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Explicación de la guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado

Explicación de la guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado

Índice del contenido

Introducción

Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware (DAGAEH) es un estándar de la industria que brinda orientación sobre el diseño y las pruebas de hardware electrónico aerotransportado. Fue desarrollado por la Asociación de Industrias Aeroespaciales (AIA) como parte de su proceso de garantía voluntaria, con el objetivo de asegurar a los fabricantes y operadores que el hardware electrónico cumple con los requisitos de seguridad. El marco DAGAEH describe las mejores prácticas en técnicas de diseño y prueba, que van más allá de los procesos típicos de desarrollo de productos y son necesarias para garantizar productos aeroespaciales de alta calidad.

La guía DAGAEH consta de cuatro secciones principales: diseño, verificación, validación y fabricación y control de calidad. Cada sección describe los requisitos detallados relacionados con las diferentes etapas del ciclo de vida general del sistema. Para cumplir con éxito con el estándar DAGAEH, los fabricantes de hardware deben cumplir con los requisitos detallados de diseño y prueba para todos los componentes de su sistema.

La sección Diseño cubre temas como principios de diseño eléctrico, mecánico y de software; selección de circuitos integrados; requisitos de interfaz; y consideraciones generales de diseño. La sección Verificación describe las técnicas utilizadas para verificar que los diseños propuestos cumplan con los objetivos de seguridad y desempeño establecidos en las primeras etapas de desarrollo. Esto incluye técnicas de verificación como pruebas funcionales, pruebas de calificación ambiental, pruebas de compatibilidad electromagnética (EMC), análisis de efectos de modo de falla (FMEA), predicción de confiabilidad, etc.

La sección Validación describe cómo se deben verificar los diseños existentes antes de usarlos en un entorno de sistema o aeronave. Esto incluye pruebas de validación para componentes y sistemas de hardware, así como pruebas de integración de sistemas. La sección de Fabricación y control de calidad cubre temas como inspecciones en proceso, planes de muestreo de garantía de calidad y control de materiales. Esto asegura que los productos fabricados cumplan con las especificaciones de diseño requeridas.

El marco DAGAEH proporciona un conjunto integral de pautas para el diseño y prueba de hardware electrónico aerotransportado. Al seguir estas pautas, los fabricantes pueden garantizar que sus productos sean seguros y confiables, lo que lleva a una mayor satisfacción del cliente y mejores estándares generales de seguridad en la industria aeroespacial.

Además de brindar orientación sobre los procesos de desarrollo de productos, el estándar DAGAEH también se utiliza con fines de cumplimiento normativo en muchos países del mundo. Es importante que las empresas que fabrican componentes electrónicos para aeronaves se aseguren de estar familiarizadas con el marco y los requisitos de DAGAEH. Al hacerlo, pueden asegurarse de que sus productos cumplan con los organismos reguladores locales y cumplan con los requisitos de seguridad de sus clientes.

Al adherirse al estándar Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware (DAGAEH), las empresas pueden garantizar que sus productos cumplan con todos los requisitos de seguridad necesarios y brinden soluciones de alta calidad para aplicaciones aeroespaciales. Con su guía integral sobre procesos de diseño y prueba, DAGAEH es un recurso industrial valioso que ayuda a los fabricantes a desarrollar hardware electrónico confiable para sistemas de aeronaves.

Entendiendo el DO-254

Design Assurance Guidance for Airborne Electronic Hardware, también conocido como DO-254, es un estándar que describe las pautas para el desarrollo, verificación y validación de hardware electrónico utilizado en sistemas aerotransportados. Este estándar fue desarrollado por la Comisión Técnica de Radio para Aeronáutica (RTCA) y se utiliza para garantizar que el hardware electrónico esté diseñado y probado para cumplir con los requisitos de seguridad, confiabilidad y rendimiento de la industria aeroespacial.

