民用飞机客服工程研制需求确认方法研究

徐 强

（上海飞机客户服务有限公司项目管理部，上海 200241）

在现代民用飞机（简称民机）研制工作中，研制需求是开展飞机设计的重要输入。当前，空客公司提出的基于需求的工程（RBE，requirements based engineering）逐步形成了以功能需求、安全性需求、机载软件需求等为主线的需求管控技术体系及数字化应用环境，并已成为空客公司先进数字化研发体系的重要组成部分。由于飞机研制需求在整个研制过程中的重要性，其正确性及完整性对于整个开发过程至关重要。需求的确认过程就是通过一系列确认活动来保证需求的正确性和完整性，减少后续因为需求错误造成的产品设计错误或重复工作[1]。此外，需求确认过程还有助于发现和修订质量较差的需求语句，如不清晰的需求描述、不必要的需求语句等[2]。

当前，民机项目需求确认方法的主要研究和应用集中在飞机产品的需求方面，主要依据ARP 4754A 推荐的基于功能研制保证等级（FDAL，functional development assurance level）的需求确认方法，确保等级较高的需求能够获得更多的确认资源。但对于客服工程研制需求这类非功能性的、不直接与飞机安全相关的需求，如何定义需求确认原则和方法，目前的研究和应用工作较少，需要进一步开展相关的研究和探索。

近年来，民机制造业正在由“制造业”向“制造服务业”转型，以产品为中心的制造业向服务增值延伸，提供的是“产品+服务”的全流程服务，客户服务已成为民机产业中开拓市场的重要竞争手段[3]。 民机客户服务工作已不再是传统的售后服务模式，不再只集中于交付运营阶段，而是覆盖民机的全生命周期。

民机型号的研制工作不仅是对飞机产品的研制，还包括民机客服工程的研制工作。民机客服工程研制提供的是民机客户服务和支持所需的客户服务产品，并在飞机研制阶段开展的一系列技术和管理过程的集合。 客服工程研制工作是民机型号研制整体工作的一部分，应按照系统工程的思想和方法来开展；客服体系和客服产品的开发应围绕相关客服工程研制需求开展， 由客服工程研制需求牵引相关的设计工作；民机客服工程研制需求也应跟随飞机产品的需求定义同步开展。按照系统工程“双V”的研制模型，结合客服工程研制的特点，定义民机客服工程研制模型如图1 所示，模型左边是自上向下（from top to bottom）的设计过程，从最顶层的客户需求捕获开始，分3 个层级开展客服工程研制需求的分析、确认工作，并依据确认后的需求开展相应方案定义工作；需求和方案分解到可实现层级后，模型中间是客服产品（如培训设备、手册等）的生产制造过程；基于制造实现的客服产品在模型的右侧开始自下向上的集成验证过程，集成验证除了包括具体客服产品的验证外，还包括中国民用航空局对整个客服体系的验证和认可，以及最终首家客户交付运行支持准备工作；飞机交付客户后，在开展运行支持工作的基础上开展客户需求确认工作，即最终产品是否满足客户的需求。

图1 民机客服工程研制模型Fig1.The model of customer service engineering development of civil aircraft

1 需求确认目的

需求确认工作最重要的目的是确保所定义需求的正确性和完整性[4]。单条需求和一组需求（需求集合）的正确性和完整性有其不同的含义和要求，如表1 所示，单条需求的确认更加关注本条需求自身的合理性，而需求集合的确认更多关注其内部需求条目之间的协调性及整体需求的完整性。

表1 需求的正确性和完整性要求Tab.1 The correctness and completeness of requirements

需求确认工作是系统工程技术过程集的一个重要过程，需求确认的结果可以用来证实本层级的需求能够正确地贯彻上一层级的预期需求和功能，并且对下一步的设计活动是充分正确和完整的。

需要注意区分需求确认与产品确认概念的不同，产品确认是为了证实已经实现的系统是符合利益攸关方最初需求的[5]。 产品确认的目的还是为了表明系统能够在预期运行环境中实现预期的使用目的[6]。 此外，产品确认是由客户来完成的[7]，而需求确认则是由民机主制造商开展的。

