Егоров Е.Г., Катков Д.И.

ГОСУДАРС ТВЕННЫЙ НАУ ЧНЫЙ ЦЕНТР РФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙНАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТ У Т

АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Направления развития нормативной базы и совершенствования процессов сертификации бортового оборудования гражданских ВС в РФ

Мировой рынок авиационной промышленности

Авиационная промышленность является одной из ключевых отраслей мировой экономики. Даже в условиях затяжного экономического кризиса отрасль сохраняет высокие темпы роста: до 2025 года объем мирового рынка авиационной техники увеличится более чем в 2 раза.

Острая конкуренция заставляет лидеров мировой авиаиндустриинепрерывно совершенствовать все элементы авиационной техники,использовать новейшие технологии, в т.ч. сертификации АТ.

2011

2015

2020

2025

7,5

10,1

16,7

24,2

Мировой рынок авиационной продукции и услуг,трлн. рублей

2

Москва МАКС 2015

3

FAAFAA (признающие)

EASAEASA (признающие)

Страны – участники FAA и EASA

Нормативная база и процессы при разработкеи сертификации КИ в США/ЕС и России

Нормативно-техническая документация (НТД), используемая при разработке и сертификации комплексов бортового оборудования (КБО) современных воздушных судов (ВС) заметно отличается в США/ЕС и России.Только два российских документа АП-21 и АП-25 фактически признавались зарубежными экспертами аналогами зарубежных документов FAR-21/CS-21 и FAR-25/CS-25. Неидентичность нормативной базы существенно сказывается как на времени проведения сертификационных работ у зарубежных авиационных властей, так и на их стоимости.Современные версии российских нормативных документов требуют перед сертификациейВС за рубежом перевода на английский язык и дополнительного согласования.

Вторым значительным отличием самих процессов разработки АТ и ее сертификации является использование так называемого точечного (а не непрерывного) контроля в процессе разработки со стороны российских авиационных властей. Как правило такой контроль проводится:— по завершении начального этапа разработки (макет);— после завершения этапа эскизного проектирования;— после предъявления ВС на сертификацию. Такой подход существенно отличается от зарубежного, так называемого процессного подхода, используемого более 15 лет.

4

Состояние нормативной базы разработки КБОпо состоянию на 25.08.2015 г.

США ЕС РФARP 4754 1996 г.ARP 4754А 2010 г.ARP 4754В 2015 г.

P 4754 2011 г.ДП-05 2010 г. P 4754А 2015г.

(проект)

РАЗРАБОТКАИ СЕРТИФИКАЦИЯСЛОЖНЫХ СИСТЕМ

ED-79 1996 г.ED-79A 2010 г.

TSO C-153 2002 г.DO-297 2005 г. АС 20-170 2011 г.

Р 297 2015 г.РМ 297 2015 г.(+3 Приложения)

РАЗРАБОТКАИ СЕРТИФИКАЦИЯ

ИМА

(1ред.) 2013 г.(2ред.) 2015 г.

ED-124 2007 г.(2014 г. – пересмотр)

DO-178B 1992 г.DO-178С 2011 г.

КТ 178B 2004 г.КТ 178С 2015 г.

(+6 Приложений) (проект)РАЗРАБОТКА

ПОED-12B 1992 г.ED-12С 2013 г.

DO-254 2000 г. KT 254 2011 г.РАЗРАБОТКААППАРАТУРЫ ED- 80 2000 г.

P 4761 2011 г.ДП-05 2010 г.P 4761А —

ARP 4761 1996 г.ARP 4761А 2016 г.

ОЦЕНКАБЕЗОПАСНОСТИОБОРУДОВАНИЯ

ED-135 1996 г.ED-135A 2016 г.

—ARP 5150 2003 г.ARP 5151 2006 г.

ОЦЕНКАБЕЗОПАСНОСТИ ВСВ КОММЕРЧЕСКОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ

ARP 5150 2013 г.ARP 5151 2013 г.(переподтверждены)

KT-160D 2005 г.KT-160G 2015 г.