El estándar DO-254 define cinco niveles de garantía de diseño de hardware, que se basan en el impacto potencial de fallas de hardware en la seguridad de la aeronave. Estos niveles van desde el Nivel A, que es hardware crítico que podría causar una falla catastrófica de la aeronave, hasta el Nivel E, que incluye hardware que no tiene un impacto en la seguridad de la aeronave.

Los niveles de garantía de diseño (DAL) se definen en DO-254, que es la guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado. Los DAL clasifican las funciones del hardware electrónico en función de su impacto en la seguridad de la aeronave. Hay cinco niveles de garantía de diseño según DO-254, y son los siguientes:

  1. DAL A: Este nivel representa el nivel más alto de criticidad e incluye funciones cuya falla podría resultar en una falla catastrófica o pérdida de la aeronave. Los ejemplos de funciones DAL A incluyen computadoras de control de vuelo, sistemas de control de motores y otros sistemas críticos para la seguridad.
  2. DAL B: Este nivel incluye funciones cuya falla podría resultar en una condición peligrosa o severa para la aeronave o sus ocupantes. Los ejemplos de funciones DAL B incluyen sistemas de control del tren de aterrizaje, sistemas de detección y supresión de incendios y otros sistemas críticos.
  3. DAL C: Este nivel incluye funciones cuya falla podría resultar en una falla o mal funcionamiento mayor o significativo de la aeronave. Los ejemplos de funciones DAL C incluyen sistemas de aviónica, sistemas de comunicación y otros sistemas importantes.
  4. DAL D: Este nivel incluye funciones cuya falla podría resultar en una reducción menor o ligera en la seguridad de la aeronave. Los ejemplos de funciones DAL D incluyen sistemas de iluminación de cabina, sistemas de entretenimiento y otros sistemas no críticos.
  5. DALE E: Este nivel incluye funciones cuya falla no tendría impacto en la seguridad de la aeronave. Los ejemplos de funciones DAL E incluyen sistemas no críticos, como la iluminación del baño u otras comodidades para los pasajeros.

En general, DO-254 es un estándar crítico para garantizar la seguridad y confiabilidad del hardware electrónico aerotransportado, y el cumplimiento de este estándar es crucial para garantizar que el hardware electrónico utilizado en los sistemas aerotransportados cumpla con los más altos estándares de seguridad.

Historia de DO-254

DO-254, también conocido como "Guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado", fue desarrollado por la Comisión Técnica de Radio para Aeronáutica (RTCA) a principios de la década de 2000. El impulso para desarrollar el estándar fue la creciente complejidad del hardware electrónico utilizado en los sistemas aerotransportados y la necesidad de un enfoque estandarizado para garantizar la seguridad y confiabilidad de tales sistemas.

El desarrollo de DO-254 fue impulsado por la Administración Federal de Aviación (FAA) de los Estados Unidos, que reconoció la necesidad de un estándar para garantizar que el hardware electrónico utilizado en los sistemas aeroespaciales cumpliera con los más altos estándares de seguridad. La FAA formó un grupo de trabajo a fines de la década de 1990, que se encargó de desarrollar un estándar que brindaría orientación para el desarrollo, verificación y validación de hardware electrónico utilizado en sistemas aerotransportados.

El grupo de trabajo incluyó a representantes de la industria aeroespacial, incluidos fabricantes, reguladores y otras partes interesadas. El grupo trabajó en estrecha colaboración con la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) para garantizar que la norma fuera aplicable a las industrias aeroespaciales de EE. UU. y Europa.

La primera versión de DO-254, titulada "Guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado", se publicó en diciembre de 2000. Desde entonces, el estándar se ha revisado varias veces para reflejar los cambios en la tecnología y las mejores prácticas de la industria. La versión más reciente, DO-254C, se lanzó en 2018.

Hoy en día, DO-254 es ampliamente reconocido como un estándar crítico para garantizar la seguridad y confiabilidad del hardware electrónico utilizado en los sistemas aerotransportados. El cumplimiento de este estándar es esencial para lograr la certificación de los organismos reguladores como la FAA y la EASA, y lo utilizan las empresas aeroespaciales de todo el mundo para garantizar que su hardware electrónico cumpla con los más altos estándares de seguridad.

