Considerations and Explorations on the Standardization ofProcess Management for Avionics

WANG Xufeng ZHANG Yani （ChinaAero-polytechnologyEstablishment）

Abstract：This paper brieflydescribesthedevelopment statusofprocessmanagement standardizationofavionicsathomeand abroad.Itanalyzes thedevelopment trendsinavionics technology，andthechallengesfacedbycurrentprocessmanagement standardizationofavionics.It explores technical pathwaysand directionsforfuture standardizationsystemconstruction inavionics processmanagement，andproposes keystandards from threedimensions：technicalmanagement，development management，and processmanagement.Throughsystematicplanningofthedevelopment directionandprioritiesofstandards foravionicsprocessmanagement，whichcoversthefullifecycle，thepaperaimstoguideandpromote thedevelopmentofkey standards，supporting the high-quality growth of new-generation avionics products.

Keywords：avionics; processmanagement; standardization

0 引言

平直接影響飛機的安全性、經濟性和舒適性。

航空電子系統(tǒng)是指由相互聯(lián)系和相互作用的不同電子設備組成的能夠實現(xiàn)特定飛機功能的系統(tǒng)，是現(xiàn)代化飛機的重要組成部分[1]，其性能及技術水

航空電子過程管理是指對航空電子產品從設計、試驗、生產到使用、維護和退役全過程實施有效管理和控制的系列活動，以確保航空電子產品整個生命周期內的質量、可靠性和安全性，其對完成產品最終交付非常關鍵。標準是保證產品質量的重要技術手段，為了有效保障航空電子產品的高性能、高質量、經濟可承受等發(fā)展要求，應積極推行航空電子過程管理標準化工作。前期，我國已開展了航空電子過程管理標準建設，轉化了國外先進標準，在一定程度上支撐了產品研制生產。然而，面對未來航空電子技術的智能化、網絡化發(fā)展趨勢，現(xiàn)行標準還遠不能滿足發(fā)展需求，存在較大缺失。

1國內外航空電子過程管理標準化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國際電工委員會航空電子過程管理標準化技術委員會（IEC/TC107）發(fā)展現(xiàn)狀

國外從事航空電子過程管理標準化研究的機構主要是國際電工委員會航空電子過程管理標準化技術委員會（IEC/TC107），成立于2000年9月，致力于航空電子（包括航空航天領域商用、民用和軍用電子）領域用系統(tǒng)和設備過程管理標準制定，以確保航空電子系統(tǒng)和設備的質量和可靠性[2]。該委員會包含9個P成員國和13個0成員國，秘書處設在英國。中國作為P成員國享有投票權。ICE/TC107下設5個工作組、3個特設工作組及2個維護組，如表1所示。

IEC/TC107圍繞航空電子過程管理建立了包含技術管理、過程管理的標準體系，重點聚焦航空電子元器件過程管理開展標準制修訂工作，截至2024年12月，已正式發(fā)布國際標準文件29項，廣泛應用于航空電子產品研制管理，同時英、美等國基于標準建立了相應的認證體系，推動產品貫標認證。

1.2國外其他組織航空電子標準化發(fā)展現(xiàn)狀

美國政府電子與信息協(xié)會（GEIA）設立了國家級航空電子過程管理技術委員會（APMC），作為IEC/TC107對口組織，負責制定美國航空電子過程管理領域的標準，參與國際標準制修訂。AMPC通過實施航空電子過程管理標準，實現(xiàn)從產品全過程控制向分層級管控轉變，主要工作包括開展電子元器件管理、發(fā)布航空電子技術節(jié)點、減少航空電子產品輻射影響控制、對COTS組件管理、為電子產品生產服務等[3]

美國汽車工程師學會（SAE）是國際上有影響力的學術組織，SAE航空航天理事會下設9個分部62個技術委員會。航空電子系統(tǒng)標準主要分布在A-4飛機儀表技術委員會、AS-1飛機系統(tǒng)和系統(tǒng)集成技術委員會、AS-2嵌人式計算系統(tǒng)技術委員會、AS-3光纖和應用光學技術委員會，包括平視顯示器、機載總線、嵌入式計算機、光纖等方面的設計、維修及服務標準。SAE標準已廣泛應用于航空電子產品研發(fā)制造，成為事實上的全球標準。

