中國(guó)航空?qǐng)?bào)訊：波音787是美國(guó)波音公司研制的超遠(yuǎn)程雙發(fā)渦扇寬體運(yùn)輸機(jī)，用來取代波音767飛機(jī)，波音787-8為基本型。2011年8月26日，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）為波音787飛機(jī)簽發(fā)了型號(hào)合格證，并將波音公司的第700號(hào)（No 700）生產(chǎn)型號(hào)合格證進(jìn)行修改，使其包含波音787-8飛機(jī)，大約一個(gè)月后，首架飛機(jī)交付航空公司。

波音787-8投入運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)過各種各樣的故障，為找出這些故障原因，并對(duì)該型飛機(jī)的取證過程進(jìn)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(guān)鍵系統(tǒng)評(píng)審組（CSRT），對(duì)波音787-8飛機(jī)的研制過程進(jìn)行了一次為期6個(gè)月的全面評(píng)審，評(píng)審涉及飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和組裝等方面。

(資料圖片僅供參考)

盡管此次評(píng)審的最終結(jié)論是波音787飛機(jī)項(xiàng)目成功采用“持續(xù)運(yùn)營(yíng)安全性”（COS）流程，確保了該機(jī)滿足所期望的安全性水平，但仍發(fā)現(xiàn)波音787飛機(jī)在關(guān)鍵系統(tǒng)、推進(jìn)、結(jié)構(gòu)以及制造/質(zhì)量等方面都存在一些問題，這些問題涉及需求工程、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、故障分析、運(yùn)營(yíng)、工程一致性等各方面。

波音787飛機(jī)項(xiàng)目的特點(diǎn)

波音公司在該型飛機(jī)的研制上采取了一系列非常規(guī)的理念和舉措。例如，同時(shí)提出了型號(hào)合格證和生產(chǎn)合格證取證申請(qǐng)，希望同時(shí)取得飛機(jī)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)和生產(chǎn)許可證，以顯示波音公司對(duì)新機(jī)的性能、質(zhì)量和前景充滿信心；組織虛擬的“全球設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)”，通過問卷調(diào)查方式，廣泛聽取公眾對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)方面的建議。

波音公司在該項(xiàng)目中首次采用全球供應(yīng)鏈戰(zhàn)略，邀請(qǐng)全球40多家航空公司參與飛機(jī)的開發(fā)和設(shè)計(jì)；聯(lián)合全球范圍內(nèi)主要的廠商，以風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的方式研制飛機(jī)等。除飛機(jī)總體設(shè)計(jì)和最后總裝由本公司完成外，將相當(dāng)一部分部件的研制、生產(chǎn)和裝配工作轉(zhuǎn)包給了分布在美國(guó)14個(gè)州和美國(guó)之外11個(gè)國(guó)家的其他廠商，波音公司自己在該項(xiàng)目中只與23個(gè)一級(jí)分包商/供應(yīng)商直接打交道。

在機(jī)載系統(tǒng)方面，主要的風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)伙伴和供應(yīng)商有法國(guó)達(dá)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(tuán)（負(fù)責(zé)增升裝置、起落架作動(dòng)器、一種發(fā)動(dòng)機(jī)和航電系統(tǒng)中的通用核心系統(tǒng)）、法國(guó)拉泰科埃爾集團(tuán)（負(fù)責(zé)客艙門）、梅西埃·道蒂英國(guó)公司（負(fù)責(zé)起落架）、法國(guó)梅西?！け燃拥俟荆ㄘ?fù)責(zé)電剎車）、日本普利斯通公司（負(fù)責(zé)輪胎）、古德里奇公司（負(fù)責(zé)電剎車、發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)責(zé)飛控作動(dòng)器）、派克·漢尼汾公司航宇產(chǎn)品集團(tuán)（負(fù)責(zé)液壓系統(tǒng)）、漢勝公司（負(fù)責(zé)電動(dòng)液壓泵、電源系統(tǒng)、輔助動(dòng)力裝置、沖壓空氣渦輪應(yīng)急發(fā)電機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)載氮?dú)獍l(fā)生系統(tǒng)）、法國(guó)泰雷茲集團(tuán)（負(fù)責(zé)電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和備份飛行顯示器）、霍尼韋爾國(guó)際公司（負(fù)責(zé)電傳飛控系統(tǒng)、飛機(jī)健康監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)）、羅克韋爾-柯林斯公司（負(fù)責(zé)通信設(shè)備、監(jiān)視與顯示系統(tǒng)）。