(проект)

DO-160E 2004 г.DO-160F 2007 г.DO-160G 2012 г.

ОЦЕНКАВОЗДЕЙСТВИЯ

ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ

ED-14E 2005 г.ED-14F 2008 г.ED-14G 2013 г.

(РГ)

ETSO 2C153

5

Состояние нормативной базы разработки КБО

Руководство по процессам сертификациивысокоинтегрированных сложных бортовыхсистем гражданских воздушных судов

ARP 4754

Руководство по процессам разработкигражданских воздушных судов и систем

ARP 4754А

Руководство по методам оценки безопасностисистем и бортового оборудования самолетов

ARP 4761

Руководство по гарантии конструированиябортовой электронной аппаратуры

DO-254

Руководство по вопросам разработки исертификации интегрированного модульногоавиационного радиоэлектронногооборудования (IMA)

DO-297

Требования к программному обеспечениюбортовой аппаратуры и системпри сертификации АТ (+6 приложений)

DO-178C

Руководство …

ARP 4761А

Условия окружающей среды и тестовыепроцедуры для бортового авиационногооборудования

DO-160GОценка безопасности транспортных воздушных судов коммерческого использования

ARP 5150

Оценка безопасности стандартных самолетов и вертолетов коммерческого использования

ARP 5151

6

Рекомендации и методика выполнения процесса оценки безопасности

(ARP4761)

ПРОЦЕССЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯВОЗДУШНЫХ СУДОВ И СИСТЕМ

(ARP 4754А / ED-79А)

Рекомендации, касающиесямодульного авиационного оборудования

(DO-297/ED-124)

Коммерческая оценка безопасности воздушных судов

(ARP 5150/5151)

Эксплуатация

Стадия разработки электронных аппаратных средств(DO-254 / ED-80)

Стадия разработки программного обеспечения

(DO-178С/ED-12С)

Функциональнаясистема

Пред

пола

гаем

аяфу

нкци

я сам

олет

а

Данные о функциональности,ошибках и безопасности

Проектные данныесистемы

Основные нормативные документыпри проектировании КБО

Стадия проектирования Стадия эксплуатации 7

Рекомендации и методика выполнения процесса оценки безопасности

(P4761)

ПРОЦЕССЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯВОЗДУШНЫХ СУДОВ И СИСТЕМ

(ARP 4754А проект)

Рекомендации, касающиесямодульного авиационного оборудования

(Р 297, РМ 297 + 3 приложения)

Коммерческая оценка безопасности воздушных судов

(ARP 5150/5151)

Эксплуатация

Стадия разработки электронных аппаратных средств

(КТ-254 )

Стадия разработкипрограммного обеспечения

(КТ-178С + 6 приложений проект)

Функциональнаясистема

Пред

пола

гаем

аяфу

нкци

я сам

олет

а

Данные о функциональности,ошибках и безопасности

Проектные данныесистемы

Стадия проектирования Стадия эксплуатации

Основные нормативные документыпри проектировании КБО

8

США, ЕС РФ

124 (обнов. ред.)

9

США, ЕС РФ

10

0

100

200

300

400

500

600

1971

1981

1991

2001

2011

Выпуск ОСТов по годам

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1973

1983

1993

2003

2013

ОСТы КБО

Основание: ФЗ от 29.06 2015 г. № 162 «О стандартизации в Российской Федерации» Перспективная программа по разработке и внедрению стандартов в 2016–2020 г.г. Комплексная программа стандартизации в области авиационной промышленности на период 2015–2020 г.г.

