民用飞机预研论证权威真相源构建技术

孙霄剑，罗明强,*，张驰，关若曦，刘虎

1. 北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100083 2. 中国商飞北京民用飞机技术研究中心，北京 102211 3. 清华大学 工业工程系，北京 100084

预研论证是飞机设计的初始阶段，该过程涉及气动、结构、航电、动力、控制等众多学科，同时也涉及到制造、试飞等环节，是一个涉及多学科耦合、多方案并行、多轮次迭代的设计制造过程，可以认为是立项型号任务的缩影[1]。民用飞机作为特殊的商品，除了设计和制造需满足相应适航标准外，根据用途和使用环境，其运行和维修还要满足相应运行规章的要求，以保证持续飞行安全的要求[2-3]。

目前飞行器尤其是民用飞机研制主要基于系统工程的思想[4-6]。近年来，基于模型的系统工程(Model-Based Systems Engineering, MBSE)[7-8]在系统工程领域得到越来越广泛的关注和应用，美国国家航空航天局[9-12]、空客和波音[13-15]均已在多个项目中成功应用了MBSE方法。MBSE强调形式化建模，较为复杂，缺少灵活性，且培训周期长，实施起来较为困难。权威真相源由MBSE中的统一模型和数据构成，可以实现对模型的管理，能够增强知识获取和信息重用，通过提供结构化和相互关联的表示方式，保持全生命周期各专业模型的一致性，是实现基于模型的关键一步，也是MBSE逐步落地的坚实基础。

作为MBSE实施的核心要素，同时也是美国国防部“数字工程战略”的五大目标之一。2018年，美国国防部正式对外发布“数字工程战略”[16-18]，其中提出权威真相源，数字工程战略的目标是推进数字工程转型，将以往以文档为中心的线性采办流程转变为以数字模型为中心的动态数字工程生态系统。“数字工程战略”认为，权威真相源是整个生命周期中模型和数据的中心参考点。

国外权威真相源的研究工作尚处于起步状态，其概念和内涵尚未统一，系统工程研究中心(Systems Engineering Research Center)[19]利用JPL(Jet Propulsion Laboratory)开源的OpenMBEE构建了权威真相源环境。Alexander等[20]总结了权威真相源需要满足的4个 条件：① 来源于被管理实体认可的记录系统；② 大多数专家接受其可信度和准确性；③ 大多数专家认为来源合法；④ 能够保持完整性，并具有增强能力。

国内的MBSE推进工作刚刚起步，权威真相源的构建尚未被广泛专注，吴光辉等[21]将信息化技术融入民用飞机研制过程，提出了民用飞机信息化研制支撑体系和总体架构。马小骏和彭焕春[3]对系统工程在民用飞机运行支持系统的研制应用做了综述文章，将商用飞机系统思想应用于产品运行支持系统研制中，完整地分析了产品运行支持系统研制的全过程。罗冬毅[22]研究了民用飞机研制中的知识管理，着重说明知识管理中的知识库、知识场景化在民用飞机研制中的应用研究。

目前，中国民用飞机的研制与国际高水平之间尚存在一定差距，MBSE的应用广度与深度也存在一定差距。主要体现在系统工程推进程度、模型构建研究、支持技术研究等方面。构建民用飞机预研论证权威真相源存在以下亟待解决的问题：尚未形成权威真相源的组成定义、构建目标和构建原则，权威真相源的架构和业务流程尚未形成，需要对构建过程中涉及的支持技术进行研究，权威真相源中包含的数据和模型需要统一定义。

本文针对民用飞机的预研论证过程和权威真相源目前存在的痛点问题，首先提出了权威真相源的定义，并设计了权威真相源构建目标和原则，构建了权威真相源的架构和业务流程，对民用飞机预研论证阶段权威真相源所需的支持技术进行了研究，提出了一套完整的权威真相源构建方式，该构建方式不仅可应用于民用飞机预研论证过程，而且可应用于其他飞行器设计。其次从预研论证的生命周期出发，梳理业务流程，构建预研论证模型。最后通过验证机的案例研究表明，本文构建的权威真相源可以支撑民用飞机预研论证流程，达到提高协同效率、缩短预研周期、降低预研成本的目的。

