閆鋒 袁旭峰 尹楚雄 李小凡

（1.中國(guó)民用航空飛行學(xué)院 四川廣漢 618307；2.上海飛機(jī)客戶服務(wù)有限公司 上海 200241）

MEL手冊(cè)是根據(jù)民航局頒布的MMEL手冊(cè)所制定的，而MMEL 手冊(cè)則是民航局對(duì)航空器制造廠家提交的PMMEL手冊(cè)審批通過(guò)后提出的，MEL手冊(cè)可以使飛機(jī)安全性與經(jīng)濟(jì)性達(dá)到一個(gè)可接受的平衡［1］。但目前國(guó)內(nèi)航空器制造廠家還沒(méi)有一套針對(duì)用戶需求而建立的PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)，所以，有必要建立一套具有繼承性、系統(tǒng)性和通用性的PMMEL用戶需求分析原型系統(tǒng)，為國(guó)產(chǎn)民機(jī)型號(hào)的PMMEL制定及編制提供技術(shù)支撐。

主最低設(shè)備清單建議書(shū)（PMMEL）是由飛機(jī)制造商制定的，是局方發(fā)布MMEL 的基礎(chǔ)。在提交給局方審批前，為主最低設(shè)備清單建議書(shū)，在中國(guó)民航局審核通過(guò)后，為MMEL，交給運(yùn)營(yíng)人參考使用［2］。PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足以下幾點(diǎn)需求：用戶管理的需求；數(shù)據(jù)管理的需求，包括目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)管理、相似機(jī)型數(shù)據(jù)管理、MEL歷史使用數(shù)據(jù)管理、本體數(shù)據(jù)管理；能依據(jù)相似性算法生成PMMEL 建議備選項(xiàng)的需求；用戶系統(tǒng)使用幫助的需求。在現(xiàn)階段發(fā)展中，各科技數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸狀態(tài)，利用相似性算法，可以提高數(shù)據(jù)的綜合對(duì)比效率［3-5］。結(jié)合相似性算法處理數(shù)據(jù)，可以輔助開(kāi)發(fā)PMMEL用戶需求系統(tǒng)。

其中，用戶管理應(yīng)當(dāng)滿足對(duì)不同用戶的權(quán)限劃分，以及滿足管理用戶對(duì)PMMEL 用戶需求分析原型系統(tǒng)賬號(hào)的管理功能；數(shù)據(jù)管理的需求首先是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)于相似機(jī)型數(shù)據(jù)、MEL 歷史使用數(shù)據(jù)、本體數(shù)據(jù)、目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理需求，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的添加、刪除、查詢功能；PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)能依據(jù)飛機(jī)系統(tǒng)相似性算法得出所建議的PMMEL 建議清單，具體PMMEL用戶需求分析原型系統(tǒng)需求分析如圖1所示。

1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)

在PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)PMMEL 用戶需求的分析梳理，并根據(jù)系統(tǒng)的需求分析，將PMMEL 用戶需求分析原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)為5 層結(jié)構(gòu)，分別為開(kāi)發(fā)環(huán)境、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、控制層、業(yè)務(wù)邏輯層及UI層。

該P(yáng)MMEL 用戶需求原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要借助PyCharm 開(kāi)發(fā)工具，Python 3.8 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言與openpyxl==3.0.5、Pandas==0.25.3、NumPy==1.18.5、xlrd==1.2.0、PyQt5==5.15.2 等工具包來(lái)建立SqLite3 數(shù)據(jù)庫(kù)。Numpy 主要運(yùn)用于數(shù)值的計(jì)算，尤其是內(nèi)部集成了大量矩陣計(jì)算模塊，如基本的矩陣運(yùn)算、線性代數(shù)等。而Pandas廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理與分析，包括數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)、計(jì)算、處理、分析及數(shù)據(jù)可視化，Pandas 可以對(duì)大部分的主流文件格式進(jìn)行讀寫(xiě)，如TXT文本格式、xls和xlsx表格文件格式及SQL數(shù)據(jù)庫(kù)文件［6］。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層主要儲(chǔ)存系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，利用SQLite3 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。SQLite3 是一個(gè)軟件庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了自給自足的、無(wú)服務(wù)器的、零配置的、事務(wù)性的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，而且SQLite3可以直接訪問(wèn)其儲(chǔ)存文件。在PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)中，相似機(jī)型、目標(biāo)機(jī)型等數(shù)據(jù)是按照線性結(jié)構(gòu)（線性表）順序儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)文件中的。

