中國航空報訊：波音787是美國波音公司研制的超遠程雙發(fā)渦扇寬體運輸機，用來取代波音767飛機，波音787-8為基本型。2011年8月26日，美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）為波音787飛機簽發(fā)了型號合格證，并將波音公司的第700號（No 700）生產(chǎn)型號合格證進行修改，使其包含波音787-8飛機，大約一個月后，首架飛機交付航空公司。

波音787-8投入運營后出現(xiàn)過各種各樣的故障，為找出這些故障原因，并對該型飛機的取證過程進行審核，2013年1月31日，F(xiàn)AA和波音公司成立了波音787-8關鍵系統(tǒng)評審組（CSRT），對波音787-8飛機的研制過程進行了一次為期6個月的全面評審，評審涉及飛機的設計、制造和組裝等方面。

(資料圖片僅供參考)

盡管此次評審的最終結論是波音787飛機項目成功采用“持續(xù)運營安全性”（COS）流程，確保了該機滿足所期望的安全性水平，但仍發(fā)現(xiàn)波音787飛機在關鍵系統(tǒng)、推進、結構以及制造/質量等方面都存在一些問題，這些問題涉及需求工程、設計、試驗、故障分析、運營、工程一致性等各方面。

波音787飛機項目的特點

波音公司在該型飛機的研制上采取了一系列非常規(guī)的理念和舉措。例如，同時提出了型號合格證和生產(chǎn)合格證取證申請，希望同時取得飛機設計批準和生產(chǎn)許可證，以顯示波音公司對新機的性能、質量和前景充滿信心；組織虛擬的“全球設計團隊”，通過問卷調查方式，廣泛聽取公眾對飛機設計方面的建議。

波音公司在該項目中首次采用全球供應鏈戰(zhàn)略，邀請全球40多家航空公司參與飛機的開發(fā)和設計；聯(lián)合全球范圍內(nèi)主要的廠商，以風險共擔的方式研制飛機等。除飛機總體設計和最后總裝由本公司完成外，將相當一部分部件的研制、生產(chǎn)和裝配工作轉包給了分布在美國14個州和美國之外11個國家的其他廠商，波音公司自己在該項目中只與23個一級分包商/供應商直接打交道。

在機載系統(tǒng)方面，主要的風險共擔伙伴和供應商有法國達索系統(tǒng)公司（提供CATIA軟件和產(chǎn)品壽命周期管理支持)、通用電氣航空集團（負責增升裝置、起落架作動器、一種發(fā)動機和航電系統(tǒng)中的通用核心系統(tǒng)）、法國拉泰科埃爾集團（負責客艙門）、梅西?！さ赖儆荆ㄘ撠熎鹇浼埽?、法國梅西?！け燃拥俟荆ㄘ撠熾妱x車）、日本普利斯通公司（負責輪胎）、古德里奇公司（負責電剎車、發(fā)動機短艙、反推力裝置、燃油系統(tǒng)和貨物處理系統(tǒng)）、穆格公司（負責飛控作動器）、派克·漢尼汾公司航宇產(chǎn)品集團（負責液壓系統(tǒng)）、漢勝公司（負責電動液壓泵、電源系統(tǒng)、輔助動力裝置、沖壓空氣渦輪應急發(fā)電機、空調系統(tǒng)、機載氮氣發(fā)生系統(tǒng)）、法國泰雷茲集團（負責電源轉換系統(tǒng)和備份飛行顯示器）、霍尼韋爾國際公司（負責電傳飛控系統(tǒng)、飛機健康監(jiān)測與管理系統(tǒng)和導航系統(tǒng)）、羅克韋爾-柯林斯公司（負責通信設備、監(jiān)視與顯示系統(tǒng)）。

另外，波音787還采用了很多新技術以及創(chuàng)新的設計和架構。幾個比較突出的技術創(chuàng)新包括變頻交流起動/發(fā)電機（VFSG）、高功率發(fā)電系統(tǒng)、擾流板電動作動器、復合材料機身制造。

波音787關鍵系統(tǒng)評審

CSRT專家組成員利用其專業(yè)知識和經(jīng)驗進行了獨立判斷，對波音787-8的取證過程進行評審。關鍵系統(tǒng)評審組（CSRT）分為4個小組，分別對波音787的關鍵系統(tǒng)、推進、結構以及制造（質量）4個方面進行評審。各評審組對其領域中發(fā)現(xiàn)的問題進行評估并對改進措施進行評估。每個評審組還對系統(tǒng)復雜性、供應商責任心、新技術的應用、已有技術的創(chuàng)新應用等方面進行量化。系統(tǒng)評審小組進行深入評審的部分子系統(tǒng)/部件如圖所示。