ARINC標準是美國航空無線電公司標準，主要由其下屬的航空電子工程委員會（AEEC）、航空維修委員會（AME）、飛機模擬工程和維修委員會（FSEMC）組織制定。ARINC標準主要是航空公司向電子設備制造商提出的要求，覆蓋座艙顯控、通信、總線、導航等專業(yè)，使不同制造商提供的產品能滿足各航空公司配套使用需求。ARINC標準逐漸成為工業(yè)界認可的標準。

RTCA標準是美國航空無線電技術委員會組織制定的協(xié)會標準，包括航空電子與無線電通信、導航、監(jiān)視和空中交通管理等標準，主要以民機使用為主。其中，DO160、DO178、DO254等標準已廣泛應用，對航空電子系統(tǒng)過程管理起到積極作用。

1.3國內航空電子過程管理標準化發(fā)展現(xiàn)狀

對口IEC/TC107，經國家標準化管理委員會批準，國內于2008年成立了SAC/TC427全國航空電子過程管理標準化技術委員會，旨在全國推行航空電子過程管理標準化，建立完善的航空電子過程管理體系，開展專項技術研究及標準制定，以推進航空電子產品質量全壽命過程控制。目前，建立了航空電子過程管理標準體系框架，如圖1所示。近年來建設重點聚焦于電子元器件層面相關標準，包含技術管理標準、過程管理標準。

航空電子過程管理標準體系框架A技術管理 B過程管理A工藝 B溫度升額 AC AD E其他 BA BB C生產管理 BD E采購管理 B其他大氣輻射效應 無鉛電子 管理計劃 供應商管理 認證管理AAA AAB AAC 0元器件 ADB BEA BEB BEC BED 高性能電子封裝 焊接 其他 集成電路 商用貨架產品 斷檔 防偽 臺格電子機型為F-22；第四階段是2000年后的先進綜合航空電子技術，通過“寶石臺”（PavePale）計劃進一步提升系統(tǒng)綜合化程度，實現(xiàn)傳感器功能及信號處理功能的深度融合[7]，代表機型為F-35。近年來在新技術推動下，航空電子系統(tǒng)的模塊化、綜合化、智能化程度進一步提升，基于3A架構的新一代航空電子系統(tǒng)在軍民機中得到應用，體現(xiàn)出互聯(lián)、互通、互操作及分層解耦/靈活可組的技術特征[8

2.2航空電子技術未來發(fā)展方向

2.2.1面向靈動性的模塊化開放式系統(tǒng)新架構

針對飛機性能、安全性、經濟性權衡的綜合要求，需進一步提升航空電子系統(tǒng)的模塊化開放程度，推動以MOSA為代表的理念方法應用。硬件方面，將開放架構應用于高性能嵌入式計算機標準框架；軟件方面，建立開放、共用的未來機載能力環(huán)境；網絡方面，開發(fā)新型基于網絡的數(shù)據(jù)總線，強化平臺集成；傳感器方面，提供通信、光電、紅外、雷達傳感器開放架構。

2.2.2軟件定義的航空電子系統(tǒng)新模式

2 航空電子技術發(fā)展趨勢

2.1航空電子技術發(fā)展歷程

航空電子技術的發(fā)展大致經歷了4個發(fā)展階段。第一階段是20世紀40＼～50年代的分立式航空電子技術，航空電子系統(tǒng)由多個獨立設備組成，相互不干涉，設備之間信息和數(shù)據(jù)交互較少[4]，代表機型為F-100；第二階段是60＼～70年代的聯(lián)合式航空電子技術，系統(tǒng)由多個獨立處理機集合構成子系統(tǒng)，并通過1553總線交聯(lián)起來，實現(xiàn)信息的統(tǒng)一調度[5]，代表機型為F-16；第三階段是80＼～90年代的綜合式航空電子技術，美國通過“寶石柱”（PavePillar）計劃，將航空電子系統(tǒng)進行功能分區(qū)，由中央計算機集中管理、統(tǒng)一調度，實現(xiàn)系統(tǒng)的高度集成，代表

軟件定義系統(tǒng)通過將硬件功能虛擬化、資源動態(tài)分配及軟件靈活配置，改變航空電子系統(tǒng)的研發(fā)和應用方式，采用硬件抽象層標準化、實時虛擬化、模型驅動開發(fā)等關鍵技術，顯著提升系統(tǒng)的靈活性和可擴展性。軟件定義系統(tǒng)的應用將推動航空電子從“硬件固化”向“功能服務化”轉變，提升飛機的經濟性、敏捷性、智能化。