1 权威真相源及其构建目标和构建原则

权威真相源是一个模型和数据库，能够存储系统全生命周期中所有版本的规范化建模的模型和标准化的数据，能够支撑设计过程中数据和模型的提取并保证一致性，能够进行跟踪与追溯、验证与确认、可视化显示和报告自动生成，从而利用模型和数据对系统持续进行全面的数字化表达和全生命周期的追溯，提升协同工作效率，缩短研制时间，提高产品质量。

在权威真相源中，权威代表独一无二，在系统工程实施过程中，权威真相源中的数据和模型具有支配能力，能够对系统其他部分产生影响，系统其他部分服从于权威真相源。真相代表确定无误，权威真相源中的数据和模型必须正确、有效、无歧义，既能保证其权威性，也能保证系统工程实施的正确性。源表示源头，权威真相源中的数据和模型是系统工程实施过程中设计、计算、分析的源头，数据和模型来源于权威真相源，设计和论证分析过程中数据和模型又再次汇聚回权威真相源之中。

权威真相源包括模型和数据，如图1所示。模型是对所关注系统、实体、现象或流程的抽象或表达[23-24]。系统的模型包括技术结构模型和项目管理模型，其中技术结构模型包括组件模型、关系模型、接口模型、架构模型、系统行为模型、任务和场景模型等。项目管理模型包括团队模型、职责模型、所有权模型、风险模型、进度模型、预算模型和成本模型。

权威真相源中的数据是系统工程实施过程中全生命周期依赖和产生的准确的、实时的数据库。数据包括设计数据、运营数据、维修保障数据、分析与报告数据、参考数据等。其中设计数据有设计依赖数据和设计过程数据；运营数据有运营记录数据和运营反馈数据；维修保障数据有维修数据、保障数据和维修保障反馈数据；分析与报告数据包括技术分析数据、系统权衡分析数据和报告；参考数据有同类项目数据、软件库和参考文档库。

1.1 权威真相源的构建目标

权威真相源是实施基于模型的系统工程的基础，随着系统的发展，权威真相源可以提供可追溯性，能够记录历史知识，连接模型和数据的权威版本，对权威真相源的更改将在整个数字模型中传播到所有受影响的系统和功能。

构建权威真相源，其总目标是：在正确的时间，将正确的模型和数据提供给正确的使用者，以完成正确的系统工程实践。需要满足以下目标：① 促进建模实践，通过模型和数据给利益攸关方提供更准确的行为描述；② 提升工程的系统组织性，减少系统工程实施中的复杂度，更好地管理不断增长的系统复杂度；③ 通过权威信息共享，记录已经做出的分析和决策，增强项目技术管理；④ 提 高系统设计的重用性，消除项目生命周期各个阶段知识和投资流失的情况，缩小开发成本。

1.2 权威真相源的构建原则

利用权威真相源，可以帮助利益攸关方了解系统的重要方面，组织和传达系统组件的所有权和成熟度，帮助架构师交流系统架构，协助设计者解决利益攸关方的关注与约束，并且能够记录已经做出的分析和决策，通过权衡分析和不断发展的设计流程来保持系统设计的完整性。因此，构建权威真相源应当遵循以下原则:① 采用基于模型的方法；尽可能明确地捕获信息，模型和数据含义能被明确理解，具有可复制性，并且不应隐含任何假设；② 采用面向对象的方法；模型和数据具有抽象性、动态性、多态性，具有较强的扩展性。能够适应行业的飞速发展，持续提供全生命周期的支持服务；③ 采用正规化方法；保持与行业和机构标准的良好一致性。例如确保模式遵循建模语言(例如SysML)和其他相关的正确语法，提供与信息在相关学科中通常的表述方式相对应的描述，避免使用冗余信息。