Beneficios de DO-254

El cumplimiento de DO-254, la Guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado, brinda varios beneficios para las empresas involucradas en el desarrollo de hardware electrónico para sistemas aeroespaciales. Algunos de los beneficios clave del cumplimiento de DO-254 son:

  1. Seguridad mejorada: El cumplimiento de DO-254 garantiza que el hardware electrónico utilizado en los sistemas aerotransportados cumpla con los más altos estándares de seguridad. Esto puede ayudar a mejorar la seguridad de la aeronave y reducir el riesgo de accidentes o incidentes causados ​​por fallas en el hardware electrónico.
  2. Riesgo reducido: El cumplimiento de DO-254 puede ayudar a reducir el riesgo de costosas demoras o reelaboraciones durante el proceso de desarrollo. Al seguir un enfoque estandarizado para el desarrollo, la verificación y la validación, las empresas pueden identificar y mitigar posibles problemas en una etapa más temprana del proceso, lo que reduce el riesgo de costosos errores o retrasos.
  3. Eficiencia mejorada: El cumplimiento de DO-254 requiere un enfoque riguroso y estructurado para el desarrollo, la verificación y la validación, lo que puede ayudar a mejorar la eficiencia general del proceso de desarrollo. Al seguir un proceso estandarizado, las empresas pueden agilizar el proceso de desarrollo, reducir errores y reelaboraciones, y mejorar la calidad del producto final.
  4. Reputación mejorada: El cumplimiento de DO-254 puede ayudar a mejorar la reputación de una empresa en la industria aeroespacial. El cumplimiento de esta norma demuestra un compromiso con la seguridad y la confiabilidad, lo que puede ser atractivo para clientes y socios potenciales.
  5. Mayor acceso al mercado: El cumplimiento de DO-254 suele ser un requisito para obtener la certificación de organismos reguladores como la Administración Federal de Aviación (FAA) y la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA). Lograr la certificación puede ayudar a las empresas a acceder a nuevos mercados y ampliar sus oportunidades de negocio.

Proceso de DO-254

Paso #1 – Planificación: El objetivo es documentar el proyecto tanto como sea posible antes de iniciarlo para que todos comprendan claramente cómo se cumplirán los requisitos de DO-254. Esta descripción general de alto nivel de la arquitectura del banco de pruebas y el proceso de verificación proporciona transparencia sobre lo que se debe probar y por qué, lo que a su vez impulsa los criterios de cobertura.

Paso #2 – Captura y validación de requisitos: Los requisitos son indispensables para DO-254, y todo el diseño del proyecto de hardware se basará en estos requisitos. En consecuencia, cada requisito debe escribirse formalmente, lo que preferiblemente se puede lograr mediante el uso de un software de gestión de requisitos. 

De acuerdo con la especificación DO-254, se debe utilizar un enfoque de verificación y diseño basado en requisitos. Esto implica que todo en el proyecto de hardware se derivará de un conjunto cuidadosamente pensado de requisitos de alto nivel. Antes de que se cree cualquier RTL, cada uno de estos requisitos debe poseer ciertas cualidades, incluida la comprensibilidad, la capacidad de prueba, la verificabilidad, etc. Además, también deben tener un nombre de referencia único para no crear confusión más adelante en términos de desarrollo o revisión.

Paso #3 – Diseño conceptual: Durante la etapa de diseño conceptual, los diseños se dividen en partes más pequeñas para que puedan administrarse e implementarse más fácilmente. Esto a menudo se considera como un diagrama de bloques de alto nivel. 

Paso #4 – Diseño Detallado: Durante este paso, cada componente descrito durante la etapa anterior se desarrolla de acuerdo con los requisitos capturados. Este es el paso en el que llega al meollo del asunto y hace el verdadero trabajo de diseño. Asegúrese de que cada componente en el diseño conceptual tenga una contraparte de hardware RTL detallada que cumpla con todos los requisitos. 

