本发明涉及民用飞机可靠性需求确定领域，具体地涉及一种民用飞机可靠性需求捕获方法。
背景技术：
在可靠性领域，型号可靠性要求是承制方开展可靠性设计、分析和试验的依据，也是订购方对产品可靠性进行监控、考核与验收的依据。其中要求为：订购方从产品的使用效能和使用适应性出发，为了保证产品的可靠性对产品的设计提出的技术要求和设计原则。进而，产品可靠性水平的度量，可靠性定量要求由可靠性参数及其指标两部分组成，其中参数的量值称为指标。对于民用飞机可靠性技术指标而言，是指对与民用飞机可以量化的指标要求，可靠性定量要求由可靠性参数及其指标两部分组成。
可靠性需求捕获是可靠性工程的第一步，清晰完整的需求对于提高研究效率、降低研究难度和成本具有重要意义。然而，在设备可靠性需求分析中存在两大难点。首先，一般的需求工程分析人员缺乏可靠性知识，可能会提出不合理的需求；二是传统的可靠性工程师进行可靠性需求捕获过程中，都是基于经验进行决定，过于主观，并且在进行可靠性需求传递过程中，没有紧密结合民用飞机的运营场景，缺少合理的依据。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种民用飞机可靠性需求捕获方法，其能够从民用飞机利益相关者的角度，对用户的可靠性需求和制造厂的可靠性需求进行了明确的定义，给出用户需求衍生的可靠性需求，与传统的可靠性建模和分配方法相比，可靠性捕获和分配过程结合了民用飞机的功能需求和可靠性需求，便于工程中可靠性需求的实现。
具体地，本发明提供一种民用飞机可靠性需求捕获方法，其包括以下步骤：
s1、建立装备的广义可靠性需求传递模型，定义民用飞机装备的用户需求，用户需求包括多个各个级别的可靠性需求块，可靠性需求块rrc＝gr scr，
其中gr为可靠性的需求目标，scr为可靠性的需求场景；
gr的描述规则为：gr＝对象 行为 度参数，其中，对象表示装备的实体，行为表示装备对象的动作，程度参数表示定性或定量要求；
scr的描述规则为scr＝活动流参数 原子活动参数，其中，活动流参数表示活动的传递方向，原子活动参数为：<对象 环境状态 行为 目的>；
s2、根据用户需求，描述民用飞机的初始使用场景；
s3、根据步骤s2确定的民用飞机的初始使用场景，为民用飞机建立rrc模型，并为rrc模型的初始级别定义gr和scr；
s4、根据民用飞机的设备的结构和功能，进行各级可靠性需求块传递机制的选择；其中各级可靠性需求块传递机制包括以下三个策略：三个策略分别为合成策略、可选策略和精炼策略；所述合成策略用于发掘与原可靠性需求块同级的and关系的新可靠性需求块，即两个目标可靠性需求块需同时满足；可选策略用于发掘与原可靠性需求块同级的or关系的新可靠性需求块，即表示达到相同结果的不同方式；精炼策略用于发掘原可靠性需求块更低一级的精炼目标；
其中，可选策略包括以下子步骤：
s41、以第一可选策略规则确定目标可靠性的需求目标，具体为：
s411、根据目标结构规则描述目标可靠性需求块g；
s412、确定出目标可靠性需求块g中可选的关联参数；
g＝{g1,g2,…gn}
g1＝<对象，行为，程度p1>
g2＝<对象，行为，程度p2>
gn＝<对象，行为，程度pn>
s413、选择出目标可靠性需求块g中可行的参数组合；
g＝{<对象，行为，p1,p2,…pn>}
s414、选择出目标可靠性需求块g中有价值的参数以or关系构成新目
标可靠性需求块gi；gi＝{<对象，行为，or(p1,p2,…pn)>}；
s42、以第二可选策略规则确定目标可靠性的需求场景，具体为：
s421、根据民用飞机的初始使用场景的场景结构规则构造场景图，场景图包括活动和路径；
s422、保持可靠性需求块的相关参数不变，列出实现相同目标的所有场景路径；
sc＝{sc1,sc2,…scn}
sc1＝<活动流1，<对象 环境条件1 行为1 目的>>
sc2＝<活动流2，<对象 环境条件2 行为2 目的>>
scn＝<活动流n，<对象 环境条件n 行为n 目的>>