2.2.3智能互聯(lián)的航空電子系統(tǒng)新應用

人工智能技術未來將在航空電子系統(tǒng)中深度應用，并帶來重大變革。基于增強現(xiàn)實、語音交互與生物特征識別、神經模糊控制等技術的智能人機交互可實現(xiàn)多模態(tài)交互和自適應顯示，顯著降低飛行員操作負荷[。智能感知集成高精度傳感器與多源異構數(shù)據(jù)融合算法，實現(xiàn)環(huán)境感知能力的躍升?；趶娀瘜W習與動態(tài)規(guī)劃的智能決策將提升系統(tǒng)的自適應能力[10]。智能網絡與云-端協(xié)同的融合將突破數(shù)據(jù)傳輸瓶頸，構建全域互聯(lián)生態(tài)[]

3航空電子過程管理標準化面臨的挑戰(zhàn)

上述新技術的發(fā)展及應用給航空電子產品質量帶來了新的挑戰(zhàn)和要求，需要進一步發(fā)揮航空電子過程管理的作用，強化面向系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設備及元器件的全面管理，并覆蓋產品研制、生產、使用全壽命周期。分析航空電子過程管理標準化面臨的挑戰(zhàn)，提出相應的能力要求及應對策略，形成航空電子過程管理標準需求，通過航空電子過程管理標準化提升航空電子產品質量，如圖2所示。

3.1跨平臺交互協(xié)同需求加強

航空電子系統(tǒng)的跨平臺交互協(xié)同是未來飛機高效運行的核心要求，航空電子產品的互聯(lián)、互通、互操作成為關鍵特性，在飛機平臺和系統(tǒng)、系統(tǒng)和設備、設備和模塊組件之間要設計通用接口。同時，系統(tǒng)功能具有離散性、伸縮性，具備按要素柔性配置或重組的能力?，F(xiàn)行的航空電子過程管理標準由于主要聚焦在元器件技術管理方面，缺乏系統(tǒng)層面的標準，尤其針對跨平臺交互標準十分匱乏，這是后續(xù)標準建設的重點。

3.2航空電子產品集成化程度越來越高

隨著通信、導航和監(jiān)視等功能的進一步綜合化、集成化，系統(tǒng)復雜度提升，要求系統(tǒng)具備高容錯能力和復雜故障診斷機制。這又進一步增加了軟件的復雜度，帶來的軟硬件兼容性問題可能影響系統(tǒng)性能或可靠性。此外，硬件必須能夠適應各種極端的飛行環(huán)境。面對高度集成化的航空電子系統(tǒng)，現(xiàn)行標準在全生命周期故障診斷、復雜場景動態(tài)容錯、軟硬件全流程協(xié)同設計與驗證、極端環(huán)境適應性評估等方面存在不足。未來需重點制定智能化故障預測、數(shù)字孿生協(xié)同開發(fā)與驗證等方面的標準。

3.3模塊化開放架構成為重要趨勢

為降低成本，航空電子系統(tǒng)逐步向著模塊化開放架構發(fā)展，旨在以公開的標準為基礎構建易于擴展和維護的系統(tǒng)架構。模塊化開放系統(tǒng)方法（MOSA）目前已成為航空電子系統(tǒng)主流架構，通過采用模塊化設計、標準化接口、開放式系統(tǒng)架構等方法，達到節(jié)約成本、縮短周期、支持技術升級等目的。模塊化開放架構對航空電子系統(tǒng)過程管理標準提出了新需求，應逐步補充系統(tǒng)架構、接口、集成驗證等相關標準。

3.4前沿新興技術變革航電發(fā)展模式

人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網等相關技術和產品已在飛機座艙顯控、通信、監(jiān)視等領域廣泛應用，將極大推動航空電子系統(tǒng)發(fā)展模式。例如，智能座艙人機交互系統(tǒng)的全息波導、全景玻璃等新型顯示媒體的應用，全面提升駕駛員在復雜環(huán)境下的感知與認知能力[12]。尤其是以DeepSeek、ChatGPT大模型為代表的人工智能技術給航空電子系統(tǒng)發(fā)展帶來了巨大影響，隨著其深度應用，在產品研發(fā)制造等環(huán)節(jié)均將產生新的范式。現(xiàn)有航電過程管理標準在該領域尚處于空白，缺乏針對人工智能應用場景的過程管理標準，亟須進行補充。

