。

1 什么是设计保证系统

设计保证(Design Assurance,简称DA)指型号合格证、型号合格证更改、补充型号合格证、改装设计批准书、零部件制造人批准书和技术标准规定项目批准书的申请人和持有人为了充分表明其具有以下能力所必需的所有有计划的、系统性的措施[7]：

(1) 民用航空产品和零部件的设计或更改符合适用的适航规章和环境保护要求；

(2) 表明并证实对适航规章和环境保护要求的符合性；

(3) 向局方演示这种符合性。

设计保证系统指型号合格证、型号合格证更改、补充型号合格证、改装设计批准书、零部件制造人批准书和技术标准规定项目批准书的申请人和持有人为了落实设计保证措施所需要的组织机构、职责、程序和资源。

2 为什么要建立设计保证系统

为使中国民用航空更好地融入世界航空产业链，中国民航局在ARJ-21、C919等型号合格审定过程中创新了适航合格审定模式，即在借鉴FAA和EASA的管理模式的同时，又根据国内具体情况进行了“本土化”设计，以FAA的“三证管理”为主线，同时提出设计保证系统要求，并在适航规章中进行了规定。

2011年3月，CAAC颁发的《航空器型号合格审定程序：AP-21-AA-03-R4》中就申请人设计保证系统提出了要求并明确了审查程序，要求型号合格审定申请人编制设计保证手册，并表明对建立和维持设计保证系统的符合性[8]，但是对供应商未明确提出要求。2017年，CAAC颁发的《民用航空产品和零部件合格审定规定：CCAR-21-R4》的第十四章正式提出了设计保证系统要求，对设计保证系统的适用范围、建立要求、控制要求等内容进行了详细规定。

CAAC相关标准要求的发布，工业方对适航的认识得到了提高。适航是民用飞机进入市场的门槛, 代表了公众对民用飞机安全的认可, 也是民用飞机设计的固有属性。民用飞机研制的过程就是按照市场对型号的需求并满足适航要求, 然后用各种符合性验证方法验证所设计的航空产品满足适航要求, 最后向局方表明并证实这种符合性。贯彻和落实这些适航要求最直接的体现就是建立设计保证系统。

3 供应商如何建立设计保证体统

建立设计保证系统是民用航空发展的趋势，但是《民用航空产品和零部件合格审定规定：CCAR-21-R4》只是对申请人提出了建立设计保证系统要求，作为具有设计组织的机载设备供应商(随机取证产品)如何建立设计保证系统未明确指出。参考适航规章和相关培训手册，本文提出了供应商如何建立设计保证系统的工作思路和方法，如图1所示。

3.1 充分理解设计保证系统的要求是基础

设计保证系统是设计组织的核心，是确保设计组织落实设计保证措施所需要的组织机构、职责、程序和资源[9]。充分理解设计保证系统的目的、三大职能(设计职能、适航职能和独立监督职能)的要求，才能使其与主机或主制造商设计保证体系之间建立有效的关系，供应商的设计保证系统是主机或主制造商设计保证系统的延伸，供应商在建立设计保证系统时应纳入主机或主制造商的相关要求。

3.1.1 建立设计保证系统的目的

建立“信任”是建设设计保证系统的核心目的。尽管设计保证系统只是取得型号合格证的必要条件而非充分条件(或前提条件)，但是这个系统可以帮助申请人或持证人建立起局方“信任”，进而建立公众“信任”，也就是设计保证系统建立的是一种“信用”系统。

一个可信任、有信用的设计保证系统决定了对规章和适航要求的符合性工作是有效的，提出的方法和证据是可信的，依据数据或证据所给出的是否满足要求的结论是可信的。如果供应商是可信的，即使局方不在场，或者局方不审查，供应商可以按照适航的要求自我检查，准确给出符合或者不符合的结论，即使某个不符合结论需要花费时间和经费重新设计和验证，供应商也不会因为私利而违反判定标准。

3.1.2 设计保证系统三大职能

(1) 设计职能：确保航空器、零部件和设备的设计及后续的设计更改符合适用的适航要求和环境保护要求；

(2) 适航职能：确保按照适航当局程序的规定履行职责；

(3) 内部监督职能：内部监督体系文件化程序的符合性和充分性，并且具有反馈机制，向承担落实纠正措施职责的个人或部门提供反馈[5]。

三大职能所包含的要素如图2所示。

图2 三大职能包含的要素Fig.2 Elements included in the three functions

3.2 梳理现状、对比分析是关键

根据《民用航空产品和零部件合格审定规定：CCAR-21-R4》和《航空器型号合格审定程序：AP-21-AA-03-R4》、主机或主制造商设计保证系统等要求，梳理组织机构、职责、文件等内容现状，对比规章、程序要求，识别出不一样的地方、缺少的部分，制定具体的工作计划、工作项目。

3.3 落实是根本

通过编制设计保证手册，体现设计保证系统要求，这需要结合厂家型号任务、主机或主制造商要求、产品重要度等，也可以依托具体型号编制设计保证大纲。选择不同的方式，内容基本相同，但是意义不同，具体可通过以下几个方面落实：

(1) 职责落实

通过对比分析的结果，找出已有的职责，缺少的职责，确保职责的全面性。

(2) 机构落实

对应职责明确岗位。建议重点考虑项目管理部门、供应商管理部门、适航管理部门等部门的设置和其在组织机构中的定位，同时考虑设置独立监控的部门，作为公司设计保证系统监控的部门，直接向公司高层负责。军民共线的单位一般习惯建立“三师系统”，可将职责分别落实到三师系统中，必要时增加岗位职责，形成组织机构。

(3) 体系落实

依据职责和岗位，完善程序文件，编制并补充设计保证相关程序文件，并按适航要求修订并完善相关产品构型管理、更改控制、偏离处理等过程要求，确保程序文件齐全、完善，保证设计保证系统的设计、适航、独立监督等职能的有效性。

(4) 编制设计保证手册

设计保证手册是设计保证系统建立的体现。设计保证手册描述供应商具有按照适航要求和环境保护要求设计产品的能力；具有独立监控能力等三大职能。同时向适航当局展示确保供应商具有以上三大能力所需要的组织机构、人员及其职责、程序文件和相关资源。必须向适航当局表明，该单位已建立并能维持一个有效的设计保证系统，以监控产品的设计及更改[8]。

3.4 持续完善是进步

通过外部审查、内部审查等方式持续完善设计保证系统。

(1) 通过局方审查组对设计保证系统、设计保证手册等进行评审，提出问题，修改完善；

(2) 通过局方各专业审查代表在具体的审查活动中发现问题，持续完善；

(3) 通过独立监督，发现存在的问题，持续完善；

(4) 采用第三方独立审查的方式定期对设计保证系统进行审核，不断完善体系建设[10]。

4 结束语

建立设计保证系统是中国民用航空发展的必然趋势。建立有效的设计保证系统并较好的应用和维护可提升研制单位的管理水平和业务能力，提高竞争力，同时也可以增强局方的信任度，大大缩短适航取证时间，提高工作效率。本文阐述了建立设计保证体系的必要性，提出了机载设备供应商如何建力设计保证体系的思路和方法，随着工作的开展，后续还要对设计保证体系建设进行进一步优化。