s423、分析所有可能的场景路径；
s424、选择需要的场景路径，形成新的目标可靠性需求块；
sc＝or{sc1,sc2,…scn}；
s5、对s4得到的可靠性场景和可靠性目标进行合并得到最终的可靠性需求块，从而得到不同环境条件下民用飞机系统级的可靠性需求技术指标，并根据步骤s4完成所有可靠性需求块的细化，细化过程中，gr和scr分别用g和sc表示，最终获取民用飞机的各个级别的可靠性需求。
优选地，步骤s4中合成策略规则包括以下步骤：
a、在场景sc的最终状态里检查是否包含初始状态；
b、对于并未包含在场景末态中的初始状态is，需要分析是否是某个最终状态fs阻碍了初始状态的到达；
c、将fs和is相互融合，构造全新初态和末态的场景，并根据此命名出新目标，其中，融合过程为：
scnew＝and{fs,is}
＝<活动流，<对象 and((环境条件f 行为f),(环境条件i 行为i)) 目的>>
式中，and表示对事件的合并过程。
优选地，步骤s4中精炼策略规则包括以下步骤：
a、将新目标g与上级目标场景sc中每个原子动作相连；
b、新构成需求块<gi 1,sci>；
<gi 1,sci>＝<对象 环境条件 行为 目的,程度参数p>
d、对新的需求块的原子动作进行准确性的评估，挑出合适需求块并以and相连，得到新的目标gi。
优选地，所述精炼策略规则中的步骤c的评估原则包括：对象是否清楚；环境条件是否准确和全面；行为表述是否符合规定以及目标是否清晰。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下所示：
1)本发明定义了可靠性需求块模型，从民用飞机的使用场景以及用户需求的角度，给出了基于用户需求和使用场景衍生的民用飞机装备的可靠性需求捕获方法。
2)本发明给出了基于可靠性需求块传递机制的可靠性需求分解和分配方法，与传统的可靠性建模和分配方法相比，可靠性捕获和分配过程结合了民用飞机的功能需求和可靠性需求，便于工程中可靠性需求的实现。
3)本发明能够基于可靠性广义的需求传递，能够将可靠性需求从用户传递到装备制造商再传递到装备工程技术人员的过程。用户提出可靠性的需要，主制造商获得可靠性需求，而装备工程技术人员得到的装备的可靠性要求。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图；
图2是本发明的可靠性需求传递示意图；以及
图3是本发明的可靠性需求块rrc示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
具体地，本发明提供一种民用飞机可靠性需求捕获方法，如图1所示，其包括以下步骤：
s1、建立装备的广义可靠性需求传递模型，定义民用飞机装备的用户需求，用户需求包括多个各个级别的可靠性需求块，可靠性需求块rrc＝gr scr，其中gr为可靠性的需求目标，scr为可靠性的需求场景。
gr的描述规则为：gr＝对象 行为 程度参数，其中，对象表示装备的实体，行为表示装备对象的动作，程度参数表示定性或定量要求。
scr的描述规则为scr＝活动流参数 原子活动参数，其中，活动流参数表示活动的传递方向，原子活动参数为：<对象 环境状态 行为 目的>。
其中，图2是本发明的可靠性需求传递示意图，图3是本发明的可靠性需求块rrc示意图。
s2、根据用户需求，描述民用飞机的初始使用场景。
s3、根据步骤s2确定的民用飞机的初始使用场景，为民用飞机建立rrc模型，并为rrc模型的初始级别定义gr和scr。
s4、根据民用飞机的设备的结构和功能，进行各级可靠性需求块传递机制的选择；其中各级可靠性需求块传递机制包括以下三个策略：三个策略分别为合成策略、可选策略和精炼策略；所述合成策略用于发掘与原可靠性需求块同级的and关系的新可靠性需求块，即两个目标可靠性需求块需同时满足；可选策略用于发掘与原可靠性需求块同级的or关系的新可靠性需求块，即表示达到相同结果的不同方式；精炼策略用于发掘原可靠性需求块更低一级的精炼目标。
