席 鵬 於二軍

（航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710065）

機(jī)載電子產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證方法思考

席 鵬 於二軍

（航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710065）

結(jié)合復(fù)雜機(jī)載電子設(shè)備設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的產(chǎn)品驗(yàn)證問(wèn)題，從產(chǎn)品需求入手，提出了一套以基于需求的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證思路，并對(duì)各類(lèi)驗(yàn)證方法進(jìn)行了研究，為機(jī)載電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證工作提供了一套行之有效的理論、方法和工具。

驗(yàn)證；需求； 評(píng)審

近年來(lái)，機(jī)載電子設(shè)備功能不斷增強(qiáng)，產(chǎn)品復(fù)雜度成倍增長(zhǎng)，在工程開(kāi)發(fā)過(guò)程中暴露出了許多新的問(wèn)題，如需求遺漏、驗(yàn)證不全面等，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理手段已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)階段的應(yīng)用需求。

在工程實(shí)踐中，我國(guó)的飛機(jī)設(shè)計(jì)在上世紀(jì)90年代以前主要是仿制開(kāi)發(fā)，在這種開(kāi)發(fā)大背景下，對(duì)于需求的梳理工作不是那么緊迫和必要，進(jìn)入21世紀(jì)之后，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始進(jìn)行多個(gè)型號(hào)飛機(jī)的正向開(kāi)發(fā)，在這種新的形勢(shì)下，加強(qiáng)對(duì)需求的分析、驗(yàn)證管理方面的研究就顯得非常緊迫。

1 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證定義

1.1 驗(yàn)證

在GJB 9001B-2009《質(zhì)量管理體系要求》中關(guān)于“驗(yàn)證”有明確的定義及表述，在附錄D中對(duì)“驗(yàn)證”的定義如下：“驗(yàn)證是指通過(guò)提供客觀(guān)證據(jù)對(duì)規(guī)定要求已得到滿(mǎn)足的認(rèn)定?！?/p>

認(rèn)定可包括下述活動(dòng)，如：

· 變換方法進(jìn)行計(jì)算；

· 將新設(shè)計(jì)規(guī)范與已證實(shí)的類(lèi)似設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行比較；

· 進(jìn)行試驗(yàn)和演示；

· 文件發(fā)布前進(jìn)行評(píng)審。

1.2 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證

在GJB 9001B―2009中 7.3.5“設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證”的表述如下：“為確保設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)輸出滿(mǎn)足輸入的要求，應(yīng)依據(jù)所策劃的安排對(duì)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)進(jìn)行驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果及任何必要措施的記錄應(yīng)予保持?！?/p>

通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解，可見(jiàn)“設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證”強(qiáng)調(diào)的是：設(shè)計(jì)輸出是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)輸入的要求。也就是首先要將比對(duì)的“標(biāo)準(zhǔn)”，即 “設(shè)計(jì)輸入要求”與“設(shè)計(jì)輸出”一一核實(shí)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)輸入的要求進(jìn)行驗(yàn)證。

2 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證現(xiàn)狀

目前，在機(jī)載電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中大致存在以下幾個(gè)方面的典型問(wèn)題。

2.1 設(shè)計(jì)輸入不明確

目前大部分課題在開(kāi)始研制時(shí)，由于用戶(hù)需求不確定，導(dǎo)致對(duì)產(chǎn)品技術(shù)要求不明確，在硬件接口方面的描述通常比較含混、簡(jiǎn)單，缺少詳細(xì)的技術(shù)要求，導(dǎo)致設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)無(wú)法進(jìn)一步獲取詳細(xì)需求，同時(shí)也導(dǎo)致了后期反復(fù)的設(shè)計(jì)更改工作。

2.2 硬件需求管理粗放

以本單位為例，本單位對(duì)硬件需求及驗(yàn)證方面的管理基本上從3份文檔上體現(xiàn)，分別為《技術(shù)需求書(shū)》、《產(chǎn)品驗(yàn)證大綱》、《產(chǎn)品驗(yàn)證報(bào)告》。

而目前大部分課題的《技術(shù)需求書(shū)》只是簡(jiǎn)單的將技術(shù)協(xié)議的內(nèi)容轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)，幾乎沒(méi)有進(jìn)行硬件接口需求分析。《產(chǎn)品驗(yàn)證大綱》及《產(chǎn)品驗(yàn)證報(bào)告》中大部分內(nèi)容也是將《驗(yàn)收測(cè)試程序》中的內(nèi)容重復(fù)，也沒(méi)有體現(xiàn)出對(duì)需求的驗(yàn)證。

2.3 硬件需求驗(yàn)證不全面

由于對(duì)需求分析不到位，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)部分需求的遺漏，在后期產(chǎn)品驗(yàn)收交付過(guò)程中也沒(méi)有對(duì)部分需求進(jìn)行驗(yàn)證，這些沒(méi)有驗(yàn)證的需求往往到了后期需要進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，增加了工作量。