3.5商用貨架產品大量使用

商用貨架產品憑借其低成本、高性能和快速迭代優(yōu)勢，正在重塑航空電子系統(tǒng)的研發(fā)模式，推動行業(yè)進入“敏捷開發(fā)”時代，同時也引發(fā)技術和管理體系的重構。量子計算芯片、光子集成電路等新型COTS產品將開啟新一輪變革周期。在此形勢下，現(xiàn)有航空電子過程管理標準明顯不足，缺乏兼顧性能、經濟性的標準，在生產管理標準、供應商管理標準、采購管理標準方面尚不能滿足COTS產品研制需求，未能打通產品產業(yè)鏈、供應鏈，難以支撐多系統(tǒng)供應商產品的有效供給。

4發(fā)展技術路徑及重點建設標準

4.1技術路徑

分析新興技術及航空電子技術發(fā)展趨勢，結合國內新一代航空電子系統(tǒng)及配套產品研制現(xiàn)狀，在對標分析IEC/TC107標準、SAE標準、ARINC標準、HOST標準、FACE標準、VICTORY標準、MORA標準、SOSA標準等基礎上，研究制定航空電子過程管理標準路線圖，基于對現(xiàn)有標準的適用性分析建立標準體系框架，成體系規(guī)劃航空電子過程管理標準，按照技術管理標準、研制管理標準、過程管理標準開展標準研制與驗證，支撐航空電子產品高質量發(fā)展。建設技術路徑如圖3所示。主要工作包括：

（1）深入研究人工智能等先進前沿技術，系統(tǒng)梳理當前航電產品研發(fā)趨勢，確定以具備智能化特征的新一代航電產品作為標準化對象。在對標國外標準的基礎上，凝練標準需求，制定覆蓋標準建設目標、重點方向、核心任務、實現(xiàn)路徑、規(guī)劃安排等方面的標準路線圖。

（2）按照正向設計方法，借鑒架構理論，綜合集成航空電子產品分解結構、技術體系、標準層次劃分等，構建航空電子過程管理標準體系框架，建立標準的關聯(lián)關系。

（3）依據(jù)標準體系框架，分步驟開展重點標準研制，建立產品定義、設計方法、工藝方法、管理要求等不同類標準架構，圍繞當前軍民機航電技術指標體系，定義標準關鍵要素，確定核心參數(shù)指標，并依托實物驗證、虛擬仿真驗證等方式開展標準技術內容驗證，形成標準，滿足產品研制需求。

4.2重點建設標準

4.2.1技術管理標準

技術管理標準是指在航空電子產品的技術研發(fā)、設計、生產、測試等過程中，對通用、共性的技術資源、技術流程及技術活動進行全面管理的標準，以提升產品質量，優(yōu)化資源配置，提高研發(fā)、生產、維護的效率。

（1）開發(fā)及驗證技術管理標準，主要為航空電子產品開發(fā)實施中的技術管理標準，包括產品數(shù)字化設計、數(shù)字化驗證等數(shù)字化技術標準；開放式系統(tǒng)架構設計、開發(fā)評估等系統(tǒng)架構標準；航空電子軟件基座、軟件工廠等軟件技術標準；印制板設計等硬件開發(fā)標準；無鉛電子、焊接工藝、電子裝配等工藝標準。

（2）通用質量特性技術管理標準，主要為航空電子產品涉及的“六性”相關標準，包括航空電子產品的環(huán)境適應性、安全性、可靠性、測試性、維修性、保障性等技術管理標準。

（3）人工智能技術管理標準，主要為人工智能技術在航空電子產品中應用的相關技術管理標準，包括人機協(xié)同、AI模塊集成、自主導航、智能決策等標準。

（4）環(huán)保技術管理標準，主要為產品研發(fā)過程中涉及的環(huán)保相關標準，包括航空電子碳排放評估與優(yōu)化、能效優(yōu)化、熱管理優(yōu)化、環(huán)保制造等標準。4.2.2研制管理標準