另外，波音787還采用了很多新技術(shù)以及創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和架構(gòu)。幾個(gè)比較突出的技術(shù)創(chuàng)新包括變頻交流起動(dòng)/發(fā)電機(jī)（VFSG）、高功率發(fā)電系統(tǒng)、擾流板電動(dòng)作動(dòng)器、復(fù)合材料機(jī)身制造。

波音787關(guān)鍵系統(tǒng)評(píng)審

CSRT專家組成員利用其專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了獨(dú)立判斷，對(duì)波音787-8的取證過程進(jìn)行評(píng)審。關(guān)鍵系統(tǒng)評(píng)審組（CSRT）分為4個(gè)小組，分別對(duì)波音787的關(guān)鍵系統(tǒng)、推進(jìn)、結(jié)構(gòu)以及制造（質(zhì)量）4個(gè)方面進(jìn)行評(píng)審。各評(píng)審組對(duì)其領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行評(píng)估并對(duì)改進(jìn)措施進(jìn)行評(píng)估。每個(gè)評(píng)審組還對(duì)系統(tǒng)復(fù)雜性、供應(yīng)商責(zé)任心、新技術(shù)的應(yīng)用、已有技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用等方面進(jìn)行量化。系統(tǒng)評(píng)審小組進(jìn)行深入評(píng)審的部分子系統(tǒng)/部件如圖所示。

評(píng)審過程中，CSRT評(píng)審專家與波音公司的供應(yīng)商進(jìn)行了廣泛的接觸。根據(jù)系統(tǒng)評(píng)審小組的深入評(píng)審，總結(jié)出需求、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、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(píng)審中，系統(tǒng)評(píng)審小組還注意到與波音787工程一致性檢查數(shù)量有關(guān)的問題。

波音787飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)研發(fā)過程中存在的問題

首先是需求相關(guān)的問題。產(chǎn)生需求是一項(xiàng)工作量極大且富有挑戰(zhàn)性的工作，一型飛機(jī)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(píng)審中發(fā)現(xiàn)了一些需求定義存在缺陷的事例，當(dāng)這些“缺陷”在部件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中傳遞時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致一些問題，這些問題在對(duì)飛機(jī)運(yùn)營(yíng)問題進(jìn)行調(diào)查時(shí)會(huì)被識(shí)別出。系統(tǒng)評(píng)審小組認(rèn)為，盡管造成這些需求缺陷的原因在高級(jí)層面上是相互關(guān)聯(lián)的，在細(xì)節(jié)層面每一個(gè)都是獨(dú)一無二的且相互隔離的。

在波音787項(xiàng)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(yīng)商之間，以及不同級(jí)別的供應(yīng)商之間的需求驗(yàn)證（確認(rèn)）（verification/validation）有缺失。很多情況下，需求從波音公司被傳遞給一個(gè)主供應(yīng)商，然后再傳遞下一級(jí)供應(yīng)商?；蛘咴诓ㄒ艄镜膬蓚€(gè)部門間或這些部門與他們各自的主供應(yīng)商之間傳遞。這時(shí)，需求的擁有者/確認(rèn)者沒有被明確，這就會(huì)導(dǎo)致每一方都認(rèn)為其他方才是該項(xiàng)需求的擁有者。舉個(gè)例子，在VFSG空氣/油熱交換器電路的設(shè)計(jì)中，該電路的不同部分由不同的供應(yīng)商擁有，而集成起來的綜合組件沒有清晰的歸屬。當(dāng)需求跨越不同的組織或設(shè)計(jì)邊界時(shí)，需要明確該項(xiàng)需求的歸屬，以確保對(duì)該項(xiàng)需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u(píng)估并文檔化。