2 权威真相源架构与业务流程设计

2.1 权威真相源架构

架构指的是系统的基本组织，包含其功能、组成和关系。设计的权威真相源架构如图2所示，架构之中包含观点、数据、模型、元素、原则、关系、属性等要素。

图2 权威真相源架构Fig.2 Architecture of authoritative source of truth

在权威真相源中设计了“观点”这一概念，观点表示某一设计参与者或某一设计方面对权威真相源的认识与解构。权威真相源由观点组成，各观点之间交叉融合。所有观点共同组成了权威真相源，是权威真相源架构的最高级组成部分，如图3所示，透过不同观点，具有不同出发点的利益攸关者可以将权威真相源解构为各自特有的视图。

模型和数据是观点的组成部分，模型和元素来源于全生命周期相关过程，其包含内容如图1所示，是权威真相源架构中次一级组成部分。

元素由模型和数据打散重组而成，权威真相源中所有模型和数据以元素之间有机结合的形式存在，元素是权威真相源架构的底层组成部分。

原则是构建观点、模型、数据和元素必须遵循的规则和理论，观点、模型、数据、元素两两之间以及内部均存在关系，模型、数据和元素均具有属性。

图3 观点与权威真相源Fig.3 Viewpoint and authoritative source oftruth

2.2 权威真相源业务流程设计

根据架构，可以设计权威真相源的业务流程。业务流程从系统工程V字模型发展而来，如图4所示。权威真相源为系统的全生命周期提供模型和数据支持，按照生命周期流程形成观点，观点之中包含数据和类型，观点之间可能存在交叉。系统工程的全生命周期中，产生的数据和模型分门别类，按照生命周期的流程存储在权威真相源中，存储之后打散成元素。根据此业务流程，权威真相源中的所有数据和模型将以项目——观点——模型/数据——元素的形式分类分层存放，该结构可以保证数据快速抽取，并进行个性化可视化展示。

以图4 中专业设计观点为例，飞机设计过程中，权威真相源根据设计过程形成总体专业设计观点、气动专业设计观点、结构专业设计观点等观点，气动、结构专业详细设计产生的几何模型、结构模型、气动数据、结构分析数据和报告等存储在权威数据源中时，将根据各观点进行存储，总体专业设计观点将包含气动数据、结构分析数据和报告，气动和结构专业设计观点将包含各自专业的设计模型、数据和报告，所有模型和数据被打散成最小存储单位——元素。

3 权威真相源支持技术

权威真相源架构中，所有数据和模型以项目——观点——模型/数据——元素的形式分类分层存放。相对应地，在权威真相源支持系统构建中，以项目——数据包——数据项——元素的形式存放。项目即构建当前权威真相源时工作所处的项目，代表了预研论证过程中的某一型号任务。数据包是上传提交权威真相源的最小单元，每次可在支持系统中上传一个数据包，数据包与观点对应，可包含一个或多个内容相互交叉的观点，是项目中某一工作流程的上传文件，是项目中某些设计模型和数据的集合，是设计过程中某一项设计工作相关的设计输入、输出。数据项是数据包的下一级组成部分，是数据包中包含的模型和数据，是描述设计方案的基本元素。

图4 权威真相源业务流程Fig.4 Operating process of authoritative source of truth

构建民用飞机预研论证权威真相源，不仅需要构建权威真相源架构，还需要对支持技术进行研究。权威真相源支持技术包括构建流程、管理技术和应用技术。

3.1 权威真相源构建流程

权威真相源的构建过程与业务活动和业务执行环境紧密结合，通过标准数据形式完成构建。构建逻辑包括：统一接口定义、适配器链接、编辑与提交。权威真相源中涉及到多个学科，各学科之间设计和计算的方法不一致，设计工具多样化，设计模型多元化，因此需要定义权威真相源的统一接口。权威真相源与项目的业务环境紧密相连，需要通过适配器实现业务环境数据和权威真相源的链接。图5 为权威真相源的构建流程。

3.2 权威真相源管理技术

3.2.1 管理技术架构

权威真相源采用先进的分布式架构进行管理，需要从基础支持层、服务层和应用层入手。

图5 权威真相源构建流程Fig.5 Building process of authoritative source of truth

基础支持层指的是操作系统，服务层包含中间件支持层、服务构建层和服务接口，权威真相源的数据和模型存储于服务层，与外界交互于应用层。利用管理技术，可以对管理项目的结构树进行管理，进而管理整个项目中所有的模型和数据，如图6所示。

