感谢您购买并阅读这篇关于航空系统研制保障等级分配的文章！希望通过这篇文章，您能够深入理解 FDAL 和 IDAL 的概念、它们在航空系统开发中的应用逻辑以及与软件、硬件研制等级的紧密联系。
通过学习，您将能够：
全面了解航空系统研制保障等级的分配原则和方法；
了解ARP 4754B中有关研制保障等级分配的内容；
掌握 FDAL 和 IDAL 的分配流程及其相互关系；
理解如何根据 DO-178C 和 DO-254 标准分配软件和硬件的研制等级；
感谢您的支持，希望本文对您的工作有所助益！
1. 引言
在现代航空系统的开发中，安全性是最为重要的设计目标之一。为了确保航空器在极端条件下也能够安全运行，研制保障等级（Development Assurance Level, DAL）的概念被引入并广泛应用于航空系统和项目的开发流程中。DAL 通过定义开发过程的严格性来限制开发错误的可能性，确保航空器的功能失效不会对飞行安全造成不可接受的风险。
航空系统的复杂性不断增加，各种功能的开发需要确保这些功能在遭遇失效时不会对安全性产生严重影响。为了有效地进行风险管理，功能和项目在开发过程中需要遵循特定的标准和流程，以确保开发中的潜在错误能够被及时发现并得到有效缓解。
研制保障等级的分配通过一个自顶向下的评估过程进行。这个过程以功能失效状态评估（Functional Hazard Assessment, FHA）为起点，根据功能失效的严重性来确定各个功能的失效条件等级（Failure Condition Severity Levels），并逐步分配适当的开发保障等级。研制等级包括功能开发保障等级（FDAL）和项目开发保障等级（IDAL），前者用于系统功能的开发，后者用于软件和硬件项目的开发。
本文将全面探讨研制保障等级分配的基本框架、标准以及整体流程，详细说明如何通过失效条件分类和系统架构的考虑，分配合适的 FDAL 和 IDAL。此外，文章还将进一步探讨软件和硬件的研制等级分配过程，展示如何在不同开发阶段平衡安全性和效率。
2. 研制保障等级分配的基础框架
2.1 功能失效状态评估（Functional Hazard Assessment, FHA）
功能失效状态评估（FHA）是研制等级分配流程的第一步。FHA 的主要目标是识别系统功能在各种失效情况下的潜在危害，并对这些失效条件进行分类。这一过程确保系统开发者能够明确了解每个功能在失效时对飞行安全的影响，从而在开发过程中采取相应的保障措施。
FHA 是在早期设计阶段进行的，它通过评估每个功能的潜在失效方式来确定这些失效对系统和飞行器的整体安全性可能产生的影响。例如，某个关键飞行控制系统的失效可能导致灾难性后果，而一个辅助系统的失效可能只会引发轻微问题。因此，FHA 根据失效的严重性对失效条件进行分类。
FHA 分类的标准一般包括以下几个级别：
灾难性（Catastrophic）：如果功能失效可能导致飞机失控、导致多名乘客伤亡或飞行器的毁灭，则该失效条件被归类为灾难性失效。这类失效需要最严格的开发保障等级，以确保开发过程中的错误被尽可能减少。
危险（Hazardous）：危险性失效可能导致飞行员工作负担加剧、飞行器严重受损或机组成员和乘客严重受伤。这类失效要求高度严格的开发控制。
主要（Major）：主要失效可能导致飞行器受损或机组成员增加工作负担，但不会导致乘客的严重受伤或飞行器的毁灭。这类失效需要中等程度的开发保障。
轻微（Minor）：轻微失效通常只会导致乘客的不便或机组成员工作负担的增加，不会对飞行安全构成直接威胁。
无安全影响（No Safety Effect）：如果功能失效不会对飞行安全产生任何实质影响，则可以将其归类为无安全影响。
通过 FHA，系统开发者可以初步确定每个功能的潜在风险，从而为后续的开发保障等级分配提供基础。
2.2 系统功能失效状态等级（Failure Condition Severity Levels）
在完成 FHA 后，每个功能都会被分配一个失效状态等级。这一等级反映了该功能失效对系统整体安全性的影响，并直接决定了接下来 FDAL 和 IDAL 的分配。系统功能失效状态等级是以定性评估为基础的，它考虑了功能失效的潜在后果和系统架构对这些失效的容错能力。
失效状态等级的分配与 FHA 中的失效条件分类密切相关。根据失效条件的严重性分类（Catastrophic、Hazardous、Major、Minor、No Safety Effect），开发者可以评估每个功能的失效是否会导致严重后果，并根据失效条件的严重性，分配适当的开发严格性。
2.3 FDAL 和 IDAL 的初步介绍
研制保障等级包括两个主要部分：功能开发保障等级（FDAL）和项目开发保障等级（IDAL）。这两个等级分别用于定义功能和项目开发的严格性。
FDAL：功能开发保障等级适用于整个系统的功能开发过程。FDAL 的分配基于 FHA 和失效状态等级，决定了开发过程中应采取的严格性要求。例如，灾难性失效条件通常会被分配最高等级的 FDAL，要求最严格的开发过程来确保错误最小化。
IDAL：项目开发保障等级适用于系统中的各个项目，包括软件和硬件的开发。IDAL 的分配不仅考虑功能失效条件，还需要评估项目在开发过程中如何与其他项目和系统功能交互。对于复杂系统，IDAL 分配需要确保项目开发独立性，以防止开发错误在项目之间传播。
2.4 软件和硬件的研制等级
在研制等级分配过程中，软件和硬件的开发严格性需要通过标准化的开发流程进行保障。两个最常用的标准分别是：
DO-178C：适用于航空电子软件开发。它定义了软件开发中的验证和确认流程，确保软件在开发过程中遵循严格的安全性要求。
DO-254：适用于航空电子硬件开发。与软件类似，硬件开发也需要遵循标准化流程，确保开发过程中的错误能够被及时发现并解决。
软件和硬件的研制等级要求不仅与失效状态等级相关，还受到系统架构的影响。通过合理分配 FDAL 和 IDAL，系统开发者可以确保在整个开发过程中实现最高的安全性和可靠性。
3. ARP 4754B 的研制保障等级分配说明
这里对ARP 4754B中有关研制等级分配的内容说明。章节号沿用了ARP 4754B中的章节号。
5.2 开发保障等级分配
理解本节内容的前提是对以下术语的定义有清晰的了解：功能、失效条件、失效、错误和独立性。
开发错误通过建立开发保障过程来解决。开发保障过程的目的是确保飞机和系统的开发在足够严格的管理下进行，从而降低开发过程中可能影响飞机安全的错误发生的可能性。开发保障等级表达了开发过程中所应用的严格程度，以将开发过程中可能发生的错误的概率降低到可接受的安全水平。这些错误若在服务中暴露出来，可能会对飞机/系统功能和项目产生不利的安全影响。
飞机/系统功能或项目的开发保障等级不仅适用于该功能或项目的开发过程，还适用于与该功能或项目有接口关系的所有其他飞机/系统功能或项目的开发过程，前提是它们之间存在足够的关联，可能会影响正在审查的功能或项目。
开发保障等级的分配依据失效条件的严重性分类，同时考虑开发过程之间的独立性，这可以限制开发错误的后果。失效条件分类越严重，开发保障等级就越高，以确保开发错误的发生率被控制在可接受的安全置信水平内。
有关如何进行开发保障等级分配的具体考量在 ARP4761A/ED-135 中进行了描述。