研制管理標準指按照航空電子系統(tǒng)產品劃分，對分系統(tǒng)研制活動進行管理的標準，以提升航空電子各分系統(tǒng)產品質量。

（1）通信分系統(tǒng)研制管理標準包括通信協(xié)議、射頻性能驗證、信息安全、頻譜管理等標準。

先進技術研究 產品跟蹤分析 對標分析

人工 物 邊算 MOSA 智慧 新型 先進計 高 T HST F準E

·文獻分析 ·試驗研究 ·仿真分析 ·數(shù)據(jù)統(tǒng)計 ·現(xiàn)場調研 ·文件分析 ·分析轉化 ·案例研究 ·指標比對航空電子過程管理標準路線圖及框架構建需求分析 約束分析 范圍界定 標準路線圖制定 標準適用性分析 標準體系框架構建·國外經驗借鑒 ·架構理論方法導入 ·典型產品分析 ·行業(yè)協(xié)調研討 ·體系綜合權衡標準研制驗證技術管理標準 研制管理標準 過程管理標準√開發(fā)與驗證技術管理標準 √通信分系統(tǒng)研制管理標準 計劃管理標準數(shù)字化、系統(tǒng)架構、軟件開 √指示/記錄分系統(tǒng)研制管理標準 √需求管理標準發(fā)與驗證技術、件開發(fā)與 √導航分系統(tǒng)研制管理標準 √設計與開發(fā)管理標準√通用質量特性技術管理標準 √核心處理分系統(tǒng)研制管理標準 √驗證與確認管理標準√人工智能技術管理標準 √中央維護分系統(tǒng)研制管理標準 √生產制造管理標準人機協(xié)同、A模塊集成、自 √信息分系統(tǒng)研制管理標準 √采購管理標準主導航、智能決策 √客艙分系統(tǒng)研制管理標準 √運營維護管理標準 環(huán)保技術管理標準 報廢與退役管理標準·標準架構設計 ·標準要素定義 ·標準指標確定 ·標準驗證 ·標準文本起草

（2）指示/記錄分系統(tǒng)研制管理標準包括人機界面、顯控系統(tǒng)接口、數(shù)據(jù)記錄及解析格式、抗墜毀試驗等標準。

（3）導航分系統(tǒng)研制管理標準包括導航數(shù)據(jù)庫、組合導航集成、導航算法驗證等標準。

（4）核心處理分系統(tǒng)研制管理標準包括模塊化組件開發(fā)與集成管理、實時操作系統(tǒng)、多核資源分配與驗證等標準。

（5）中央維護分系統(tǒng)研制管理標準包括故障診斷、預測性健康管理、維護數(shù)據(jù)接口、機載-地面協(xié)同維護等標準。

（6信息分系統(tǒng)研制管理標準包括信息接口協(xié)議、網絡安全、權限管理等標準。

（7）客艙分系統(tǒng)研制管理標準包括客艙設備人機工效、娛樂系統(tǒng)內容管理等標準。

4.2.3過程管理標準

過程管理標準指對航空電子產品在設計、開發(fā)、生產、測試和應用全過程中實施管理活動所執(zhí)行的標準。

（1）計劃管理標準包括航電系統(tǒng)及設備管理計劃、電子元件/COTS組件管理計劃準備和維護等標準。

（2）需求管理標準包括航空電子需求捕獲與分解、需求驗證與確認、需求變更控制等標準。

（3）設計與開發(fā)管理標準包括航空電子系統(tǒng)開發(fā)過程管理、硬件開發(fā)過程管理、軟件開發(fā)過程管理、接口控制文件（ICD）管理等標準。

（4）驗證與確認管理標準包括航空電子產品的實驗室驗證管理、飛行試驗管理、適航符合性認證管理等標準。

（5）生產制造管理標準包括航空電子產品裝配、檢驗、靜電防護等標準。

（6）采購管理標準包括電子元器件的入廠檢驗、防偽、貯存等標準。

（7）運營維護管理標準包括航空電子產品升級維護管理、維修保障、備件管理等標準。

（8）報廢與退役管理標準包括航空電子產品報廢、廢棄回收與處理管理等標準。

5結語

本文系統(tǒng)梳理了航空電子過程管理標準化的國內外發(fā)展現(xiàn)狀與技術趨勢，剖析了當前標準化體系在應對智能化、集成化、開放化等新興技術挑戰(zhàn)中的不足，提出了后續(xù)建設的技術路徑和重點標準方向。隨著航空電子技術發(fā)展，現(xiàn)有標準在跨平臺交互協(xié)同、高度集成化設計與驗證、模塊化開放架構支持、前沿技術融合、商用貨架產品過程管理等方面標準存在顯著缺口，亟待完善。按照航空電子過程管理特點，以產品和技術發(fā)展為牽引，圍繞技術管理、研制管理與過程管理開展標準研究與制定，推動航空電子過程管理標準體系優(yōu)化升級，滿足產品研制需求，以標準化促進航空電子產品高質量發(fā)展。

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（責任編輯：張佩玉）