其中，可选策略包括以下子步骤：
s41、以第一可选策略规则确定目标可靠性的需求目标，具体为：
s411、根据目标结构规则描述目标可靠性需求块g；
s412、确定出目标可靠性需求块g中可选的关联参数；
g＝{g1,g2,…gn}
g1＝<对象，行为，程度p1>
g2＝<对象，行为，程度p2>
gn＝<对象，行为，程度pn>
s413、选择出目标可靠性需求块g中可行的参数组合；
g＝{<对象，行为，p1,p2,…pn>}
s414、选择出目标可靠性需求块g中有价值的参数以or关系构成新目标可靠性需求块gi；gi＝{<对象，行为，or(p1,p2,…pn)>}。
s42、以第二可选策略规则确定目标可靠性的需求场景，具体为：
s421、根据民用飞机的初始使用场景的场景结构规则构造场景，场景包括活动和路径；
s422、保持可靠性需求块的相关参数不变，列出实现相同目标的所有场景路径；
sc＝{sc1,sc2,…scn}
sc1＝<活动流1，<对象 环境条件1 行为1 目的>>
sc2＝<活动流2，<对象 环境条件2 行为2 目的>>
scn＝<活动流n，<对象 环境条件n 行为n 目的>>
s423、分析所有可能的场景路径；
s424、选择需要的场景路径，形成新的目标可靠性需求块；
sc＝or{sc1,sc2,…scn}。
s5、根据步骤s4完成所有可靠性需求块的细化，从而获取民用飞机的各个级别的可靠性需求，细化过程中，gr和scr分别用g和sc表示。
优选地，步骤s4中合成策略规则包括以下步骤：
a、在场景sc的最终状态里检查是否包含初始状态；
b、对于并未包含在场景末态中的初始状态is，需要分析是否是某个最终状态fs阻碍了初始状态的到达；
c、将fs和is相互融合，构造全新初态和末态的场景，并根据此命名出新目标，其中，融合过程为：
scnew＝and{fs,is}
＝<活动流，<对象 and((环境条件f 行为f),(环境条件i 行为i)) 目的>>
式中，and表示对事件的合并过程。
优选地，步骤s4中精炼策略规则包括以下步骤：
a、将新目标g与上级目标场景sc中每个原子动作相连；
b、新构成需求块<gi 1,sci>；
<gi 1,sci>＝<对象 环境条件 行为 目的,程度参数p>
e、对新的需求块的原子动作进行准确性的评估，挑出合适需求块并以and相连，得到新的目标gi。
优选地，所述精炼策略规则中的步骤c的评估原则包括：对象是否清楚；环境条件是否准确和全面；行为表述是否符合规定以及目标是否清晰。
其中，可靠性广义的需求传递是指将可靠性需求从用户传递到装备制造商再传递到装备工程技术人员的过程。用户提出可靠性的需要，主制造商获得可靠性需求，而装备工程技术人员得到的装备的可靠性要求。
下面以某民用飞机为例，进行基于目标-场景混合的可靠性需求捕获过程。
第一步：建立广义可靠性需求传递过程，定义民用飞机装备的用户需求，用户需求包括多个各个级别的可靠性需求块，可靠性需求块rrc＝gr scr，
其中gr为可靠性的需求目标，scr为可靠性的需求场景；
gr的描述规则为：gr＝对象 行为 度参数，其中，对象表示装备的实体，行为表示装备对象的动作，程度参数表示定性或定量要求；
scr的描述规则为scr＝活动流参数 原子活动参数，其中，活动流参数表示活动的传递方向，原子活动参数为：<对象 环境状态 行为 目的>；
第二步：根据用户需求，建立初始场景；用户需求包括时间维度、环境维度、任务维度以及利益相关者维度，初始运营场景包括起飞、爬升、巡航路程以及着陆。
其中，时间维度：飞机的运行阶段包括：地面阶段、滑行、起飞、爬升、巡航、降落和着陆。
环境维度：考虑宏观气候、微观天气、重力场、电磁环境、跑道长度、跑道高度、封锁、空气盐度等。
任务维度：商用飞机的任务相对简单，但对于研制过程来说，仍然包括正常的航线运行、飞行试验、维修等。