數(shù)據(jù)控制層主要對(duì)相似機(jī)型、MEL歷史使用數(shù)據(jù)、目標(biāo)機(jī)型、本體數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、刪除、查詢等操作，對(duì)相對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。

業(yè)務(wù)邏輯層指系統(tǒng)根據(jù)飛機(jī)系統(tǒng)相似性算法將所輸入的目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)與相似機(jī)型數(shù)據(jù)進(jìn)行相似性對(duì)比，再結(jié)合MEL 歷史使用數(shù)據(jù)，提出目標(biāo)機(jī)型PMMEL備選建議項(xiàng)，并可以對(duì)所生成的建議清單導(dǎo)出為Excel文檔進(jìn)行儲(chǔ)存。

UI層則是進(jìn)行人機(jī)交互的界面設(shè)計(jì)，是用戶與系統(tǒng)進(jìn)行交互的橋梁。其要求是：界面要簡(jiǎn)潔大氣、便于用戶使用，界面要與產(chǎn)品內(nèi)容一致，在進(jìn)行UI 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)在視覺(jué)上便于用戶理解和使用。

2 PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

飛機(jī)廠家手冊(cè)是制定規(guī)范與維修保障的根本，能夠保障飛機(jī)的生產(chǎn)周期保持在較高的可靠性下持續(xù)運(yùn)行［7］，PMMEL手冊(cè)的制定對(duì)于提高飛機(jī)的安全性有重要作用［8］。依據(jù)手冊(cè)進(jìn)行PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)包含如下幾點(diǎn)基本功能模塊。

（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶MEL歷史數(shù)據(jù)的管理?？梢詫?duì)航空公司MEL 歷史使用數(shù)據(jù)中單個(gè)項(xiàng)目使用頻次進(jìn)行分析，按ATA 章節(jié)將項(xiàng)目使用頻次從高到低排列，并且可以將某一MEL歷史使用條目添加至PMMEL備選建議項(xiàng)。

5.正確把握經(jīng)濟(jì)特征與其他特征的辯證關(guān)系。司法實(shí)踐中，許多黑社會(huì)性質(zhì)組織的經(jīng)濟(jì)特征并不十分典型。比如說(shuō)，西北地區(qū)的黑社會(huì)性質(zhì)組織的資金來(lái)源多為犯罪所得以及被害人被迫提供，通過(guò)合法經(jīng)營(yíng)獲取利潤(rùn)作為原始資金積累的僅占黑社會(huì)性質(zhì)組織的15%，這是由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展原因?qū)е碌慕?jīng)濟(jì)特征不明顯。但是，可以肯定的是，任何一個(gè)黑社會(huì)性質(zhì)組織想要壯大組織、發(fā)展黑惡勢(shì)力，都必須獲得一定的經(jīng)濟(jì)支持，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為活躍的地區(qū)則更為明顯。因此，在認(rèn)定方法上應(yīng)以“非法控制特征”為核心，用辯證的、系統(tǒng)的觀點(diǎn)分析“四個(gè)特征”的內(nèi)在聯(lián)系。

（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)相似機(jī)型數(shù)據(jù)的管理?？梢詫?duì)各個(gè)成熟相似機(jī)型MMEL 案例庫(kù)進(jìn)行添加、查詢、刪除等操作，既可以添加或刪除一個(gè)新的相似機(jī)型MMEL 案例庫(kù)，又可以在某一個(gè)相似機(jī)型MMEL 案例庫(kù)中添加一條數(shù)據(jù)。成熟相似機(jī)型MMEL數(shù)據(jù)庫(kù)不僅要包含進(jìn)行相似性對(duì)比的所有要素，還應(yīng)包含可放行數(shù)量、安裝數(shù)量、修復(fù)期限類別及備注和例外（M或O程序）。

