民用飞机安全性可靠性工程_培训

民用飞机系统安全性、可靠性工程内容大纲•结束语•研制人员S&R基本素质•可靠性活动•安全性活动•安全性可靠性概述•与其他活动之间的关系作用与意义安全性、经济性、舒适性和环保性是民用飞机的四大基本属性，安全性是民机生存和发展的基础，没有安全性一切将无从谈起。确保安全性、突出经济性、提高可靠性、改善舒适性、强调环保性是民机研制工作的重点和目标，可靠性是确保飞机高正点率与利用率，减少对维修人力和产品支援要求，保持良好经济性的基础，同时也为持续的安全性提供支持。没有可靠性将无法保证安全性和经济性。研究对象安全性研究对象——危险——故障状态在考虑飞行阶段、外部事件、相关不利的运行与环境状态的条件下，由一个或多个故障或错误造成的对飞机、飞行机组和机上人员产生影响的状态。同时故障为安全性提供支持。可靠性研究对象——故障影响产品或产品的某部分（系统、部件、零件、元件等）正常工作，致使其不再按照预定功能运行的事件，其中包括功能丧失与功能异常。研究范围适用于系统，包括、机械、电子、电气等系统。飞机结构的安全性设计中使用的“裕度”、“破损-安全”、“损伤容限”和“周期检查”等概念不适用系统安全性活动，这些相关的方法在CCAR25部的C、D和G分部中详述，可以用静力试验、疲劳试验和振动试验等方法来确认与验证该研制过程的符合性。但考虑系统故障后对结构的影响和结构失效后对系统的影响。由来与目的安全性——来自于民众对航空事故的关切，以及民用航空对民用飞机的安全性要求，各国合格审定部门根据民众可接受的安全性水平，规定了民用飞机最低的安全性水平。确保飞机持续安全飞行与着陆，避免造成对机组和成员的不利影响。可靠性——来自于安全性、正点、维修和经济性对可靠性的要求。确保飞机正常准时经济地运行。内容大纲•结束语•研制人员S&R基本素质•可靠性活动•安全性活动•安全性可靠性概述•与其他活动之间的关系适航规章合格审定规章21部——民用航空产品和零部件25部——运输类飞机33部或CS-E——航空发动机34部——燃油排泄与排气排放物36部——噪声……运行规章91部——一般运行和飞行规则121部——输承运人运行合格审定规则……安全性适航条款与标准安全性适航条款25部1309，25部1709；……包括CCAR、FAR、CS等规章中相应部分咨询通告AMC/AC-25.1309；AC25.1701-1/AMC25.1709;……安全性工业标准SAEARP4761；SAEARP4754A；SAEARP5150；RTCADO-178B；RTCADO-254；RTCADO-297；RTCADO-160；……安全性工业标准安全性标准及关系系统研制过程（ARP4754/ED-79）安全性设计与评估过程（ARP4761/ED-135）IMA指南（DO-297/ED-124）硬件研制周期（DO-254/ED-80）软件研制周期（DO-178B/ED-12B）运营在运营中的飞机安全性评估（ARP5150）预定的飞机功能功能、故障与安全性信息系统研制信息安全性目标影响安全性目标因素飞机目标与定位；合格审定基础与支撑标准；竞争机型所处的安全性水平；安全性与经济性的权衡；现实的工业基础与技术水平；目前安全性技术水平；安全性发展趋势与可行性；······安全性目标a)灾难性的故障状态须是极不可能的；b)危险的故障状态须不超过极小的概率要求；c)较大的故障状态须不超过微小的概率要求；d)较小的故障状态须不超过可能的概率要求；e)无安全影响的故障状态无概率要求。安全性目标与灾难性故障状态相关的安全性目标，须表明：单点故障不会导致灾难性的故障状态；每个灾难性的故障状态必须是极不可能的。当已确定的灾难性的故障状态在研制时无法满足必需的定量概率要求或定量的概率要求不适用时，须提出并应用附加的符合性方法来表明满足了C919的安全性要求。