图6 管理技术架构Fig.6 Architecture of management technology

3.2.2 版本管理

版本管理指的是对权威真相源中数据和模型的变更情况进行记录、跟踪和控制的过程。版本管理的内容有项目基线管理、数据包版本管理、数据项版本管理，如图7所示。

可以在权威真相源中建立项目，通过不同的项目名称进行区别和管理，项目内部可以形成项目基线，代表了不同时期项目的发展演化情况，每一个项目基线中保留了基线保存时数据包和数据项的版本。

图7 权威真相源版本管理Fig.7 Version management of authoritative source of truth

数据包可根据全生命周期发展动态变化，每一个数据包集中管理并生成独一无二的版本号，数据包每上传一次，其版本更新一次。数据包的版本信息包含版本号、完成人、完成时间、数据包备注及附件等信息。

与数据包相同，每一个数据项也存在唯一的版本标识，每更新一次数据包，系统自动比对数据项之间的差异，对发生变化的数据项自动生成独一无二的版本号。

利用版本管理，可以进行权威真相源的追溯管理。即追溯任意数据的来源与去向，包括数据包的上游追溯，数据包自身发展的基准追溯，如图8所示。

3.2.3 关系管理

权威真相源系统不仅存在数据包关系和数据项关系，2种关系之间还存在耦合作用。系统设计了引用和追溯响应2种方式表达关系。

引用关系代表数据包或数据项引用了另一数据包或数据项的内容，为弱关系，仅代表两者之间具有关联作用。追溯响应的耦合关系更强，代表数据包或数据项可以追溯并响应到另一个数据包或数据项，两者之间具有强关系，需要建立跟踪两者的变化并记录，例如需求之间的追溯响应，如图9所示。

图9 关系管理Fig.9 Relationship management

3.2.4 多方案管理

民用飞机预研论证具有多方案并行的特点，因此构建权威真相源需要能够正确管理项目中多方案并行的情况。

多方案管理采用演变与衍生相结合的方式进行，同一个方案内部不断发生演变，向前迭代，与此同时，其并行方案从基准方案衍生出分支，进行演变。如图10所示，方案A不断演变迭代，已迭代至A.3版本；方案B以方案A的A.1版本为基准版本，衍生出分支，演变迭代至B.3版本；方案C以方案A的A.2版本为基准版本，衍生出分支，继续演变迭代至C.2版本；方案D以方案B的B.2版本为基准版本，衍生出分支D.1版本。

图10 多方案管理Fig.10 Multi-projects management

3.2.5 多学科管理

多学科耦合是预研论证乃至飞行器设计的特点之一，一般而言，涉及到的学科有：总体、气动、载荷、强度、结构、重量、性能等学科。不同学科之间差异性较大，需要采用统一接口和适配器将其与权威真相源链接起来，如图11所示。

图11 多学科管理Fig.11 Multidisciplinary management

3.2.6 多轮次迭代管理

预研论证具有迭代次数多的特点，权威真相源采用数据包关系支持正向迭代、采用订阅形式支持下游反馈，以松耦合形式支持多轮次迭代管理。订阅即上游数据包可以订阅下游数据包状态变化情况，一旦下游数据包更新，将会立即发送消息给订阅方，如图12所示。

3.3 权威真相源应用技术

3.3.1 可视化展示技术

可视化展示技术目的在于针对民用飞机预研论证流程中特定基础模型，借助图形化手段，清晰有效直观地传达与沟通信息，减少操作复杂度，提升协同工作效率，辅助民用飞机预研论证。

图12 多轮次迭代管理Fig.12 Multi-iterations management

可视化展示技术以权威真相源中的观点为基础，对模型和数据进行抽取，并将其中的元素进行展示。观点可根据需要展示的模型和数据进行自定义，去除冗余信息，保证观感清晰明确。直接在权威真相源系统中展示，可减少下载后本地打开的操作复杂度，保持模型一致性，降低因个人工作环境不同造成的错误展示频次，提升协同工作效率。

