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大型航空发动机研发企业设计保证系统建设路径研究

更新时间:2009-03-28

设计保证系统DA S

(一)设计保证系统的定义

适航要求是民用航空发动机项目成功的最低要求,结合《型号合格审定程序》(AP-21-03)对设计保证系统(DAS,Design Assurance System)的定义,设计保证系统的建设目标为:通过一系列的有计划、系统性的措施,确保——

a)有能力在设计中充分考虑适航及环保要求;

b)有能力验证对这些要求的符合性;

c)有能力向局方演示这种符合性。

设计保证系统是指型号合格审定申请人为落实设计保证所规定的设计保证措施所需要的组织机构、职责、程序和资源。

白天和夜间降水量对比(图3b)来看,白天降水明显多于夜间,主要是因为午后降水较多,以及17:00点最大降水出现在白天段(08—20时)。降水随海拔变化,无论白天还是夜间,都呈现出“先增多,后减少”的变化趋势,中间3个海拔的降水量明显多于山顶和山脚,尤其是640 m高度降水量最为明显。

(二)设计保证系统建设的目的与意义

2017年5月24日,《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21 R 4)正式换版发布,明确提出了设计保证系统的建设要求。大型航空发动机产品如需取得型号合格证,顺利获得市场准入,前提是必须建立起满足法规要求的设计保证系统。

一个完备的设计保证系统有利于设计研发的工程控制,有利于设计责任的确定,有利于整体项目的顺利推进。创建设计保证系统时应完全覆盖法规要求。设计保证系统是开展适航工作的基础,应覆盖企业内与适航工作相关的所有部门。

国内外现状分析

(一)欧洲EASA DOA介绍

根据EASA Part21 部21A.14条要求,任何申请型号合格证的组织,应通过获得局方根据Part21部J分部的要求批准的设计组织批准(DOA, Design Organization Approval)来证明其能力。

配备符合资质的适航管理人员,开展适航体系建设,并监督体系运行情况。

在设计组织获得设计组织批准之后,适航当局可以不需要进一步验证而认可设计组织为了获得型号合格证或型号设计大改批准书、补充型号合格证等目的所提交的满足相应要求的设计符合性文件。

通过EASA对设计保证系统的建设要求,以及欧洲相关标杆企业设计保证系统的建设实践研究,可以发现其设计保证系统的建设是围绕设计职能、适航职能和独立监督职能等三大职能展开,并从资源、职责、组织机构和程序等几方面落实。

 

(二)美国FAA ODA介绍

FAA采用设计组织批准((ODA, Organization Designation Authorization))加委任代表的模式。需要对组织及个人分别授权,并通过授权的组织(ODA)开展对委任代表的日常管理。ODA持有人可以颁发单机适航证,但不包含初始型号合格证和补充型号合格证。ODA是FAA的延伸,代表局方行驶职权视同于FAA,这与EASA的D O A有着显著不同。

FAA期望对ODA的监管从直接介入转到对ODA持有人体系的监督,即基于风险的管理理念:针对ODA持有人自身运转状况,包括自身的审计及改进程序的效力,确定所需的监督间隔和监督活动数量,以期减少对于技术调整和决策的关注,增加对整个系统元素的评估。

(三)中国CAAC DAS介绍

CAA C明确了建立设计保证系统是适航取证的前提。该设计保证系统应当能够确保民用航空产品和零部件的设计或者设计更改符合适用的适航规章和环境保护要求;独立地监督对设计保证手册规定的程序的符合性和充分性;确保设计机构向局方提交符合性声明和相关文件之前,独立地核查符合性声明的有效性和文件的符合性的功能等要求。

同时,基于CCAR-183部,建立了委任代表体系,委任相应人员在民航行政机关委派的民航行政机关以外、在授权范围内从事适航管理中有关审定、检验工作。委任代表为民航行政机关颁发适航证件进行技术检查所出具的技术检查结果,作为民航行政机关颁发适航证件的依据。

(四)小结

a)支持建立设计职能。

正如我们上面所提到,机器学习中的学习的意思等价于概率论中的统计,那么构成机器学习理论的一个重要数学分支是概率统计便不会让人感到太奇怪。但是,另一方面,什么是矩阵?什么是线性代数呢?矩阵这个词看似十分的抽象,事实上,一个矩阵仅仅是一个数或者文字的一个排列而构成的一张表格。我们可以对矩阵定义加法,减法,乘法等等基本的运算。通过这些计算的规则去研究矩阵的各种性质的学科,便是线性代数。

a)与局方对接。

CAA C充分借鉴了EASA的设计保证系统,以及FAA的委任代表机制,并将两者结合。CCAR-21部R 4版的发布,体现出了CAA C也将重点关注申请人自身的体系保障能力。