安全性目标可接受的不可接受的故障发生概率可能的微小的极小的极不可能的较小的较大的危险的灾难性的故障影响等级故障发生概率与故障影响等级之间的关系安全性目标表1安全性目标（适航最低要求）对飞机的影响对飞机运行能力和安全性无影响轻微降低了飞机运行能力或安全裕度显著地降低了飞机运行能力和安全裕度极大地降低了飞机运行能力和安全裕度飞机损毁对乘客和客舱机组的影响不方便身体不适身体严重不适，并可能受伤个别乘客或客舱机组严重受伤或死亡绝大多数乘客或客舱机组伤亡对飞行机组的影响对飞行机组无影响轻微地增加了工作负担身体不适或明显地增加了工作负担身体严重不适或过分的工作负担削弱了执行任务的能力死亡或失去了控制飞机的能力定性的概率要求无概率要求可能的微小的极小的极不可能的定量的概率要求无概率要求10E-310E-510E-710E-9故障状态影响等级无安全影响较小的较大的危险的灾难性的安全性评估过程与研制过程CCAs飞机级FHA/FTA系统级FHAPSSAsSSAs/飞机安全性综合分析飞机级功能功能接口故障状态、影响、等级安全性需求系统级功能故障状态及影响故障状态、影响、等级、安全性需求架构、安全性需求系统架构组件需求实现组件需求、安全性目标、需要的分析结果分离与验证分配飞机级功能到系统飞机级需求发展系统架构分配需求到组件系统实现飞机级/系统级综合与确认安全性评估过程研制过程安全性大纲与计划明确安全性工作依据和目标；明确安全性组织架构、管理程序与职责；确定每个研制阶段安全性活动；明确每个安全性活动的输入与输出；明确每个安全性活动的实施者与职责；明确每个安全性活动的支持性活动与必要的资源；确定安全性活动的里程碑与重要节点；······安全性评估概述•20功能危险性评估FHAFHA：是系统综合地检查产品的各种功能，识别功能的各种故障状态，并根据故障状态的严重程度对其进行分类的一种安全性分析方法。飞机级FHA飞机级FHA是安全性评估工作的第一步，初步飞机安全性评估以飞机级FHA的结果为输入，并为系统分配安全性要求。系统级FHA系统级FHA目的是确定系统的故障状态及影响等级、每个故障状态的影响等级建立系统的安全性目标。飞机级FHA过程飞机级功能分析关于飞机级功能（内部的和互换的）和飞行阶段的说明上层级需求（飞机规范-规章）飞机主要功能飞机主要故障和飞行阶段条件和有关需求飞行阶段飞机级功能清单飞机级互换功能清单在飞机级考虑的应急和环境构型飞机级功能分析确定飞机级的下列内容：●相关故障条件；●故障条件的影响；●故障条件类别；●故障探测（机组/地面）；●机组措施；●证明材料；●功能研制保证水平。在飞机设计和下层级活动中考虑的需求和故障条件清单（系统FHA）：●故障条件类别；●定性和定量需求；●功能研制保证水平；●证明材料及其追踪材料清单下层级或上层级活动同层级FHA外部过程属于FHA的活动设计过程的FHA要求传递（接口文件）飞机级和下层级需求定性和定量的、研制保证水平等CCA证明材料地面试验飞行试验等等飞机级需求确认活动飞机级FHA系统级FHA过程飞机级功能分析系统级功能（内部的和互换的）和飞行阶段的说明上层级需求（具体系统规章，并由飞机FHA导出）系统主要功能系统主要故障和飞行阶段条件和有关需求飞行阶段系统级功能清单系统级互换功能清单在系统级考虑的应急和环境构型系统级功能分析确定系统级的下列内容：●相关故障条件；●故障条件的影响；●故障条件类别；●故障探测（机组/地面）；●机组措施；●证明材料；●功能研制保证水平。在系统设计和下层级活动中考虑的需求和故障条件清单（PSSA和SSA）：●故障条件类别；●定性和定量需求；●功能研制保证水平；●证明材料及其追踪材料清单下层级或上层级活动同层级FHA外部过程属于FHA的活动设计过程的FHA要求传递（接口文件）系统级和下层级需求定性和定量的、研制保证水平等CCA证明材料地面试验飞行试验等等系统级需求确认活动系统级FHA系统级功能分析初步飞机安全性评估PASA定义PASA过程是对所提出的飞机架构进行系统性地检查，以确定故障是如何导致由飞机级FHA中所确定的故障状态的，以及如何能够满足飞机级FHA中的要求。