Состояние по разделу «Авиационное приборостроение» (по гражданской и военной АТ): ГОСТ, ГОСТ В, ГОСТ ВД — 5 ГОСТ Р, ГОСТ РВ, ГОСТ РВД — 6 ОСТ1— 439, ОСТ В1, ВД — 58

11

Направления развития и совершенствования: Ориентация на новые технологии и архитектуры (новые ВС — 2020, ПЭС, ПЭСВ, концепция ИМА,

индикация и управление информационным полем, скоростные линии передачи данных,дополненная реальность и т.п.)

Отражение расширения функциональности (обнаружение и управление конфликтами, эшелонирование,ремаршрутизация и т.п.)

Новые подходы в проектировании «традиционных» систем ВС (наблюдение, навигация, радиосвязь, посадка)и их модернизации

Внедрение систем гарантии проектирования и информационной безопасности

Пример:Приоритетный перечень стандартов для разработки радиотехнических систем наблюдения: Архитектура авионики CNS/ATM с поддержкой концепции NextGen/SESAR [ARINC Report 660B] Интегрированные системы наблюдения [ARINC Characteristic 768] Бортовые системы предупреждения столкновений II (TCAS II) [RTCA DO-185B + Change 1 + Change 2] Бортовое дальномерное оборудование (DME), работающее в диапазоне 960-1215 МГц [RTCA DO-189] Бортовые метеонавигационные РЛС с функциями обнаружения сдвига ветра и турбулентности [RTCA DO-220] Системы автоматического зависимого вещательного наблюдения (АЗН-В) и службы информации о

воздушном движении (TIS-B) [RTCA DO-260B + Corr. 1] Режим гибридного наблюдения в бортовых системах предупреждения столкновений II (TCAS II) [RTCA DO-300A] Системы бортовых приложений наблюдения (ASA) [RTCA DO-317B + Supplement]

12

Актуально: ARINC – 700 — цифровое пилотажно-навигационное оборудованиеARINC – 725 — электронная система индикации вертолета ARINC – 739 — многофункциональный пункт управления ARINC – 701 — вычислительная система управления полетомARINC – 704 — бесплатформенная инерциальная системаARINC – 723 — система предупреждения близости землиARINC – 730 — бортовая система предупреждения столкновений ВСARINC – 708 — бортовой метеонавигационный радиолокатор

ARINC – 709ARINC – 710 — радиотехническое оборудование ближней навигацииARINC – 711

ARINC – 736ARINC – 716ARINC – 719 — система управления радиосредствамиARINC – 720ARINC – 741

13

• Процессы соглашения• Процессы предприятия• Процессы проекта• Технические процессы

• Аудиты системы разработки• Выдача DOA

14

15

EASA & FAA

Система

Критериипроведения

ПрограммноеОбеспечение **

Аппаратура

Проверка«Завершение»

Проверка«Верификация»

Проверка«Разработка»

Проверка«Планирование»

Установочноесовещание

SOI#2 SOI#3 SOI#4

Заявкаподана

Планыи стандарты

созданы

Более 75%требований

создано,архитектураразработана

Изделиереализовано,

75% испытанийзавершено

Все критическиенесоответствия

устранены

* SOI – Stage of Involvement – стадия вовлечения** Аудиторские проверки разработчиков ПО в РФ (ДП 6-2004)

SOI*#1

Процесс сборатребований на систему

Процесс планирования системы

Процесс верификациисистемы

Устранение обнаруженныхнесоответствий

Процесс сборатребований на ПО

Процесс планирования ПО

Процесс верификацииПО

Устранение обнаруженныхнесоответствий

Процесс сборатребований на

аппаратуруПроцесс планирования

аппаратурыПроцесс верификации

аппаратурыУстранение

обнаруженныхнесоответствий

16

17

Общие проблемы сертификации

Недостаточное развитие нормативной базы.Необходимость использования «двойных»стандартов (РФ и зарубежных)

Отсталость технологий сертификации ВС и КИот международного уровня. Ослабленноевнимание к требованиям нормативной базы.