2 需求确认模型与流程

需求确认模型如图2 所示。

图2 需求确认模型Fig.2 The model of requirements validation

1）输入

经过需求分析活动获得的待确认需求。

2）活动

包括确定需求确认方法、执行确认活动并捕获确认证据、编制并发布确认总结报告。

3）控制项

主要包括开展需求确认的相关约束及指南。

4）使能项

包括开展需求确认的工具/技术及支持需求确认活动的组织资产。

5）输出

经过确认后的需求和需求确认总结报告。

在实际型号研制中，民机需求确认贯穿整个飞机研制过程，通过多轮迭代不断提高需求的成熟度，通过长期捕获确认证据，最终达到较高水平的置信度。需求确认的一般流程[8]如图3 所示。

图3 需求确认的一般流程Fig.3 The general process of requirements validation

在上述流程中，最关键且最有难度的工作是需求确认方法的选用，如何在确认资源有限的情况下，尽可能保证确认资源得到合理的分配和使用。确认方法定义和选用原则也是重点研究和探索的内容。

3 需求确认方法

需求确认方法的制定和选用对于需求确认工作具有非常重要的意义。需求确认工作需要综合考虑确认方法的严苛度和确认成本之间的平衡性。

飞机产品及其系统的FDAL 和项目研制保证等级（IDAL,item development assurance level）决定了确认的严苛度。ARP 4754A 基于FDAL 给出了FDAL A～FDAL E 研制保证等级下需求确认方法的推荐级别[9]，如表2所示， 其中，R 表示推荐作为合格审定的需求确认方法；A 表示可协商作为合格审定的需求确认方法；N 表示不需作为合格审定的需求确认方法。 例如：为了确认等级A 和B 的需求，可使用分析、建模或试验及相似性等方法来确认需求的正确性和完整性。 由表2 可以看出，随着FDAL 等级由高到低，其推荐的确认方法的严苛度要求也在下降，这表明确认方法的选择体现了需求的重要性与确认成本的关联性，即将更多的确认资源放到重要性等级高的需求上。

表2 ARP 4754A 中不同研制保证等级下需求确认方法的推荐级别Tab.2 Requirements validation methods recommended under different guarantee levels by ARP 4754A

对于客服工程研制需求而言，其需求与飞机产品的安全性不直接相关，也无需开展FDAL 等级的定义工作，在这种情况下无法直接使用表2 推荐的需求确认方法。但基于上述需求确认方法的选用原则，即确认方法的选用体现了需求的重要性与确认成本的关联性，将更多的确认资源放到重要性等级高的需求上。因此，在民机客服工程研制过程中，也有必要探索客服工程研制需求确认方法及其选用原则。

在开展民机客服工程需求管理规划时，需综合考虑企业组织架构、研制模式及客服工程研制特点等因素，民机客服工程需求信息架构（RIA，requirement information architecture）如图4 所示。

图4 民机客服工程需求信息架构Fig.4 The requirements information architecture of customer service engineering of civil aircraft

其中，第一层的民机客户服务需求来源于市场、客户等民机客户服务利益攸关方的需要，经过需求分析过程而产生，其主要定义民机全生命周期阶段应提供给客户的服务类型（如培训服务、维修支持服务等）及服务特性要求（如培训周期、维修支持成本等数值型要求）；经过需求分解，将客户服务需求分解到下一层级民航客服研制需求，本层级的需求主要定义了为提供上一层级民机客户服务而在研制过程中需要开展的研制工作及客服产品的顶层需求； 进一步往下分解，形成了具体的民机客服产品需求，定义了具体的客服产品（如具体的手册、培训设备等）需求，作为定义客服产品开发方案的输入，要确保客服产品的开发工作由需求牵引， 客服产品能够满足已定义的需求，在完成需求分解后， 下一层级的需求还要向上追溯，建立追溯链接关系，这样从最上层的需求可以向下一直查找其子需求、子子需求等，任何层级的需求发生变更，都可以依据链接关系评估其可能影响的上下级需求。 上述功能可以依靠信息化的手段实现，IBM Rational DOORS（简称DOORS）是常用的需求管理信息化工具。

在捕获和定义客户服务需求时，基于对服务重要性和必要性的划分，可将服务分为3 大类：基本服务、拓展服务和增值服务。

1）基本服务

是满足飞机安全、可靠飞行的基本服务项目，也是主制造商在飞机交付后必须向客户提供的服务项目，且需满足行业最低的服务标准，往往也是持续适航的基本要求。

2）拓展服务

是用于提高客户运营效率、降低运营成本的服务，包括提供可盈利的电子化服务、航空公司运营优化的咨询服务及争取MRO（maintenance，repair&overhual）服务。

