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0 引言
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测试准备就绪评审(Test Ready Review, 简称TRR)属于ARP4754A《民用飞机及系统开发指南》(简称4754A)4.6.4节飞机/系统的集成的一个重要节点,4754A有如下描述:“通常系统的集成是从一个一个单元(item)的集成开始的;在集成进程中发现的缺陷,应追溯回相应的开发或基本进程(需求的捕获/分配/确认、实现、验证)等”以寻求解决方案,并开展进程的迭代。当所有的迭代重复都有了结果,那么集成活动的输出就是已验证的、已集成的系统,以及能够表明该系统满足所有功能和安全性需求的数据。[1]这里的单元可以是一款软件,也可以是硬件,如图1所示。在民用飞机客舱系统[2]里,Unit可以是LRU也可以是系统软件,或者是LRU下一层的硬件平台和软件。“表明该系统满足所有功能和安全性需求的数据”,则是TRR通过后,集成测试的目的和结果,是具体适航[3]活动的体现。
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本文的TRR是以某型民用飞机客舱系统[4]为例,阐述的范围是图1中的红色虚线以上的部分,即LRU级、系统软件独立的验证已经完成,TRR后验证的是:不同LRU/系统软件间/不同子系统间的互通互联;TRR重点描述进入下一阶段需要具备的条件和完成的工作,下一阶段工作包括客舱核心子系统、机载娱乐子系统和客舱系统的集成测试及回归工作(关注的是LRU1、LRU2、系统软件之间的集成问题,客舱核心子系统与机载娱乐子系统之间的集成问题)。
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图1 客舱系统构型示意图
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1 TRR的理解
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民用飞机适航是以安全性为牵引的,所使用的设备、系统和功能必须表明是安全的,因此在型号研制过程中所使用的设备、采用的技术通常是成熟的和经过验证的[5]。但中国民机发展时间较短,技术的突破和产品的开发是并行开展的(技术的突破侧重的是关键技术的解决,此时设计方案尚处于调整阶段,未固化;产品开发的前提是主要技术已突破,解决的是适航流程问题),因此在工程实际中TRR广义上可以分为两类:CDR前的TRR(对应图2中的TRR1)和CDR后的TRR(对应图2中的TRR2),后者含义为:TRR2评审通过后,集成测试的数据可以直接作为适航审查的依据,一般此时产品的状态是基本固化的,可预见的产品更改较少或没有;前者(TRR1评审)的目的主要是约束产品技术状态,减少集成测试风险,存在一定的功能未实现项。
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图2 TRR节点示意图
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从图3可以看出系统开展TRR2时,设备已达到红标技术状态(功能完整,可开展鉴定和制造符合性审查),软件已完成编码和验证。而开展TRR1时,设备可能尚处于图3中的蓝标件(数字尺寸及连接器已确定,功能未完成实现)状态,软件已完成编码,软件测试人员尚未完成正式的测试或已开展基本的测试。从适航审查[6]的角度,TRR1不是必须的,但对于国内目前民机航空电子系统而言,TRR1的开展有助于提前暴露各方(系统、软件及外包外协单位)对需求、ICD理解的不一致性(比如同一条需求,系统和软件可能有存在些许的偏差;因适航当局要求的差异,或固有场景的影响,国内和国外对同一条需求的理解也可能出现差异),有助于提前预知阻塞性问题(比如网络设计问题),有助于查找系统设计的不完备之处(比如正常内话逻辑之外的按键处理)。同时,开展TRR1,有助于对设备的标识(Label)位置有个直接的感官,位置是否醒目,内容是否完备,文字大小是否合理等(比如客舱系统的乘务员指示灯看板ALIP,因设备较小Label内容需要裁剪)。因此,TRR1开展有利于TRR2的顺利开展,降低TRR2通过后集成测试的风险。
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注[7]:
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1)蓝标件:产品还不是最终的设计,也未经过鉴定;蓝标件仅用于实验室试验,禁止用于飞行试验。
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2) 红标件:产品贴近于最终的设计,部分设计已经过鉴定(主要是机械和温度相关=主要是飞行安全相关的部分)。红标件经授权后可用于飞行试验。
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3) 黑标件:产品是最终的设计,设计已经过鉴定,代表批量设计的状态。
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2 TRR的前提
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开展TRR需要考虑以下因素:(1)待测系统;(2)测试文档;(3)测试环境;(4)测试记录;(5)质量审计过程;(6)构型[8];(7)与开发计划的符合性。其中开展TRR1可酌情降低要求,下面将分小节分别介绍。