根据预研论证流程需要，权威真相源系统支持多元的可视化展示，其中元素有：图片、音频、视频、曲线、时序数据、CAD模型、CAE模型。

由于数字样机具有真实性，多学科交叉性，并且面向产品全生命周期，权威真相源的可视化技术可以用来展示产品的数字样机。同时可将数字样机与产品的性能数据有机链接成权威真相源的关联可视化技术，实现性能数据触手可得，充分发挥数据和模型的唯一性，可以随意展示可视化元素，如图13所示。

图13 关联可视化技术Fig.13 Association visualization technology

可视化展示同时可以用于决策支持，构建决策面板。在决策面板(图14)中，可根据需要增删决策参数和面板个数，利用多种样式的图表辅助决策，提升协同效率。

3.3.2 比对分析技术

民用飞机预研论证具有多学科耦合、多方案并行、多轮次迭代的特点，需要不断比对各方案、各版本之间的差异性，因此需要多层次比对分析技术。权威真相源的比对分析包括项目基线比对、数据包比对、数据项比对。基线、数据包和数据项所有版本之间以元素为单位进行数据对比，通过对比获得版本之间差异。图15为基线、数据包和数据项版本之间的对比图，构建权威真相源，需要快速从海量数据中对比其中某一个数据的差异。

图15 比对分析技术Fig.15 Comparison analysis technology

3.3.3 数据检索与提取技术

权威真相源中存储海量数据，如何快速从中检索和提取关键数据，是构建权威真相源的关键技术之一。

在权威真相源中构建数据中心(图16)，构建链接以索引权威真相源中所有数据。数据以项目、数据包、数据项为单位进行索引，构建智能检索方式，用户进行智能检索的方式有：① 通过基线、数据包、数据项进行智能检索；② 通过元素的类型进行检索；③ 通过完成人与完成时间进行检索；④ 通过权威真相源构建过程中手动形成的标签进行检索；⑤ 通过已构建的知识图谱进行智能检索。

采用自定义视图的方式，可以快速定位数据，视图的定义取决于观点，不同的观点可以将数据包构建成不同视图。针对同一个数据包，不同设计人员关心的数据不同，根据其各自观点，事先从数据包中选取，即可构建其关注数据的模板——视图。利用视图，可在权威真相源中快捷抽取数据。权威真相源系统支持用户导出视图中包含模型和数据，便于线下工作。

3.3.4 报告自动生成技术

报告自动生成技术是权威真相源构建的外延技术。MBSE的一大特点即为能够利用模型进行自动报告生成，节省设计人员时间，提高协同效率。

利用观点生成的自定义视图，可以快速进行报告生成。观点提供报告生成范围，不同观点囊括的模型和数据不同，通过个性化定制观点，可以个性化设计报告的范围。模型和数据负责构建报告的骨架，即定制报告的各级标题。元素是报告的血肉，将元素根据报告模板的需要填充进不同的位置，通过可视化展示技术自动生成精美图片插入报告，即可形成一份定制化的设计报告。

自动化生成的报告能够自动调整格式，并根据需要设计模板，更换封面，自动添加页眉页脚，如图17所示。

图17 报告自动生成技术Fig.17 Automated report generation technology

4 民用飞机预研论证模型与案例

民用飞机的预研论证模型分为型号——任务/子任务——专业模型——基础模型四级，与权威真相源中项目——观点——模型/数据——元素、支持系统中项目——数据包——数据项——元素相对应。型号对应于项目，是预研论证权威真相源的顶层结构；任务/子任务对应于观点，是民用飞机预研论证权威真相源构建中的中层结构；专业模型对应于模型/数据，是预研论证的生成模型；基础模型对应于元素，是预研论证权威真相源的最小颗粒组成部分。民用飞机业务流程和权威真相源业务流程、支持系统之间关系如图18所示。