目的确定飞机级安全性要求，将飞机级安全性要求分配到系统；确认提出的飞机架构满足了飞机安全性目标。飞机安全性评估ASA定义飞机安全性评估是对已实现的飞机进行的系统地、综合地评估，以表明相关的飞机级的安全性要求与安全性目标得到了满足。ASA综合飞机和系统各种各样的安全性分析与安全性活动的结果，并结合飞机综合和确认的实际，来验证飞机总的安全性，并涵盖所有的由PASA所确定的特殊的安全性考虑。初步系统安全性评估PSSAPSSA的定义为确定系统内每个层次的安全性要求，根据FHA故障状态影响等级对建议的构架及其实施情况进行系统性的评估。PSSA的主要目的在系统设计早期阶段评估特定系统构架，确定系统架构及其实施满足安全性目标与要求；分配安全性目标和要求到系统每个层次，确定系统内每个层次的安全性要求。PSSA过程AFHAPFTACCASFHAPFTACCAPFTACCA硬件软件飞机级需求系统级需求项目级需求项目设计实施确认到其它系统到其它系统}持续于整个项目中（用SSA交叉检查要求）.12345故障率预计中故障影响构架要求构架需求概率预计构架需求概率预计故障条件及其分类故障条件及其分类（例如：主要的、危险的等.）系统安全性评估SSA系统安全性评估是对系统、系统架构以及系统安装，进行系统性检查，以表明其满足安全性要求。SSA过程验证系统级FHA中所确定的设计要求已被满足确认故障状态影响等级是正确的；验证衍生要求得以满足；验证在CCA中所确定的要求得以满足；系统级SSA与飞机级FHA、PASA的连接。SSA过程共因分析CCA在安全性评估中所涉及的可接受的安全性水平往往是基于故障独立性假设条件而确定的，为了确保独立性是确定性或是可以接受的，因而需要进行共因分析，共因分析包括：共模分析；区域安全性分析；特定风险分析。安全性确认与验证过程飞机需求定义系统需求定义子系统需求定义部件需求定义部件设计部件验证子系统验证系统验证飞机验证完成飞机级FHA和PSSA完成系统级FHA和PSSA完成子系统PSSA完成部件PSSAHW和SW设计完成系统SSA完成飞机级SSA完成部件SSA完成子系统SSA飞机初步安全性评估系统安全性需求系统安全性需求系统初步安全性评估子系统安全性需求子系统安全性需求子系统初步安全性评估部件安全性需求部件安全性需求部件初步安全性评估HW和SW安全性需求部件设计部件安全性评估部件安全性评估子系统初步安全性评估子系统安全性评估子系统安全性评估系统初步安全性评估系统安全性评估系统安全性评估飞机初步安全性评估飞机制造商航电系统供应商子系统供应商部件供应商安全性分析与评估方法设计评价；安装评价；故障树分析/关联图分析；马尔可夫分析；故障模式与影响分析及摘要；共因分析；安全性评估方法；······内容大纲•结束语•研制人员S&R基本素质•可靠性活动•安全性活动•安全性可靠性概述•与其他活动之间的关系可靠性定义产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。保证可靠性得以满足的方法定量分析与要求；定性分析与要求；可靠性验证活动；可靠性试验；FRACAS系统与持续改进；······可靠性概述常用的可靠性参数民用飞机常用的可靠性参数大致可分为如下3类：描述机队及飞机完成规定营运任务能力的指标，如签派可靠度、航班可靠度、飞行可靠度等；描述发动机的可靠性指标，如发动机空中停车率和发动机送修率等；描述飞机各系统、设备或部件可靠性的指标，如平均故障间隔时间、平均非计划拆卸间隔时间等。常用的可靠性参数签派可靠度DR指没有延误（技术原因）或撤销航班（技术原因）而运营离站的百分数。技术性延误指的是由于机载设备和部件工作异常而进行检查和必要的修理使飞机最后离站的时间延迟。签派可靠度是用来描述飞机准时离站的指标，通常用下式表示：常用的可靠性参数平均故障间隔飞行小时MFHBFMFHBF是可修复产品使用可靠性的一种基本参数，其度量方法为：在规定时间内，产品积累的总飞行小时与同