3 需求分析和管理

3.1 需求分析

需求是設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的依據(jù)，需求分析工作就是要對(duì)用戶(hù)提出的技術(shù)要求進(jìn)行分析梳理，結(jié)合進(jìn)行分解，條目化，建立需求分析表，明確產(chǎn)品接口信號(hào)特性，如功能和性能，以及結(jié)構(gòu)性考慮，如隔離、自測(cè)試、可測(cè)試性、外部接口、環(huán)境、測(cè)試和維護(hù)性考慮、功耗和物理特性等。

特別需要注意的是，在用戶(hù)技術(shù)要求不明確的情況下，應(yīng)當(dāng)結(jié)合以往的類(lèi)似設(shè)計(jì)梳理出本課題的硬件需求，并且也應(yīng)當(dāng)形成需求分析表，隨后邀請(qǐng)用戶(hù)對(duì)該需求分析表進(jìn)行確認(rèn)（評(píng)審）。

以某離散量輸入接口（DISIN）為例，建立如表1所示的需求分析表。

3.2 需求評(píng)審

需求評(píng)審是一種保證需求可接受性的方法。是對(duì)“需求分析表”（見(jiàn)表1）的正確性和完整性進(jìn)行確認(rèn)，在初始的需求評(píng)審之后發(fā)生的需求更改，應(yīng)進(jìn)行與初始評(píng)審相同的評(píng)審過(guò)程或一個(gè)同等的評(píng)審過(guò)程，在進(jìn)行需求評(píng)審時(shí)，評(píng)審人員可以按照“需求活動(dòng)檢查表”（見(jiàn)表2）中的評(píng)審要點(diǎn)開(kāi)展需求評(píng)審，對(duì)于評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后的需求就納入管理，形成基線(xiàn)。

3.3 需求知識(shí)庫(kù)管理

需求知識(shí)庫(kù)的建立是個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，不可能一蹴而就，需要有人來(lái)負(fù)責(zé)，來(lái)完善。需要兩個(gè)階段來(lái)完成相關(guān)工作。

3.3.1 需求樣本整理階段

課題各自管理，由課題負(fù)責(zé)人來(lái)管理本課題的“需求分析表”，統(tǒng)一管理（按配置管理活動(dòng)進(jìn)行管理，形成課題級(jí)“需求樣本庫(kù)”），以便積累大量需求樣本，由兼職人員進(jìn)行維護(hù)。

3.3.2 需求知識(shí)庫(kù)階段

該階段指定資深設(shè)計(jì)人員對(duì)“需求樣本庫(kù)”進(jìn)行梳理，并形成和維護(hù)“需求知識(shí)庫(kù)”。

4 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證

4.1 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證方法

設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證中的核心是驗(yàn)證的充分性問(wèn)題。采用以覆蓋需求的驗(yàn)證方法來(lái)達(dá)到充分驗(yàn)證的目的。本階段根據(jù)表1“需求分析表”，制定硬件接口驗(yàn)證大綱，硬件接口驗(yàn)證大綱描述為了驗(yàn)證“需求分析表”而采用的程序、方法和標(biāo)準(zhǔn)以及進(jìn)行的過(guò)程和活動(dòng)。常見(jiàn)的驗(yàn)證方法和手段見(jiàn)表3。

表1 離散量輸入接口需求分析表

表2 需求活動(dòng)檢查表

4.2 設(shè)計(jì)更改驗(yàn)證流程

在科研活動(dòng)中經(jīng)常忽略的一個(gè)環(huán)節(jié)就是設(shè)計(jì)更改后產(chǎn)品的驗(yàn)證，開(kāi)發(fā)完成的產(chǎn)品，將會(huì)投入生產(chǎn)，還會(huì)有檢驗(yàn)、測(cè)試、試驗(yàn)、調(diào)試、驗(yàn)收、維護(hù)等環(huán)節(jié)。每一個(gè)環(huán)節(jié)也都可能會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品因設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的各種問(wèn)題。因?yàn)檫@些環(huán)節(jié)的工作依據(jù)都來(lái)自于設(shè)計(jì)輸出，這一類(lèi)問(wèn)題必須通過(guò)“設(shè)計(jì)更改”來(lái)解決。對(duì)此，需要對(duì)更改后的驗(yàn)證流程加以規(guī)范，以防止由于設(shè)計(jì)更改驗(yàn)證不充分造成的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)機(jī)載電子產(chǎn)品實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的各類(lèi)設(shè)計(jì)更改驗(yàn)證方法進(jìn)行梳理，形成設(shè)計(jì)更改驗(yàn)證流程圖，見(jiàn)圖1。

表3 設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)驗(yàn)證方法

5 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)載電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證必須選取有效的驗(yàn)證方法，以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)驗(yàn)證工作的充分性、加快設(shè)計(jì)工作進(jìn)度和提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜、步驟多，為防止設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，需要在多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，不能僅靠單一的驗(yàn)證方法和驗(yàn)證工具。隨著機(jī)載電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜度的增加，驗(yàn)證工作量會(huì)越來(lái)越大，驗(yàn)證工作也會(huì)越來(lái)越重要。

（編輯：勞邊）

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C

1003-6660（2016）06-0025-03

10.13237/j.cnki.asq.2016.06.006