图18 关系对比模型Fig.18 Model of relationship comparison

4.1 民用飞机预研论证权威真相源系统

民用飞机预研论证权威真相源系统是进行民用飞机预研论证的使用场景，也是权威真相源构建技术的落地实现。系统由首页、项目策划、协同工作、数据中心、个人中心、数据维护、系统管理、知识库等组成，如图19所示。

图19 权威真相源系统组成及使用流程Fig.19 Composition and usage process of authoritative source of truth system

首页的功能为信息综合显示，分为四部分：显示待办事项、待审批事项、当前项目和消息通知。数据维护是对项目工作中涉及到的基础数据进行维护，例如设置单位制。个人中心可集中显示、操作项目中涉及到个人的待办、待审批事项。系统管理为整个系统提供基础，各管理人力资源、项目进度。

项目策划利用管理技术，用于对项目进行策划、构建、分配人力资源、权限。协同工作功能为项目参与人员提交审核数据和模型，是构建权威真相源的重要操作。数据中心用于集中展示具有查看权限的项目，进而进行进一步展示与操作，其中包含的数据即为权威真相数据和模型。

知识库中存储有大量飞机及与飞机有关等装备的详细信息，并且可不断扩充，为项目的设计提供参考。

权威真相源系统的使用如图19 中箭头所示。在系统管理中构建人力资源信息，进行人员角色维护与管理；在项目策划中构建项目，通过协同工作开展项目工作，利用数据中心查看数据；项目进行过程中利用知识库、首页、数据维护和个人中心进行辅助操作。

4.2 预研论证业务流程

民用飞机的预研论证从规模上而言小于真实民用飞机的设计制造，但是两者流程具有一致性。预研论证业务流程分为3个阶段13个任务，如图20所示。

图20 民用飞机预研论证业务流程Fig.20 Operating process of pre-research of civil aircraft

目标定义阶段的作用是梳理任务目标和需求、确立任务场景，形成概念草图。包含4个任务：目标和任务、任务场景、概念草图、飞机级需求。

设计分解阶段的作用是对目标进行分解设计，形成设计方案，闭环设计需求，包含5个任务。计算机辅助设计与制造利用计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)技术进行总体布置、结构设计、系统布置与安装，并计算质量特性。气动分析即利用计算流体力学(Computational Fluid Dynamic，CFD)和风洞技术分析民用飞机气动状态。结构分析利用计算机辅助工程(Computer Aided Engineerin，CAE)等方法进行载荷、强度、气弹分析。系统设计和分析主要分析系统功能需求，形成系统组成架构。飞行与系统仿真进行性能操稳分析，指定测试计划，建立系统模型，进行虚拟飞行。

制造与集成阶段的作用是进行系统制造、集成，进行飞行计划，完成飞行报告，对设计目标和任务进行闭合，主要包括4个任务。制造和装配利用图纸进行部件制造、系统装配，检查质量与惯量，进行静载试验。系统集成主要进行功能、性能、环境和集成测试。飞机计划子任务主要完成原型机的飞行测试任务。最终，根据上述所有阶段内容，形成统一的预研论证报告。

4.3 预研论证专业模型

根据民用飞机预研论证的业务流程中的13个任务，可以梳理出预研论证的专业模型，专业模型是对任务及其子任务的进一步细化，是权威真相源的输入与输出。如图21所示，展示了13个任务分别包含的专业模型。

预研论证的专业模型一般包括：预研论证过程中产生的各类电子文档、电子表格，民用飞机系统架构模型，系统的SysML模型，CAD模型，CAE模型，CFD模型，CFD和风洞试验产生的气动数据，结构分析数据，民用飞机测试模型，测试数据，测试曲线数据，飞行时序数据，电子设计图纸、各类分析结果和现场照片形成的图片，预研论证过程音视频文件。

4.4 预研论证基础模型

预研论证基础模型由专业模型细化而来，与权威真相源的元素相对应。如图21所示，展示了专业模型打散重组为基础模型的过程。基础模型和元素在权威真相源中可以任意重组，根据不同的观点组成不同的模型和数据，解决系统工程的涌现效应。