利益相关者维度：从利益相关者的角度考虑情景，如飞行员的正常飞行情景、乘务员和乘客的紧急疏散情景、机组人员的厨房操作情景、乘客的洗手间操作情景和飞行前维护情景。
该飞机用于a市-b市的固定航线。建立该飞机的初始运营场景方案。
该飞机初始运营场景包括起飞、爬升、巡航1000公里、着陆等。
第三步：根据步骤s2确定的民用飞机的初始使用场景，为民用飞机建立rrc模型，并为rrc模型的初始级别定义gr和scr；
其中，可靠性场景为：<飞机 环境状态 行为 目标>；
可靠性目标为：<飞机 行为 程度参数>；
因此，根据初始的可靠性场景和可靠性目标可以得到飞机的初始需求块。
具体得到的初始可靠性需求块为：
gr1＝飞机 航线运行 可靠性为1；
scr1＝飞机 各种环境 飞行 达到可靠性要求；
第四步：完成可靠性需求块传输过程：
由于飞机制造商采用的是主机集成 各机载系统供应的模式，飞机功能也是通过这样传递，因此，采用精炼策略机制进行可靠性需求块传递。
其中，初始可靠性需求块rrc1为：
gr1＝飞机 航线运行 可靠性为1；
scr1＝飞机 各种环境 飞行 达到可靠性要求；
之后，对初始可靠性需求块进行第一次精炼得到rrc2，rrc3和rrc4：
rrc2，rrc3和rrc4具体为：
gr2＝飞机 正常环境 达到可靠性1；
gr3＝飞机 暴雨 可靠性为1；
gr4＝飞机 强风 到达路线可靠性为1；
之后，分别对rrc，rrc3，rrc4进行第二次精炼得到可靠性场景为：
scr21＝飞机 正常环境 起飞 达到可靠性要求；
scr22＝飞机 正常环境 爬升 达到可靠性要求；
scr23＝飞机 正常环境 巡航 达到可靠性要求；
scr24＝飞机 正常环境 着陆 达到可靠性要求；
scr31＝飞机 暴雨 起飞 达到可靠性要求；
scr32＝飞机 暴雨 爬升 达到可靠性要求；
scr33＝飞机 暴雨 着陆 达到可靠性要求；
scr41＝飞机 强风 起飞 达到可靠性要求；
scr42＝飞机 强风 爬升 达到可靠性要求；
scr43＝飞机 强风 着陆 达到可靠性要求；
第五步，对第四步得到的可靠性场景和可靠性目标进行合并得到最终的可靠性需求块，从而得到不同环境条件下发动机和飞行控制系统的可靠性需求技术指标。
rrc21＝飞机 正常环境 飞机发动机加速 可靠性要求1；
rrc22＝飞机 正常环境 飞机舵面和操作 达到可靠性要求1；
rrc31＝飞机 暴雨 飞机发动机加速 可靠性要求1；
rrc32＝飞机 暴雨 飞机舵面和操作 达到可靠性要求1；
rrc41＝飞机 强风 飞机发动机加速度 可靠性要求1；
rrc42＝飞机 强风 飞机舵面和操作 达到可靠性要求1；
与现有技术相比，本发明的有益效果如下所示：
1)本发明定义了可靠性需求块模型，从民用飞机的使用场景以及用户需求的角度，给出了基于用户需求和使用场景衍生的民用飞机装备的可靠性需求捕获方法。
2)本发明给出了基于可靠性需求块传递机制的可靠性需求分解和分配方法，与传统的可靠性建模和分配方法相比，可靠性捕获和分配过程结合了民用飞机的功能需求和可靠性需求，便于工程中可靠性需求的实现。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
1.一种民用飞机可靠性需求捕获方法，其特征在于：其包括以下步骤：
s1、建立民用飞机装备的广义可靠性需求传递模型，定义民用飞机装备的用户需求，用户需求包括多个各个级别的可靠性需求块，可靠性需求块rrc包括可靠性需求块的需求目标gr以及可靠性需求块的需求场景scr，
所述可靠性需求块的需求目标gr包括对象、行为和程度三种参数，其中，对象表示装备的实体，行为表示装备对象的动作，程度表示定性或定量要求；可靠性需求块的需求场景scr包括活动流参数和原子活动参数，其中，活动流参数表示活动的传递方向，原子活动参数包括对象、环境状态、行为和目的；
s2、根据用户需求，描述民用飞机的初始使用场景，用户需求的参数包括时间维度、环境维度、任务维度以及利益相关者维度；