Cada requisito de alto nivel debe tener asignado un módulo RTL para que haya transparencia y responsabilidad durante todo el proceso. Existen diferentes formas de establecer esta trazabilidad, así que averigüe qué funcionará mejor para su equipo antes de comenzar. 

Paso #5 - Implementación: El proceso de implementación es diferente dependiendo de la tecnología que se utilice. Para un diseño basado en RTL (como un FPGA o ASIC), el paso de implementación incluye el proceso de síntesis de convertir RTL en puertas reales específicas de la tecnología. Para una FPGA, esto también incluye la creación del archivo de programación para cargar en la FPGA. 

El diseño/verificación del back-end de ASIC es un proceso que debe seguirse en su documento PHAC desde el principio. Con las especificaciones DO-254, normalmente se le permite permanecer en un nivel algo alto mientras documenta las actividades durante la implementación, en particular para los ASIC. Esto se debe a que se realizarán muchas pruebas en el producto final a medida que se acerque a su finalización. 

Paso #6 – Transición de Producción: Una vez que el trabajo de diseño y los dispositivos están listos para comenzar la producción de mayor volumen, el diseño se transfiere a la fabricación. Esta es la etapa en la que toma su diseño y lo pone en producción. 

Típicamente, esto asegura aspectos tales como 

  • ¿Cómo puede asegurarse de que se utiliza la versión correcta del archivo de programación durante la fabricación? (FPGA)
  • ¿Cómo puede asegurarse de que está utilizando el componente correcto? (ASIC y FPGA) 
  • ¿Ha manejado correctamente los errores del dispositivo? 
  • Etc. 

La herramienta de proceso de requisitos, Visure Solutions, es esencial para comprender el resultado de todos los procesos y garantizar que el sistema final sea preciso.

Procesos de apoyo

Proceso #1 – Trazabilidad de requisitos: Es el proceso de vincular los requisitos con las actividades de diseño, verificación y validación que demuestran el cumplimiento de esos requisitos. La trazabilidad de los requisitos en DO-254 implica varios pasos. En primer lugar, los requisitos deben identificarse y documentarse en una especificación de requisitos. A continuación, los elementos de diseño, como los diagramas de circuitos y el código, deben vincularse a los requisitos correspondientes. Luego, las actividades de verificación y validación, como las pruebas y el análisis, deben estar vinculadas a los elementos y requisitos de diseño correspondientes.

Proceso #2 – Validación y Verificación: La verificación es el proceso de revisión y análisis de artefactos de diseño, como diagramas de circuitos y códigos, para garantizar que cumplan con los requisitos especificados. Las actividades de verificación incluyen revisiones, inspecciones, pruebas y análisis.

La validación es el proceso de demostrar que el diseño del hardware electrónico utilizado en los sistemas aerotransportados funciona de manera segura y confiable en el entorno previsto. Las actividades de validación incluyen pruebas, análisis y simulación.

Proceso n.º 3: Garantía del proceso: Cada plan de proyecto Do-254 debe ir acompañado de un documento que describa los pasos que se tomarán para garantizar que se cumpla el plan. Además de su plan compatible con DO-254, también debe documentar cómo garantizará que se cumpla con este plan. Esto normalmente se hace en un Plan de garantía de calidad o de garantía de procesos. Este plan designa quién será responsable de verificar que se sigan su PHAC y otros planes, así como también cómo se llevarán a cabo estos controles.

Proceso #4 - Gestión de la configuración: El propósito de la gestión de la configuración es ayudar a garantizar que el dispositivo se desarrolle en un entorno estructurado, repetible y controlado. Con este plan, establecerá cómo hacer que los procesos de desarrollo y generación de artefactos sean repetibles. Esto generalmente comprende la implementación de sistemas de control de revisión y seguimiento de errores para todos los archivos de diseño/verificación, así como para todos los documentos relacionados con la documentación y los artefactos.