3）增值服务

属于创新性服务或高度可定制化的客户服务解决方案。主制造商通过增值服务获取更多利润，但增值服务通常有较高的进入门槛。

根据工作实践及需求确认方法选用的基本原则，形成客服工程研制需求确认方法的模型，如表3 所示。

表3 客服工程研制需求确认方法模型Tab.3 The model of requirements validation method of customer service engineering development

对于民机客服工程需求，其所有需求都必须采用

语句符合性检查及专家评审方法，并编制确认计划、确认矩阵和确认总结，以保证评估需求的正确性和完

整性。 除此之外，所有需求还应至少采用一种其他确认方法，以进一步评估需求的正确性和完整性。顶层的民机客户服务需求都应按照相应文件中的定义确定其所属的服务类型，并根据服务类型选择其对应的确认方法，对于下层级的民机客服研制需求和民机客服产品需求，通过追溯链接到顶层的民机客户服务需求，其类型可以与顶层民机客户服务需求保持一致，并且采用优先级高的服务类型（服务类型优先级：基本服务＞拓展服务＞增值服务）。确认方法选用的主要原则：①所有需求都必须经过专家评审、确认计划、确认矩阵和确认总结；②所有需求还必须经过上述4 种确认方法之外的至少1 种确认方法的确认；③对于属于基本服务类型的需求必须使用追溯的确认方法，追溯的来源可以包括市场要求、适航条款、行业规范等，还可以来自上层需求和方案的内容；④对于拓展服务类型的需求必须有追溯或需求依据两种确认方法之一；⑤对于属于基本服务和拓展服务类型的需求， 如含有定量指标，则必须有分析/计算的确认方法。

4 需求确认工具

在民机客服工程研制过程中，需要针对需求确认工作制定《民机客服工程研制需求确认大纲》，对客服工程研制需求的确认原则、角色分工、确认方法、确认工具及确认交付物等进行定义和要求。

对于民用飞机这类复杂产品，其研制需求数以万计，如何对数量众多的需求语句开展有效管理和追踪，必须借助先进的信息化工具来实现。 因此，在民机型号研制过程中，为了更好地使用信息化工具对需求进行有效管控，还应定义需求管理平台使用手册等指导性资料，对需求语句的录入、导出、追溯链接及变更操作等进行描述，以指导需求工作的开展。

DOORS 是一款先进的需求管理应用程序，用于捕获、链接、跟踪、分析和管理需求信息，以保证产品开发与需求规格说明和相关标准一致。 DOORS 支持多用户并行工作方式，捕获需求后，用户可以通过使用视图、链接和可追踪性分析等功能，在项目整个生存周期中对需求进行追踪和管理。同时，在DOORS 系统中可以生成需求确认矩阵模板，如表4 所示，需求ID和需求文本将按照需求数据库中的信息自动生成，用户只需将确认的相关信息填入即可， 通过DOORS 工具可以高效地记录需求确认活动， 实际型号研制中DOORS 系统中的需求确认模块，如图5 所示。

表4 需求确认矩阵模板Tab.4 The template of requirements validation matrix

图5 DOORS 系统需求确认模块Fig.5 The model of requirements validation in DOORS

此外，使用DOORS 实现需求确认活动还有如下优点：①可以多人操作同一份检查单，且互不影响；②当需求发生变化时，可方便地定位变更需求，并只针对该条需求进行确认活动；③可以利用DOORS 的导出工具快速生成确认性追溯矩阵表。因此，利用DOORS模块的特性可以十分便捷地记录需求确认活动的过程[10]。

5 结语

在国产民机研制过程中，基于飞机产品需求管理工作经验进行推广，目前已经建立了覆盖飞机产品、客服工程、制造、试飞等领域的全面需求管理体系，在各领域内按照统一的需求管理思路、工具和方法开展各项需求工作及需求的跨领域传递工作。 但民机客服工程研制有其特点，不能简单地套用飞机产品的需求确认方法，需要根据实际客服产品需求的特点开展需求确认活动。

在实际需求确认工作中，一般需采用多种确认方法对需求进行确认，且在可接受的成本范围内，建议采用不同确认方法确保需求是正确的、完整的，需求确认的置信度与所采用的确认方法数量呈正相关。 但不同类型的需求，其确认的严苛度要求不同，通常优先级越高，其选用的确认方法要求越高。