（3）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)的輸入、管理，以及目標(biāo)機(jī)型與相似機(jī)型進(jìn)行相似性對(duì)比得出PMMEL 備選建議項(xiàng)。與相似機(jī)型數(shù)據(jù)管理類似，可以對(duì)目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、刪除操作，同時(shí)還要有創(chuàng)建PMMEL 備選建議項(xiàng)功能。根據(jù)飛機(jī)系統(tǒng)相似性分析算法，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)系統(tǒng)的相似性對(duì)比，進(jìn)行相似性對(duì)比后，創(chuàng)建目標(biāo)機(jī)型PMMEL建議候選項(xiàng)，并顯示所求得的相似度。

（4）實(shí)現(xiàn)本體數(shù)據(jù)管理。本體數(shù)據(jù)包括功能本體數(shù)據(jù)及供應(yīng)商本體數(shù)據(jù)，在功能本體或供應(yīng)商本體中，可對(duì)具體條目進(jìn)行添加或刪除操作。

（5）實(shí)現(xiàn)對(duì)所求得的PMMEL 備選建議項(xiàng)的管理。將由MEL 歷史使用數(shù)據(jù)和目標(biāo)機(jī)型與相似機(jī)型進(jìn)行相似對(duì)比后而來(lái)的數(shù)據(jù)生成PMMEL備選建議項(xiàng)，并且可以將生成的PMMEL備選建議項(xiàng)另存為Excel文件進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。

（6）實(shí)現(xiàn)用戶管理功能。用戶管理包含用戶數(shù)據(jù)的注冊(cè)、刪除。PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)分為管理用戶和普通用戶，管理用戶和普通用戶的用戶權(quán)限不同，具體分配情況如表1所示。

表1 PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)用戶權(quán)限分配表

權(quán)限可分為：添加（A），刪除（D），查詢（S），無(wú)權(quán)限（N）。同時(shí)有添加、刪除、查詢權(quán)限時(shí)，用O表示。這里的添加、刪除權(quán)限指的是添加或刪除一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，而不是在某一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中添加或刪除某一條目。

（7）用戶幫助。提供相似機(jī)型數(shù)據(jù)、MEL歷史使用數(shù)據(jù)、目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)模板及系統(tǒng)說(shuō)明，協(xié)助用戶更好地使用PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)。

根據(jù)軟件需實(shí)現(xiàn)的主要功能，可將PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)分為6 個(gè)模塊，分別為：用戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)管理模塊、本體數(shù)據(jù)管理模塊、PMMEL 備選建議項(xiàng)模塊及幫助模塊，具體如圖2所示。

圖2 PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)組織模塊

3 PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)管理分為相似機(jī)型數(shù)據(jù)管理和MEL 歷史使用數(shù)據(jù)管理，管理員賬戶可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、添加和刪除操作。而普通用戶不能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行刪除操作，只能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行添加和查詢操作。

在MEL歷史數(shù)據(jù)管理中，除了相似機(jī)型數(shù)據(jù)管理的功能外，還可將具體條目直接添加至PMMEL備選建議項(xiàng)，即在MEL歷史使用數(shù)據(jù)查詢界面中勾選所對(duì)應(yīng)條目的備選框，然后點(diǎn)擊“添加至PMMEL備選建議項(xiàng)”按鈕，即可在PMMEL 備選建議項(xiàng)中顯示所選中的條目。

MEL歷史使用數(shù)據(jù)還可以針對(duì)某一數(shù)據(jù)類型進(jìn)行篩選。點(diǎn)擊想要進(jìn)行篩選的項(xiàng)目名稱，例如，點(diǎn)擊申請(qǐng)依據(jù)，就可以在彈出的選擇框中進(jìn)行篩選，選擇要查看的具體數(shù)據(jù)條目。進(jìn)行篩選后，要重新全部顯示所有的數(shù)據(jù)內(nèi)容，則在下拉欄輸入“全部”，就可以將全部的數(shù)據(jù)內(nèi)容顯示出來(lái)。

點(diǎn)擊目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)管理的下拉菜單中“上傳數(shù)據(jù)”按鈕，可上傳目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊文件，上傳目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)庫(kù)。成功上傳目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊“創(chuàng)建PMMEL備選建議項(xiàng)”按鈕，與相似機(jī)型進(jìn)行相似性對(duì)比得出的PMMEL建議項(xiàng)直接添加至PMMEL備選建議項(xiàng)界面。

