[发明专利]面向民用飞机顶层需求捕获的运行场景建模方法

说明书

本申请公开一种面向民用飞机顶层需求捕获的运行场景建模方法，包括：步骤一，识别民用飞机运行利益关联方系统及其元素；步骤二，定义民用飞机运行利益关联方系统中各项元素；步骤三，确定民用飞机运行场景模型的架构；步骤四，划分民用飞机完整运行阶段；步骤五：根据模型架构及运行阶段建立顶层过程运行场景；步骤六，确定每个顶层过程下的完整活动集合；步骤七，构建每个顶层过程下各活动之间的逻辑关系；步骤八，构建任务中各利益关联方元素的行为交互；步骤九，定义各利益关联方元素之间的资源接口及映射矩阵。本发明是系统工程理论与典型体系架构框架的深度融合，通过该方法能够实现对复杂的民用飞机商业运行过程进行完整建模。

技术领域

本发明属于飞行器设计研究领域，具体地涉及一种面向民用飞机顶层需求捕获的运行场景建模方法。

背景技术

民用飞机作为典型的复杂产品系统，其研制过程呈现出诸多特点，如多个学科混合交叉、新技术实践运用、系统集成复杂等，而且民用飞机研制项目的周期一般长达五年甚至更久，需要巨大的资源投入与强大的项目管理能力，最终使所研制的飞机能够满足适航要求和市场需要。其中适航要求是最基本的要求，对于飞机主制造商而言，所设计的飞机在满足适航规章要求的前提下，能否满足客户需要决定了研制项目的成功与否，因此，在飞机研制项目早期需要对客户需要进行完整的捕获，并转换为飞机顶层的设计需求向下传递，该部分工作是贯通市场需要与产品设计的桥梁，对飞机研制项目至关重要。

传统的需求捕获方法主要采用与客户交流，面对面采访或者调查问卷来识别利益关联方的期望，但这些方法缺乏系统性，难以确保所捕获需求集合的完整性以及需求本身的正确性。随着系统工程在民用飞机研制中的逐步实践，通过构建飞机的运行场景来捕获需求，已经作为一种适航局方可接受的方法在SAE ARP4754A中予以明确。场景通常定义为人员角色与技术系统包括软件和硬件之间的可预见的交互说明。民用飞机运行场景能够全面地描述民用航空运输系统内不同利益关联方与民用飞机产品包括软件和硬件以及服务之间的可预见的交互状态。由此可见，民用飞机运行场景是民用飞机市场和客户价值的汇聚地，已经成为民用飞机制造商捕获和理解民用航空不同利益关联方需要和期望的重要手段和途径。

通过构建民用飞机运行场景模型，能够对飞机的运行过程进行层次化、多角度描述，包括飞机运行过程的活动逻辑、活动架构，各利益关联方如航空公司、机场、空管等与飞机产品诸如包括使能产品之间的行为Action交互，各利益关联方之间的资源、信息交换，根据这些交互信息能够对利益关联方的需要及飞机顶层运行需求进行有效、完整地捕获。但目前国内对于民用飞机运行场景建模方法的研究尚处于初步阶段，尚未形成一套固化、成熟的可用于民用飞机研制工程实践的场景建模途径，从而为后续飞机顶层需求捕获奠定基础。

综上所述，对民用飞机运行场景的多层次、结构化完整建模是目前基于场景进行需求捕获的难点，也是解决民用飞机顶层研制如何更好满足市场需要的突破点。

发明内容

本发明基于系统工程理论，以DoDAF体系架构框架为指导，以民用航空运输系统为背景，民用飞机主制造商为核心视角，提出了一套能够覆盖民用飞机商业运行完整过程、层次结构分明且涵盖所有运行利益关联方的民用飞机运行场景建模方法。

本申请公开了一种面向民用飞机顶层需求捕获的运行场景建模方法，结合系统工程理论与典型体系架构框架，具体包括以下步骤：