評審過程中，CSRT評審專家與波音公司的供應商進行了廣泛的接觸。根據(jù)系統(tǒng)評審小組的深入評審，總結出需求、設計、試驗、分析以及使用問題等幾方面的問題，這些問題都是屬于共性問題。在評審中，系統(tǒng)評審小組還注意到與波音787工程一致性檢查數(shù)量有關的問題。

波音787飛機機載系統(tǒng)研發(fā)過程中存在的問題

首先是需求相關的問題。產(chǎn)生需求是一項工作量極大且富有挑戰(zhàn)性的工作，一型飛機有數(shù)萬條需求，這些需求還要向大量的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和部件傳遞。在評審中發(fā)現(xiàn)了一些需求定義存在缺陷的事例，當這些“缺陷”在部件的設計和實現(xiàn)中傳遞時，就會導致一些問題，這些問題在對飛機運營問題進行調查時會被識別出。系統(tǒng)評審小組認為，盡管造成這些需求缺陷的原因在高級層面上是相互關聯(lián)的，在細節(jié)層面每一個都是獨一無二的且相互隔離的。

在波音787項目中，盡管波音公司的需求是存在的，但在波音公司和下一層供應商之間，以及不同級別的供應商之間的需求驗證（確認）（verification/validation）有缺失。很多情況下，需求從波音公司被傳遞給一個主供應商，然后再傳遞下一級供應商。或者在波音公司的兩個部門間或這些部門與他們各自的主供應商之間傳遞。這時，需求的擁有者/確認者沒有被明確，這就會導致每一方都認為其他方才是該項需求的擁有者。舉個例子，在VFSG空氣/油熱交換器電路的設計中，該電路的不同部分由不同的供應商擁有，而集成起來的綜合組件沒有清晰的歸屬。當需求跨越不同的組織或設計邊界時，需要明確該項需求的歸屬，以確保對該項需求進行適當?shù)脑u估并文檔化。

其次的問題和設計有關。評審中發(fā)現(xiàn)存在不正確的假定。錯誤地認為已經(jīng)經(jīng)過證明的設計方案無須經(jīng)過驗證就可以應用于新的設計應用。有些情況下，不正確的設計假定會在部件或系統(tǒng)中造成功能或性能缺陷，而這些缺陷在后續(xù)的飛機開發(fā)階段才會被發(fā)現(xiàn)。在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)這些問題會極大影響飛機開發(fā)進度。例如，VFSG油冷卻系統(tǒng)中油壓的變化及其對系統(tǒng)動力學的影響，以及頻率的變化對GCU上VFSG旋轉二極管故障模式的影響等，盡管這些問題會影響項目進度并給航空公司造成負擔，但這并不表示它們都是安全性風險。設計評審表明，在隨后的正式設計以及設計評審過程中，需要對此給予包括采用設計檢查單在內(nèi)的特別關注。

此外，還會遇到一些與試驗有關的問題。主要是試驗設計不充分（試驗范圍不恰當或試驗環(huán)境不具代表性）。試驗設計不充分會導致不能將部件和系統(tǒng)設計和實現(xiàn)方面的問題通過試驗檢測出來，這些問題會在后續(xù)的開發(fā)階段被發(fā)現(xiàn)，而那時修改起來更加困難且代價昂貴。例如，VFSG油冷電路的試驗環(huán)境不是典型的飛機環(huán)境，SEMA馬達制動器的試驗也是如此，它采用了一個實驗室電源代替EMCU。其他問題還包括制造、質量、故障分析、運營、工程一致性等。

CSRT認為，盡管波音787飛機某些特定系統(tǒng)的部件存在個別的問題，但整個系統(tǒng)的架構是健全的并具有恰當?shù)娜哂喽?，因此在出現(xiàn)部件故障時，系統(tǒng)仍能安全地工作。通過評審也表明，需要持續(xù)改進以使部件、系統(tǒng)和飛機不斷成熟和提升。

在所有情況下，波音公司和供應商為解決這些問題所采取的措施是充分的、完備的。系統(tǒng)評審小組沒有發(fā)現(xiàn)任何其他的安全性問題。評審發(fā)現(xiàn)盡管很多的部件/系統(tǒng)問題被歸類成需求或設計問題，但造成每項缺陷的原因都是獨特的。

啟示

波音公司的大型民用飛機研制水平居于世界領先地位，有著豐富的研制經(jīng)驗，但在波音787項目研制過程中仍存在許多設計、試驗、制造等方面的問題，這些問題進而影響到飛機的品質，并在飛機投入使用后體現(xiàn)出來。波音公司及其供應商從這些教訓中獲取的對民用飛機設計的新認識納入其流程文件或設計指南中，以確保將來不再出現(xiàn)類似的問題。

目前我國大型民用飛機仍處于研制過程中，國內(nèi)相關供應商在民機系統(tǒng)的正向設計方面仍處于起步階段。波音公司在波音787項目研制過程中出現(xiàn)的上述問題，對于我們具有借鑒意義（作者單位系中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心）

關鍵詞： 問題分析