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图3 系统研发阶段划分
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2.1 待测系统状态
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待测系统是由每个LRU及系统软件组成的,要确认每个LRU及系统软件的交付情况。比如在客舱系统中,LRU1是国内某供应商研发的,LRU2是国外某供应商研发的,系统软件是由公司自主研发的,针对LRU1和LRU2,无论前期是否开展下厂验收,都需要再次确认随机交付产品测试报告与实物的符合性,比如外观、铭牌、重量、尺寸、基本功能等;针对系统软件,则需要通过公司内部管理软件,如产品数据管理(Product Data Manager,简称PDM),确认技术状态。
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2.2 测试文档就绪
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以客舱系统为例,TRR主要关注客舱核心子系统测试规程、机载娱乐子系统测试规程、客舱系统测试规程三个测试规程。每个规程评审通过的准则是“甲拟制的规程,乙仅依据测试规程在测试环境中同样可以操作”,具体举例说明,一个不及格的测试规程如图4所示。
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图4 不及格测试规程示例图
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图4测试步骤中有几个问题:
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1)步骤1,“打开客舱管理终端(Cabin Management Terminal,简称CMT)设备”,测试人员不知道怎么打开,应修改为“按压CMT界面的电源按钮(在测试规程中附加,见图5),打开CMT”,“CMT界面能够正常显示”,测试人员无法判断,需要修改为“CMT显示如下界面(并给出界面图形)”,状态页面如图6所示。
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图5 CMT电源按钮
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图6 CMT状态页面
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2)步骤2,“给机载娱乐(InFlight Entertainment,简称IFE)系统[9]上电”,测试人员不知道按压什么按钮进行操作,需要修改为“按压某某测试台某某区域的电源按钮,给IFE系统上电”。
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3)步骤3,“CMT的IFE界面能够在几分钟内正常显示”测试人员无法判定是几分钟,同样也无法判定什么状态是正常显示,需要修改为“CMT的IFE界面能够在5分钟内正常显示(给出界面图形)”,正常显示页面如图7所示。
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图7 IFE显示页面
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从上述描述可以看出,测试文档的拟制需要和集成测试环境紧密结合,需要了解集成测试环境并进行初步的实际操作。
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2.3 集成测试验证环境就绪
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集成测试验证环境是测试的载体,是验证机载系统/设备能否正常工作的环境,状态必须是固化的,是经过检验的,是合格的。以客舱系统为例,表征集成测试验证环境已达到上述状态的文档有:客舱系统开发集成验证环境验收测试规程、测试报告、环境使用手册、构型清单及合格证。
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2.4 自测试记录完整
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自测试的含义是质量和检验人员未参与的,由系统测试人员自行开展的测试。自测试记录包括两个部分:(1)根据测试规程给出的实际测试结果(与预期结果是否一致);(2)不一致项的测试项问题清单。
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问题清单在TRR2时需要放在CQ(ClearQuest,简称CQ)管理,TRR1时因问题较多且零碎,可以用Excel工具管理,无论采用哪种工具,都需要具备以下信息:(1)问题描述:详细描述问题的现象;(2)问题发现阶段:比如是客舱核心子系统测试阶段还是客舱系统测试阶段;(3)问题归属:定位出是哪个LRU或系统软件的问题;(4)版本:LRU目前的软件版本信息;(5)发现时间:年月日;(6)问题发现人:张三;(7)问题状态:定位中/已定位/已关闭;(8)问题责任人:李四;(9)原因分析和定位:详细描述定位的过程,有些问题解决周期比较长,则需要记录每一次定位的时间、方法和结果;(10)回归验证版本:回归验证的软件版本信息;(11) 备注:其它必要的说明。