钱海燕在网上搜集很多关于甲状腺癌的正面描述,发给周启明,每天给他灌输各种心灵鸡汤。人在脆弱的时候,心灵鸡汤还是挺管用的。反正,周启明慢慢走了出来。

大型航空发动机研发企业设计保证系统的建设路径

首先开展对设计保证系统相关要求的研究与梳理,识别设计保证系统三大职能相关工作内容,形成设计保证手册,并分解落实到企业管理体系中,后续通过明确职责、形成程序、完善组织机构、配置资源的途径,实现设计保证系统建设的最终目标。

 

(一)要求的梳理

开展对设计保证系统相关要求的研究,研究内容主要包含国内外的咨询通告(Advisory Circular)、内部工作指令(Order)、工作程序和各类适航管理相关程序等。

梳理相应要求形成设计保证系统三大职能主要活动如下所示,三大职能活动涵盖了设计、制造、验证、使用与维修等全寿命周期各个过程。

(二)设计职能主要活动

设计职能应进行型号设计或型号设计更改,实施所有试验,记录并保存所有型号设计资料以及符合性验证资料。

设计职能相关活动主要包含以下内容:

a)型号设计管理。含整机、部件/系统的研制涉及的设计与验证活动、过程控制活动、适航符合性设计与验证活动、设计评审活动、构型管理活动等。

b)任务分配和计划管理。

c)与生产机构的协调。含设计、制造的数据传递活动、试验件质量控制活动等。

d)供应商管理。含供应商审核、评估、接口文件等。

(三)适航职能主要活动

适航职能应开展包括核查符合性验证资料在内的,覆盖其设计全寿命的所有有关适航方面的活动,确保但不限于完成以下的内容:

委任代表机制一直是FAA开展型号合格审查的主要手段,目前FAA处于转变之中。采用ODA后,ODA持有人可以获得更大的自主授权,减少需FAA参与的活动,更多的依靠企业自身的体系,从而提高工作效率和行业自主性,促进能力提升。

《关于加快建设绿色矿山的实施意见》(国土资规〔2017〕4号)提出,选择绿色矿山建设进展成效显著的市或县,建设一批绿色矿业发展示范区,着力推进基础体系、标准体系、产业模式、管理方式和政策机制创新。承德市作为国务院批准的《全国矿产资源规划2016-2020年》50个绿色矿业发展示范区之一,在落实《实施意见》精神的基础上,大胆创新,在矿业用地方面进行了创新探索。笔者对其实践亮点、取得成效、存在问题进行分析,并提出相应的政策建议,以期为用地政策的落地提供参考,推进绿色矿业示范区建设的步伐。

b)设计保证手册管理。

c)符合性验证工作管理。含型号合格证取证程序、审定基础管理、审定计划管理、适航符合性核查、适航符合性设计与验证、制造符合性检查、适航验证试验管理等。

刘雁衡精神为之一振,弄箫人没有不知道富阳紫竹园的。富阳江边的谢家溪,独特的水土滋养出一种得天地之雅韵的竹子——紫竹。紫竹园里的紫竹,生长期内是墨绿竹的,竹节格外匀称,制作的笙、箫、管、笛,典雅高贵,音韵高妙,让国内外艺术家倍加珍爱。

目前,国内外对湖泊沉积物污染状况的评价尚缺乏统一的评价方法和标准,本研究采用综合污染指数法和有机污染指数法评价洞庭湖表层沉积物的污染状况,这两种方法常被用于湖泊沉积物污染评价研究。

d)持续适航管理。含运行和持续适航文件(S B等)编制发放、使用困难报告处理、以及参与故障/失效/缺陷及安全事件的收集/调查/纠正等。

(四)独立监督职能主要活动

独立监督职能的职责是监督设计保证系统中《设计保证手册》及其相关的工作程序的符合性和充分性,以及其执行情况。应当确保独立监督职能的活动不受设计保证系统内任何因素的约束。

某煤炭企业位于有“黔之腹、滇之喉、蜀粤之唇齿”之称的安顺市北郊。其核定生产能力为60万吨,可采煤炭储量约4988万吨。主要生产产品为无烟煤,硫分低于1.0%,煤层赋存条件和煤质均较好,其原煤质量参数情况如表1。

独立监督职能应当建立程序,履行监督审核活动,至少需要完成以下工作:

鉴于Hadoop平台下作业调度算法在Reduce任务调度方面的不足,本文提出了一种新的任务调度算法,其基本思想在于选择系统中的最优节点,将特定的Reduce任务调度到最优节点上,从而减少任务的中间数据传输时间,省去对数据中心带宽资源的占用。其中最优节点是指集群中通过网络链路传输Map阶段中间数据时经过的跳数最少的节点。

a)开展内部监督审核,确保系统持续有效、改进。

教师对课堂管理宽松,缺乏互动交流 学生上课使用手机现象普遍,教师会提出口头警告,但有部分教师放任其自由发展,不会对学生课堂使用手机做出硬性要求,不影响正常教学秩序即可,选择性忽略上课使用手机的学生。教师是课堂教学的组织者和管理者,有对学生上课使用手机进行制止的权利。学生在相对宽松的课堂管理下,不会去提前预习,也深知教师并不会刻意去提问,所以不愿与教师、同学进行互动交流,久而久之,上课使用手机与教师课堂管理态度产生关系。

b)设计保证系统变更的评估、报告。

c)建立与局方联络的工作接口,确保局方对设计保证系统的审查。

(五)明确职责

对设计保证三大职能设计如下——

·设计职能:

a)利用设计、分析和试验等各种手段开展设计活动,同时生成有关发动机产品的型号资料,并满足适用适航规章和环境保护要求;

美国专利链接制度实施几十年以来,随着第IV段专利挑战数量的增加,因此而引发的诉讼数量也随之增加。据统计,1992-2001年10年间,美国共有75件针对首个第IV段专利声明提起的专利诉讼,每年平均仅有7.5件;⑬ 同注释⑫。而在2003年至2009年7年间就有238件此类诉讼,每年平均达34件,且每年的诉讼量逐年上升。⑭ RBC Capital Markets Corp. Analyzing Litigation Success Rates,January 15, 2010.

b)确保生成有关发动机产品改装和制造偏离处理的型号资料,并满足适用的适航规章和环境保护要求;

c)确保为在役发动机产品提供持续的设计支持(如修理设计、持续适航文件等),并满足适用的适航规章和环境保护要求。

√构型管理程序:规定项目型号构型管理相关要求,以及T C取证后型号设计更改要求。

a)具有独立的设计符合性核查功能,核查并确保型号设计和设计更改满足适航规章和环境保护要求;

b)组织运用各种符合性方法向局方表明、验证和演示型号设计数据与适用的适航规章和环境保护要求的符合性;

c)在设计获得局方批准后,适航职能应当开展证后阶段各项适航活动。

·独立监督职能:

a)监督对设计保证手册规定的程序的符合性和充分性;

b)对设计保证系统的运行进行持续监督检查、报告发现的问题以及跟踪问题处理,以保持设计保证系统持续有效。

(六)完善组织机构

大型航空发动机研发企业可结合上述设计保证系统三大职能职责的梳理,将相应职责落实在企业内部相关部门/供应商(如有)处,并结合实际情况完善对应的组织机构。

(七)配置资源

·设施和设备方面

申请人应当拥有固定的设计研发场所,而且应当拥有或者能够控制用于进行原型机和试验件制造的厂房设施以及开展设计分析和测试的手段,以验证及展示其设计对适航规章与环境保护要求的符合性。

针对大型客机发动机的研发活动,根据国外成熟发动机制造商的取证经验,适航验证试验主要有部件/系统试验、核心机试验、整机试验和飞行试验四个类别。

受训人员使用VR手套与场景交互,手套与按钮、油门手柄发生碰撞,触发交互对象的操作动画。VR手套与上述物体交互时,操作对象的动画播放与VR手套的操作不一致;例如使用VR手套拨动油门手柄时,手柄穿透VR手套且未及时播放动作动画。

基于以上类别,需通过梳理发动机型号合格取证审定基础适用的法规,《航空发动机适航规定》(CCAR-33部)和《涡轮发动机飞机燃油排泄和排气排出物规定》(CCAR-34部),识别出所需要的试验相关设施和设备等。

·人力资源方面

根据CCAR 21部、AP-21-03等适航规章,对大型航空发动机研发企业设计保证系统有如下主要要求:

设计保证系统的概念最早起源于欧洲,对于获得D O A的企业,在型号合格审定过程中,主要依靠企业自身的设保证系统来确保产品的符合性。

按SAEARP4754A要求开展设计活动,确保设计与验证活动的独立开展,配备相应的设计人员以及项目管理、质量管理人员等。

b)支持建立适航职能。

设立适航工程师,负责组织编制审定基础、审定计划等,并组织运用各种符合性方法向局方验证型号设计数据与适用的适航规章和环境保护要求的符合性等。

实验采用GroupLens 研究小组提供的MovieLens(http://movieslens.umn.edu)数据集,它包括943 个用户对1 682 个项目的10 万条投票记录。其中,用户属性有年龄、性别、邮编和职业。实验将用户属性和电影评价时间作为情境信息,验证UCCA-CF 算法有效性。