其次的問題和設(shè)計(jì)有關(guān)。評(píng)審中發(fā)現(xiàn)存在不正確的假定。錯(cuò)誤地認(rèn)為已經(jīng)經(jīng)過證明的設(shè)計(jì)方案無須經(jīng)過驗(yàn)證就可以應(yīng)用于新的設(shè)計(jì)應(yīng)用。有些情況下，不正確的設(shè)計(jì)假定會(huì)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(jī)開發(fā)階段才會(huì)被發(fā)現(xiàn)。在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)這些問題會(huì)極大影響飛機(jī)開發(fā)進(jìn)度。例如，VFSG油冷卻系統(tǒng)中油壓的變化及其對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的影響，以及頻率的變化對(duì)GCU上VFSG旋轉(zhuǎn)二極管故障模式的影響等，盡管這些問題會(huì)影響項(xiàng)目進(jìn)度并給航空公司造成負(fù)擔(dān)，但這并不表示它們都是安全性風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)評(píng)審表明，在隨后的正式設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)評(píng)審過程中，需要對(duì)此給予包括采用設(shè)計(jì)檢查單在內(nèi)的特別關(guān)注。

此外，還會(huì)遇到一些與試驗(yàn)有關(guān)的問題。主要是試驗(yàn)設(shè)計(jì)不充分（試驗(yàn)范圍不恰當(dāng)或試驗(yàn)環(huán)境不具代表性）。試驗(yàn)設(shè)計(jì)不充分會(huì)導(dǎo)致不能將部件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面的問題通過試驗(yàn)檢測(cè)出來，這些問題會(huì)在后續(xù)的開發(fā)階段被發(fā)現(xiàn)，而那時(shí)修改起來更加困難且代價(jià)昂貴。例如，VFSG油冷電路的試驗(yàn)環(huán)境不是典型的飛機(jī)環(huán)境，SEMA馬達(dá)制動(dòng)器的試驗(yàn)也是如此，它采用了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室電源代替EMCU。其他問題還包括制造、質(zhì)量、故障分析、運(yùn)營(yíng)、工程一致性等。

CSRT認(rèn)為，盡管波音787飛機(jī)某些特定系統(tǒng)的部件存在個(gè)別的問題，但整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)是健全的并具有恰當(dāng)?shù)娜哂喽龋虼嗽诔霈F(xiàn)部件故障時(shí)，系統(tǒng)仍能安全地工作。通過評(píng)審也表明，需要持續(xù)改進(jìn)以使部件、系統(tǒng)和飛機(jī)不斷成熟和提升。

在所有情況下，波音公司和供應(yīng)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(píng)審小組沒有發(fā)現(xiàn)任何其他的安全性問題。評(píng)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(shè)計(jì)問題，但造成每項(xiàng)缺陷的原因都是獨(dú)特的。

啟示

波音公司的大型民用飛機(jī)研制水平居于世界領(lǐng)先地位，有著豐富的研制經(jīng)驗(yàn)，但在波音787項(xiàng)目研制過程中仍存在許多設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造等方面的問題，這些問題進(jìn)而影響到飛機(jī)的品質(zhì)，并在飛機(jī)投入使用后體現(xiàn)出來。波音公司及其供應(yīng)商從這些教訓(xùn)中獲取的對(duì)民用飛機(jī)設(shè)計(jì)的新認(rèn)識(shí)納入其流程文件或設(shè)計(jì)指南中，以確保將來不再出現(xiàn)類似的問題。

目前我國(guó)大型民用飛機(jī)仍處于研制過程中，國(guó)內(nèi)相關(guān)供應(yīng)商在民機(jī)系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)方面仍處于起步階段。波音公司在波音787項(xiàng)目研制過程中出現(xiàn)的上述問題，對(duì)于我們具有借鑒意義（作者單位系中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心）

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