s3、根据步骤s2确定的民用飞机的初始使用场景，为民用飞机建立初始rrc模型<gr,scr>，并为rrc模型的初始级别分别定义gr和scr；
s4、根据民用飞机的设备的结构和功能，选择多种可靠性需求块传递机制中的一种；其中多种可靠性需求块传递机制包括以下三个传递机制：可选策略传递机制、合成策略机制以及精炼策略机制；
所述可选策略传递机制用于发掘与原可靠性需求块同级的or关系的新可靠性需求块，即表示达到相同结果的不同方式；
所述合成策略传递机制用于发掘与原可靠性需求块同级的and关系的新可靠性需求块，即两个目标可靠性需求块需同时满足；
精炼策略传递机制用于发掘比原可靠性需求块更低一级的精炼目标可靠性需求块；
其中，可选策略传递机制包括以下两个子步骤：
s41、以第一可选策略规则确定目标可靠性需求块的需求目标gi，具体为：
s411、根据目标结构规则描述初始目标可靠性需求块g；
s412、确定出初始目标可靠性需求块g中可选的所有的关联参数组合；
g＝{g1,g2,…gn}
g1＝<对象，行为，程度p1>
g2＝<对象，行为，程度p2>
gn＝<对象，行为，程度pn>
s413、在步骤s412的所有的关联参数组合中选择出目标可靠性需求块g中可行的参数组合；
g＝{<对象，行为，p1,p2,…pn>}
s414、在步骤s412的所有的关联参数组合选择出目标可靠性需求块g中有价值的参数并以or关系构成目标可靠性需求块的需求目标gi；
gi＝{<对象，行为，or(p1,p2,…pn)>}；
s42、以第二可选策略规则确定目标可靠性需求块的需求场景sc，具体为：
s421、根据民用飞机的初始使用场景的场景结构规则构造场景图，场景图包括活动和路径；
s422、保持可靠性需求块的相关参数不变，列出实现相同目标的所有需求场景路径；
sc＝{sc1,sc2,…scn}
sc1＝<活动流1，<对象 环境条件1 行为1 目的>>
sc2＝<活动流2，<对象 环境条件2 行为2 目的>>
scn＝<活动流n，<对象 环境条件n 行为n 目的>>
s423、分析所有可能的场景路径；
s424、选择需要的场景路径，形成新的目标可靠性需求块的需求场景sc：
sc＝or{sc1,sc2,…scn}；
s5、对步骤s4得到的可靠性场景和可靠性目标进行合并得到最终的可靠性需求块，从而得到不同环境条件下民用飞机各系统的可靠性需求技术指标，并根据步骤s4完成所有可靠性需求块的细化，细化过程中，gr和scr分别用g和sc表示，最终获取民用飞机的各个级别的可靠性需求。
2.根据权利要求1所述的民用飞机可靠性需求捕获方法，其特征在于：步骤s4中合成策略传递机制包括以下步骤：
a、在需求场景sc的最终状态里检查是否包含初始状态的需求场景；
b、对于并未包含在场景最终状态中的初始状态is，分析是否是某个最终状态fs阻碍了初始状态的到达；
c、将某个需求场景的最终状态fs和该需求场景的初始状态is相互融合，构造全新的初始状态和最终状态的场景，并根据此命名出新目标需求场景，其中，融合过程为：
scnew＝and{fs,is}
＝<活动流，<对象 and((环境条件f 行为f),(环境条件i 行为i)) 目的>>
式中，and表示对事件的合并过程。
3.根据权利要求2所述的民用飞机可靠性需求捕获方法，其特征在于：步骤s4中精炼策略传递机制包括以下步骤：
a、将新目标g与上级目标场景sc中每个原子动作相连；
b、新构成可靠性需求块<gi 1,sci>；
<gi 1,sci>＝<对象 环境条件 行为 目的,程度参数p>
c、对新的可靠性需求块的原子动作进行准确性评估，挑出合适需求块并以and相连，得到新的目标gi。
4.根据权利要求3所述的民用飞机可靠性需求捕获方法，其特征在于：所述精炼策略规则中的步骤c的准确性评估的原则包括：对象是否清楚；环境条件是否准确和全面；行为表述是否符合规定以及目标是否清晰。
5.根据权利要求3所述的民用飞机可靠性需求捕获方法，其特征在于：步骤s2中初始使用场景包括起飞、爬升、巡航路程以及着陆。
技术总结