本體數(shù)據(jù)管理分為功能本體和供應(yīng)商本體。在功能本體或供應(yīng)商本體中，可對(duì)具體條目進(jìn)行添加或刪除操作。PMMEL 備選建議項(xiàng)界面是顯示由MEL 歷史使用數(shù)據(jù)及目標(biāo)機(jī)型與相似機(jī)型進(jìn)行相似對(duì)比后而來(lái)的數(shù)據(jù)生成PMMEL 備選建議項(xiàng)，點(diǎn)擊“導(dǎo)出”按鈕，可以將生成的PMMEL備選建議項(xiàng)另存為Excel文件進(jìn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。

用戶幫助功能則是提供需要上傳的相似機(jī)型數(shù)據(jù)、MEL 歷史使用數(shù)據(jù)、目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)模板及系統(tǒng)說(shuō)明，幫助用戶更好地使用PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)。建立好的PMMEL用戶需求系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 PMMEL 用戶需求系統(tǒng)

4 PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)測(cè)試

對(duì)于用戶登錄、注冊(cè)功能，測(cè)試目的是檢測(cè)軟件是否能完成預(yù)定的工作。在進(jìn)行登錄和注冊(cè)的測(cè)試時(shí)，按表2所示進(jìn)行測(cè)試。

表2 系統(tǒng)軟件登錄與注冊(cè)測(cè)試

（1）數(shù)據(jù)管理包括MEL歷史數(shù)據(jù)管理及相似機(jī)型數(shù)據(jù)管理，可對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的添加、刪除、查詢等操作。點(diǎn)擊相似機(jī)型數(shù)據(jù)管理或MEL 歷史使用數(shù)據(jù)管理下拉菜單中的添加按鈕，可上傳相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件。如需添加新的MEL 歷史使用數(shù)據(jù)，則點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕，選擇對(duì)應(yīng)的MEL 歷史使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行上傳，上傳成功后，會(huì)彈出添加成功的對(duì)話框。可刪除相似機(jī)型數(shù)據(jù)庫(kù)及MEL歷史使用數(shù)據(jù)庫(kù)，此功能只能由管理員賬戶能操作。

（2）MEL歷史使用數(shù)據(jù)能否添加至PMMEL備選建議項(xiàng)。在查詢MEL歷史使用數(shù)據(jù)時(shí)，要想將某一條數(shù)據(jù)添加至PMMEL備選建議項(xiàng)，則是勾選所對(duì)應(yīng)條目的備選框，點(diǎn)擊“添加至PMMEL 備選建議項(xiàng)”按鈕，即可在PMMEL備選建議項(xiàng)中顯示所選中的條目。

（3）相似性對(duì)比功能測(cè)試。上傳目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)文件后，在目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)界面點(diǎn)擊“創(chuàng)建PMMEL 備選建議項(xiàng)”按鈕，與相似機(jī)型進(jìn)行相似性對(duì)比得出的PMMEL 建議項(xiàng)直接添加至PMMEL 備選建議項(xiàng)界面。圖4是將B737空調(diào)系統(tǒng)數(shù)據(jù)作為目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“創(chuàng)建PMMEL備選建議項(xiàng)”，會(huì)彈出添加成功對(duì)話框。

圖4 成功創(chuàng)建PMMEL 備選建議項(xiàng)

5 結(jié)語(yǔ)

首先，對(duì)PMMEL用戶需求原型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境及各個(gè)模塊的功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹；其次，分析了PMMEL用戶需求分析原型系統(tǒng)各個(gè)模塊，如用戶管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、目標(biāo)機(jī)型數(shù)據(jù)管理模塊、PMMEL備選建議項(xiàng)模塊、本體數(shù)據(jù)模塊及用戶幫助模塊；最后，對(duì)PMMEL 用戶需求原型系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，包括用戶登錄與注冊(cè)測(cè)試、數(shù)據(jù)管理測(cè)試及相似性對(duì)比測(cè)試，驗(yàn)證了此系統(tǒng)能完成預(yù)期的功能。