设立适航符合性核查工程师,建立具有独立的设计符合性核查功能,核查申请人内部生成的型号资料,确保型号设计和设计更改满足适航规章和环境保护要求。

c)支持建立独立监督职能。

EASA对设计组织的批准的前提是该组织建立起了完善的设计保证体系。

基于以上人员设置,按以下概要过程开展工作:由适航工程师对适航条款需求进行定义;由设计师系统开展独立的设计与验证活动;由适航符合性核查工程师开展独立的内部核查;最终提交局方确认。同时,在此过程中通过质量、构型、项目管理等管控工作确保项目按质完成。

 

表1:设计保证系统职能涉及的组织机构

  

机构职能适航管理部门项目管理部门质量管理部门客户服务部门设计部门供应商设计职能 ● ● ● ● ●适航职能 ● ● ● ●独立监督职能 ●● ●●●

(八)形成程序

基于上述设计保证系统的相关活动,大型航空发动机研发企业的设计保证系统需要形成的主要工作程序如下:

·设计职能

√产品研制程序:规定产品研制项目的阶段划分、主要工作内容、交付物和转阶段评审等。

综上所述,三大民航局方对申请人自身的体系保障能力的关注是一脉相承、殊途同归的。相对FAA的ODA体系,EASA对设计保证系统的要求与国内实践更为接近,更值得我们借鉴。

√需求分析与产品定义相关程序:按照系统工程要求描述针对产品/进行需求管理的过程。给出研制阶段各阶段需求分析的流程步骤、输入与输出等。

√适航符合性设计与验证相关程序:规定了研制过程中适航要求、适航符合性设计与验证的基本过程。

1.2.3 政府扶持政策与资金的“缺位”与“错位” 在相关扶持政策方面,由于缺乏当地政府或联合相关部门颁发的落地文件,许多优惠政策尚未落实。在扶持资金方面,在社会组织入驻发展初见成效后才予以扶持,政府与社会组织之间彼此试探,政府主导作用的发挥存在一定的滞后性,社会组织大多处于观望状态。同时,由于缺乏考核标准、居家养老服务具体实施方案及其他因素,致使省财政的直接拨款停滞在区级,补贴资金难以下放。南京市六合区银杏树老年人服务中心2014年建设以来,依托虚拟养老服务平台,已经在雄州街道建立了7个居家养老服务站点,但建设和运营资金一直不到位,运营艰难。

·适航职能:

√技术评审程序:规定评审的类型、内容、流程等要求。

√项目管理相关流程:通过对项目计划的管理,实现项目进度的控制。

√产品质量控制相关程序:描述不合格品、特种工艺、首件检验、产品验收、记录等质量管理要求。

√持续适航管理相关程序:规定发动机持续适航要求及活动等,含技术出版物的发布;适航指令、服务通告和服务信函的管理;运营过程中事故事件的处理。

√供应商管理相关程序:规定供应商分类、供应商质量体系等要求;供应商评估方法、原则及程序;对各级子供应商管理进行必要控制的相关要求。

·适航职能

√发动机型号合格证取证程序:说明发动机取证中内部阶段划分对应至局方阶段,取证活动与流程。

√适航符合性核查程序:开展符合性核查的管理要求。

√设计保证手册管理程序:涵盖手册管理、手册修改、手册分发、手册归档等内容。

√适航审定基础/审定计划管理程序:规定审定基础和审定计划的管理要求。

√符合性文件等提交局方文件的编写要求:规定系统/专业设计文件贯彻适航要求的符合性说明的编制要求。

√与局方接口管理相关程序:规定与局方接口的管理要求,含问题纪要的管理;需局方介入活动的管理;委任代表的推荐及管理。

·独立监督职能

√审核管理相关程序:实施质量审核,开展对设计保证系统的监督管理。

通过企业自身体系保障民用航空产品满足适航要求已经成为国际主要民用航空制造国的发展趋势。本文对比分析了EASA、FAA以及CAA C的设计保证系统的相关要求,并针对国内大型航空发动机研发的具体现状,基于“梳理设计保证系统要求—明确职责—完善组织机构—配置资源—形成程序”的流程,提出了设计保证系统的建设路径。同时,研究并明确了设计保证系统的建设要求,三大职能涉及的活动和内涵、大型航空发动机研发所需要的资源,以及设计保证系统建设过程中需形成的程序文件要求。

 
蔡彬,戎翔
《民航管理》 2018年第04期
《民航管理》2018年第04期文献

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