图21 预研论证模型Fig.21 Model of pre-research

预研论证基础模型有：由文档和表格离散而成的文本、数值、表格、富文本模型，轻量化的CAD模型和CAE模型，由测试数据等离散成的曲线和时序数据模型，用于引用参考数据的引用类型，用于引用网页和SysML模型的网页类型，根据系统工程特点形成的需求类型，用于记录预研论证过程的图片、音频、视频流程，存储专业数据源文件的附件类型。

4.5 民用飞机预研论证案例研制模型

“灵雀B”(LQ-B)是中国商飞北研中心制造的用于验证新一代民机气动布局的喷气式缩比飞行验证机，采用大边条翼融合布局和可收放起落架，机身大量运用复合材料，次承力部件和起落架均采用了先进的 3D 打印技术。

该验证机旨在围绕未来民用飞机先进技术开展缩比飞行验证，特别是先进气动布局和飞行控制等领域的预先研究，希望通过一系列试飞验证翼身融合气动布局客机的低速气动特性、操纵性和稳定性，为未来民机总体设计方案提供可靠技术支持。

根据图20所示民用飞机预研论证业务流程，参照实际验证机工作流程，对任务进行细化设计，梳理该验证机研制模型如图22所示。

4.6 协同预研论证案例

在权威真相源中对验证机的预研论证建立项目，根据验证机任务模型设计观点，上传数据，形成数据包。论证案例如图10、图11、图13、图15、图19所示。其中，图19为论证案例在权威真相源中的使用流程，图10为论证案例的多方案发展情况，图11为论证案例中涉及的多学科及其管理，图13可视化展示了论证案例中部分学科的方案内容，图15展示了论证案例的项目基线、数据包、数据项之间的比对工作，可以帮助权衡分析论证案例的多方案和多轮次迭代结果。

权威真相源支持多人协同工作，每个数据包均可以设置负责人，负责人的职能是进行数据包维护与更新。每个数据包可以进行版本管理，并根据数据包的上下游关系对协同设计者进行消息提醒。同时，根据上下游关系，可对所有数据包版本的可更新状态进行控制。数据包的可更新状态有已更新、待更新和等待中，不同的状态通过不同颜色表示，帮助项目和数据包负责人快速定位状态。

利用权威真相源系统，促进了民用飞机预研论文的协同设计工作，利用视图和观点相结合的方式，各学科专业之间权责清晰，只需从权威真相源中获取模型/数据，无需相互传递，缩短了研制周期，有效解决了多学科耦合问题。同时由于在项目中采用了权威的模型和数据源，有效管理了预研论证中出现的多方案并行问题，各方案之间数据界限清晰，保证版本不会发生错乱。利用模型和数据的权威性和真实性，多轮次迭代能够向着正向优化的方向行进。综述所述，采用权威真相源系统，预期能够缩短预研论证周期，并提高预研论证质量。

图22 预研论证验证机研制模型Fig.22 Design model of pre-research airline

5 结 语

通过确立权威真相源的构建目标和原则，设计权威真相源的方法架构，设计权威真相源系统的结构，研究权威真相源支持技术，并梳理民用飞机预研论证模型，完整地对民用飞机预研论证权威真相源构建技术进行了研究，最后通过预研论证验证机的案例研究，证实权威真相源构建技术的可行性。民用飞机预研论证权威真相源能够提升工程的系统组织性，提升协同设计效率，通过权威信息共享，提高模型和系统设计的重用性，有效减少系统工程实施中的复杂度，缩小开发成本，达到了预期的构建目标。

权威真相源的构建技术不仅适用于民用飞机预研论证过程，也适用于飞行器设计、制造、运行、维护的全生命周期，是弥补传统基于文档的系统工程和基于模型的系统工程之间差距的关键一步，有利于熟悉并熟练进行形式化建模，推动基于模型的系统工程与数字工程战略逐步应用。

[21] 吴光辉, 陈子坤, 田永亮. 大型客机信息化研制支撑体系架构研究[J]. 航空学报, 2019, 40(1): 522736.

WU G H，CHEN Z K, TIAN Y L.Architecture of informatization support system for development of large airliners[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2019, 40(1): 522736 (in Chinese).