Несовершенство планирования разработок(рассматривается разработчиками какненужная формальность)

Отсутствие системы послепродажногосопровождения КИ, в т.ч. инспекционногоконтроля производства

Недостаточная гармонизация (идентичность)с международными нормативнымидокументами

Отсутствие унифицированных требованийк поставщикам и их необязательность,низкая эффективность систем сертификацииразработчиков и производителей

Низкий уровень подготовки кадровв промышленности. Снижение вниманияк подготовке, переподготовке и аттестациикадров

Отсутствие достаточного числа подготовлен-ных кадров в АРМАК, неразвитостьрегиональной сети представительств

18

Сертификация ПО – в большинстве случаев самостоятельная часть общего процессасертификации АТ.По данным фирмы Nexeya на самолете А-350 более 40% ПО может рассматриваться(в т.ч. сертифицироваться) как самостоятельный программный продукт.Основной подход – декомпозиция компонентов.

Пример. Обобщенная структурная схема отдельной ИМА-системы

Программный продукт(Software product)– набор компьютерных программ, процедур и, возможно, связанных с ними документации и данных, предназначенных для передачи пользователю[ИСО/МЭК 12207];– программа (комплекс программ),которую независимо от разработчиков можно использовать в предусмотренных целях на разных компьютерах, если они удовлетворяют ее системным требованиям [ЕСПД];Примечание. Продукты могут включать промежуточные продукты и продукты, предназначенные для пользователейтипа разработчиков и персонала сопровождения

Ресурсы совместного

использования

Компонент(аппаратное средство

под приложение)

Компонент(программные

средства)

Компонент(программные

средства)

Функциональные приложения

Платформа, (модуль)

Базовое программное обеспечение

Приложение 1

Компонент(программное

средство)

Компонент(аппаратное и/или

программноесредство)

Модуль

Приложение N

Модуль Модуль

Компонент(программное

средство)

Компонент(аппаратное и/или

программноесредство)

Компонент(аппаратное и/или

программноесредство)

Компонент(аппаратное и/или

программноесредство) 19

Области сертификации ПО

Специфическиефункции

авионики

Приложение 1

Программныйкомпонент

Специфическийаппаратный компонент

• • •

П Л А Т Ф О Р М АБазовое

программное обеспечение Общие ресурсы (разделяемые)

Модуль

Программныйкомпонент

Аппаратно-программный

компонент

Модуль МодульМодуль Область 4

Область 2

Базоваячасть

Область 1Приложение N

Программныйкомпонент

Область 3Программный

компонентАппаратно-

программныйкомпонент

Аппаратно-программный

компонент

Аппаратно-программный

компонент

Структура существующей нормативной базы сертификации ПО (более 400 документов): Международный уровень Национальный уровень

Качество ПО (ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93, ГОСТ 28195-89): Функциональные возможности (пригодность, правильность,

способность к взаимодействию, согласованность, защищенность) Надежность Эффективность

Отраслевой уровень Уровень интегрированных структур и предприятий

Практичность (применимость) Сопровождаемость Мобильность Безопасность

20

Участие в подготовке и анализе результатовлетных испытаний ВС и их компонентов;

Участие в разработке нормативных иметодологических материалов по профилюсвоей деятельности;

Создание условий для гармонизацииотечественной и зарубежной нормативныхбаз в области АТ;

Организация и участие в системепереподготовки и повышения квалификациисотрудников авиационной и приборо-строительной отраслей;

Содействие в продвижении производимойпредприятиями отрасли продукции наотечественном и зарубежных рынках вчасти ее сертификации

Центр сертификации «Статус»(учрежден ФГУП «ГосНИИАС»)

Квалификация программных и аппаратно-программных средств бортовогооборудования ВС;

Участие в сертификационных испытанияхкомплексов авионики ВС;

Проведение и участие в аудитах,инспекционных проверках, аттестационныхработах, проводимых Минпромторгоми АРМАК

СФЕРЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИдополнительныедополнительныеосновныеосновные

21

Ответственность ЦС при сертификации ВС

22

Москва, 2015