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每一个问题均需按照以上原则对问题进行定位和关闭,这样方便后续对问题解决方案的查看,便于归纳统一、举一反三。
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2.5 质量审计过程
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质量经理在TRR评审前需根据《质量保证计划》开展过程审计和阶段审计工作。过程审计包括机载设备的重要阶段评审记录(譬如CDR)、产品验收记录进行审查,参与集成测试验证环境的验收、测试文档的评审等;阶段审计主要根据开发计划的转段准则确认TRR检查单查阅相关文件是否齐套、技术状态是否已达到转段准则。
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2.6 构型
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民机构型管理十分重要,是表征产品属性在特定时间上的快照。
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构型管理,军品中称为技术状态管理[10],软件中称为配置管理,主要通过构型标识、构型控制、构型审核、构型状态报告等手段保证产品构型信息的唯一性、准确性、完整性和有效性。在TRR阶段,应进一步检查构型标识是否合理,与主机所是否协调一致;主机所与供应商之间涉及工程变更的工程协调单(Engineering Change Memo,简称ECM)是否按照《构型管理规定》将更改执行到产品设计中,流程是否正确;构型文件是否受控,构型基线是否受控,构型文件与机载设备是否匹配。在TRR阶段,构型应组织构型管理委员会成员对2.4节自测试遗留问题进行逐一评估,对是否可以进入下一阶段给出意见。
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2.7 与开发计划的符合性
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TRR阶段总结报告中需描述与系统开发计划的符合性,主要包括两方面的内容:(1)开发计划规定的活动是否已经开展;(2)开发计划规定的输出物是否已具备、已评审且已受控。若某项活动未开展,或某个文档未完成拟制,要给出对转入下一阶段的影响。
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3 结论
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TRR是民用飞机航电系统设计中的重要环节,实际工程项目中,可开展蓝标件状态和红标件状态的双TRR。TRR检查单包括待测系统、测试文档、测试环境、测试记录、质量审计过程、构型、与开发计划的符合性等7个方面。文中内容是4754A文档的具体理解和可操作细化,结合中国自主研制的客舱系统研制流程表明该方法是有效的。
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TRR是系统开发的一个里程碑节点,其正确和顺利开展标志着系统集成测试阶段的完成,是对软件设计、硬件设计、系统设计、系统环境设计的一个充分验证,是系统接受的一次“正式考试”,其结果可作为系统适航审查的依据。TRR的完成为机上地面试验和飞行测试奠定了基础。
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参考文献
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摘要
在民用飞机航电系统设计过程中,通常系统的集成是从一个个单元(item)的集成开始的,为保证测试系统构型可控,满足系统集成测试的准确性、可追溯性,需开展测试准备就绪评审工作。基于对测试准备就绪评审的介绍,结合ARP4754A和实际的工程案例,从待测系统、测试文档、测试环境、测试记录、质量审计、构型控制、与开发计划的符合性等七个方面阐述了测试准备评审开展的要点,其研究结果在型号实践中已经得到应用并表明是有效的、合理的。
Abstract
In the design process of avionics system for civil aircraft, the system integration is beginning with each item. Test Ready Review (TRR) will have to be carried out in order to keep the test system in control, also to satisfy accuracy and traceability of system integration and test. Based on the introduction of Test Readiness Review, this article gives a description of TRR key points from the system under test, test documents, test environment, test records, quality audit, configuration control, compliance with the development plan combined ARP4754 and actual project case. Analysis results have been applied in practice and show that it is effective and reasonable.