Proceso #5 – Enlace de Certificación: Para garantizar el cumplimiento de DO-254 durante el proceso de desarrollo, es importante comprometerse con una autoridad de certificación, conocida como enlace de certificación. Por lo general, se designa a una persona como forma principal de comunicación con los funcionarios de certificación. Esto permite una comunicación optimizada y garantiza que el oficial de certificación comprenda el proceso de diseño general. El candidato ideal para este puesto suele tener experiencia en proyectos DO-254 y sabe cómo explicar detalles complejos de forma digerible.

Proceso #6 – Evaluación de herramientas: La evaluación de herramientas es un aspecto crítico del cumplimiento de DO-254. DO-254 requiere que todas las herramientas utilizadas en el diseño, verificación y validación de hardware electrónico se evalúen para garantizar que sean adecuadas para el uso previsto.

La evaluación de herramientas implica varios pasos. En primer lugar, se debe identificar la herramienta y se debe documentar su uso previsto. Luego, se debe evaluar la herramienta para determinar su impacto en la seguridad y confiabilidad del hardware electrónico. Esta evaluación incluye una evaluación de las características, capacidades, limitaciones y posibles modos de falla de la herramienta.

Requisitos de visualización Plataforma ALM

Requisitos de visure presenta flujos de trabajo visuales basados ​​en roles que hacen posible alinear los procesos y las herramientas y seguir la vida de un requisito a través de su desarrollo y especificación, hasta su posterior implementación y uso, y a través de períodos de refinamiento e iteración continuos en cualquiera de estas fases .

Visure Requisitos proporciona trazabilidad de extremo a extremo entre requisitos, verificación, informes de problemas, listas de verificación y artefactos del proyecto en un solo entorno. También se integra con otras herramientas del ciclo de vida para proporcionar una gestión integral para el desarrollo y verificación de sistemas integrados de aviónica. 

Visure Requisitos le permite estandarizar y agilizar los procesos de su organización relacionados con DO-254. Puede definir gráficamente los artefactos y aplicar la política de trazabilidad entre ellos en todos los niveles de garantía de diseño (DAL). De esta manera, puede asegurarse de que los sistemas de hardware de la aeronave en función de su criticidad de seguridad estén a la altura.

Con Visure, puede usar listas de verificación automatizadas para administrar el cumplimiento e integrar y acceder fácilmente a las listas de verificación de nuestro socio DER en nuestra herramienta. Esto le permitirá diseñar y mejorar un proceso de revisión en torno a estas listas de verificación y medir automáticamente la calidad de los requisitos con la alineación y la calidad de la aplicación de la IA en toda la organización.

Con Visure, también puede aumentar la productividad y la alineación entre su equipo mediante el seguimiento del progreso de principio a fin, la reutilización de los requisitos de cumplimiento en todos los proyectos y la automatización de la verificación de tareas para DO-254 con cualquier solución de gestión de pruebas de terceros.

Conclusión

En conclusión, la Guía de garantía de diseño para hardware electrónico aerotransportado, o DO-254, proporciona un enfoque estandarizado y estructurado para el desarrollo, verificación y validación de hardware electrónico utilizado en sistemas aeroespaciales. El cumplimiento de esta norma es esencial para garantizar la seguridad y la confiabilidad del hardware electrónico aerotransportado y, a menudo, es un requisito para obtener la certificación de los organismos reguladores. Las empresas que cumplen con DO-254 pueden beneficiarse de una seguridad mejorada, un riesgo reducido, una eficiencia mejorada, una reputación mejorada y un mayor acceso al mercado. Para aquellos interesados ​​en implementar procesos compatibles con DO-254, Visure Solutions ofrece una solución integral que puede ayudar a las empresas a administrar todo el proceso de cumplimiento. Para obtener más información, visite Visure Solutions e inicie una prueba gratuita de 30 .

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12 de septiembre de 2024.

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Fernando Valera

Fernando Valera

CTO, Soluciones Visure

Reza Madjidi

Reza Madjidi

Director ejecutivo de ConsuNova Inc.

Un enfoque integrado con Visure Solutions y ConsuNova Inc.

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