西门子：实现航空航天软件系统的自动化验证确认和合规白皮书（11页）.pdf

1、加速实现符合 DO178C、DO254 和 DO278 的 功能安全合规Executive summary毫无疑问，安全和性能对于航空航天和国防业至关重要。验证和认证流程是整个飞机系统生命周期的关键。当今的公司需要快速实现自动化验证、确认和合规，同时在预算范围内按时交付产品。为实现这一目标，企业需要在数字孪生环境中保留用于证明合规性的所有元素。无论这些元素是基于与之前项目（基于虚拟测试或基于物理测试）比较后的不同之处还是相似之处，事实就是如此。航空航天业不断遇到合规性证明挑战，尤其是在软件方面。本白皮书概述了在不同开发团队之间推动和促进协同工作，为所有利益相关者提供他们所需的功能和信息，并助其

2、在高度复杂的航空航天生态系统中脱颖而出的必要性。DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE实现航空航天软件系统的自动化验证、确认和合规 扰。据美国政府问责局(GAO)2021 年报告所称，在F35 战斗机项目中，仅因为最终软件(Block IV)的功 能问题而造成的挫折就使成本增加 40%以上，并使 交付推迟到2029 年。项目交付已推迟 8 年多，并且超出原始预算 1650 亿美元。几乎所有的新技术都依 赖于软件及其与控制系统的关系，而控制系统又是适 航的关键一环。在商业航空航天领域，波音公司的 737Max 软件解 决方案需要解决大型发动机所需的姿态修正问题，并 为波音公司造成

3、了持续影响。除了软件中的三项重大缺陷外，由于未能完全测试软件与飞行控制系统的交 互，该问题变得更加严重。据 2020 年的报道，该软件 问题可能为波音造成了 180 亿美元以上的额外成本。尽管该问题并不完全属于软件开发学科，但它暴露了工程团队在试图解决跨职能技术问题时存在的沟通 脱节问题。此外，精简后的质量控制流程忽略了在技 术生态系统中运行软件时验证和确认起到的重要作 用。因此，在工程数据批准和质量检查执行方面，波音 需要接受更高级别的审查和美国联邦航空管理局(FAA)监督，这限制了他们使用指定人员的能力，并在 后续影响了他们的整套适航批准系统。飞机软件是更具影响力的创新源泉，也是更具挑战性

4、 和复杂性的领域。在过去十年中，初创公司在自动驾驶、垂直起降和城市交通领域呈现出爆炸式增长趋势。这 些企业以及传统的航空航天公司严重依赖于敏捷方 法，以求在竞争激烈且受到高度监管的环境中缩短上 市时间。在合规流程中引入敏捷方法为项目的推进带 来了许多挑战。释放这些机会的价值将需要新思维和新协同，其中包 括在原始设备制造商(OEM)和供应商之间以及在行 业和监管机构之间实现更高程度的合作。此外，在劳动 力方面，由于缺乏熟练的软件开发人员，制造商被迫使 用来自世界各地的素质较低的工程资源来充实他们的 团队，这是导致 737 Max 问题的另一个因素。反过来，这又需要在全球范围内简化流程、提高透明度

5、并加强 实时信息交换，避免因为沟通失败而持续引发大量缺 陷并对项目造成创纪录的影响。某些功能安全问题是 因为不同团队在各大洲各自为战而造成。随着时间的 推移，这些问题只会更具挑战性，并且可能会更加频繁。序言序言White Paper 实现航空航天软件系统的自动化验证、确认和合规SIEMENS DIGITAL INDUSTRIES SOFTWARE2而且，即使不展望未来也能认识到，开发型企业需要 重塑自身并升级他们的数字化工具组合才能保持正 常发展。几乎每天都会发生有关软件问题的新故事。只要考虑下现代航空电子设备和功能系统中软件功 能的数量，就不会因为这些海量问题而惊讶。在创新 型的飞机控制功能

6、中，很大一部分都由软件驱动。其中包括飞行控制、全权数字发动机控制FADEC)和 导航等关键功能。复杂的软件开发环境已经将开发 团队推向了极限。规范和流程在过去几年中有长足 的发展，例如美国航空无线电技术委员会(RTCA)针 对机载软件系统提出的功能安全标准 DO178C，以及 针对电子硬件提出的 DO254 安全标准和针对地面 系统提出的 DO278。这些由法规引用的标准旨在确保 安全并避免缺陷，以防止因为机载软件的瑕疵或缺陷 而导致灾难性事件。航空航天制造商正在投入越来越多的时间和资金来开 发和改进其流程和流程模型以适应这些新规范。为支 持这些举措，领先企业正在寻找更好的工具来克服其 原有系