機(jī)載軟件化管理

機(jī)載軟件化管理

隨著飛機(jī)型號(hào)性能要求的不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大多數(shù)現(xiàn)代飛機(jī)的重要功能系統(tǒng)都與計(jì)算機(jī)軟件有關(guān)。出于極大的興趣，載軟件軟件的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大。從第二代飛機(jī)開始，軟件可以執(zhí)行的功能隨著每一代飛機(jī)的變化而不斷變化。軟件功能、結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)變得越來(lái)越復(fù)雜。由于飛機(jī)執(zhí)行任務(wù)所經(jīng)歷的外部環(huán)境和內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)千變?nèi)f化,以及飛行安全和任務(wù)保障要求的不斷提高,對(duì)機(jī)載軟件的管理提出了越來(lái)越高的要求,軟件管理已經(jīng)成為飛機(jī)系統(tǒng)工程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳統(tǒng)的機(jī)載軟件的管理模式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代飛機(jī)對(duì)軟件狀態(tài)控制的需要,必須采取軟件工程化管理方法對(duì)機(jī)載軟件開發(fā)全過(guò)程和壽命周期予以系統(tǒng)管理。飛機(jī)機(jī)載軟件工程化管理是指借鑒工程系統(tǒng)管理的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合飛機(jī)型號(hào)研制的具體要求和軟件產(chǎn)品的特殊性,對(duì)軟件開發(fā)全過(guò)程和壽命周期進(jìn)行定義、規(guī)范、控制和管理,使軟件項(xiàng)目的每一項(xiàng)活動(dòng)都以一種系統(tǒng)的方式在受控狀態(tài)下進(jìn)行,從而保證軟件狀態(tài)的一致性,達(dá)到飛機(jī)軟件裝機(jī)狀態(tài)清晰、完整,確保飛行和維護(hù)保障的準(zhǔn)確、可靠。1提升承研單位的軟件內(nèi)裝飛機(jī)機(jī)載軟件產(chǎn)品(包括系統(tǒng)、分系統(tǒng)和組件)的承研單位只有在軟件壽命周期內(nèi)嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)載軟件工程化管理的有關(guān)規(guī)范和條例,才有可能實(shí)現(xiàn)整機(jī)軟件的工程化管理。1.1計(jì)劃管理要求在型號(hào)研制項(xiàng)目合同簽訂或任務(wù)書下達(dá)后,型號(hào)總體單位首先要針對(duì)研制合同、任務(wù)書的特定要求進(jìn)行軟件項(xiàng)目策劃,并將策劃結(jié)果形成項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃。項(xiàng)目開發(fā)計(jì)劃應(yīng)包括:(1)明確項(xiàng)目的總目標(biāo)、工作范圍、工作內(nèi)容、需提交的軟件產(chǎn)品清單(包括程序、文檔及相關(guān)服務(wù))、軟件測(cè)試和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目的完成期限。(2)劃分項(xiàng)目開發(fā)階段,確定各階段的輸入、輸出,預(yù)測(cè)各階段的關(guān)鍵問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)。(3)明確進(jìn)度控制要求(如各階段要完成的工作內(nèi)容及要執(zhí)行的驗(yàn)證);確定軟件配置計(jì)劃和文檔編制計(jì)劃等。(4)在型號(hào)研制過(guò)程中,軟件應(yīng)作為特殊產(chǎn)品納入型號(hào)的研制計(jì)劃和產(chǎn)品配套表。1.2個(gè)級(jí)別的介紹應(yīng)根據(jù)軟件對(duì)系統(tǒng)安全性和功能的不同影響程度進(jìn)行重要度分類。軟件重要度一般分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個(gè)級(jí)別(見(jiàn)表1)。軟件重要度分類應(yīng)在飛機(jī)型號(hào)總體單位的指導(dǎo)下分層進(jìn)行,自頂向下,由系統(tǒng)到分系統(tǒng),直至每個(gè)單元模塊。軟件重要度分類應(yīng)盡早進(jìn)行(最遲應(yīng)在概念設(shè)計(jì)階段結(jié)束前完成)。在整個(gè)軟件開發(fā)過(guò)程中,應(yīng)視軟件的級(jí)別按有關(guān)規(guī)定采取不同的管理措施。1.3階段性產(chǎn)品供給管理基線的確定一般應(yīng)考慮兩個(gè)因素:一是軟件本身規(guī)模的大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度;二是軟件項(xiàng)目所屬系統(tǒng)的特點(diǎn)。當(dāng)軟件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模很大時(shí),基線劃分應(yīng)細(xì)一些(特別是在研制階段的基線劃分),同時(shí),基線劃分還應(yīng)與整個(gè)型號(hào)研制階段(型號(hào)研制程序一般分為可行性論證(K)、方案論證(F)、初樣研制(C)、試樣研制(S)和設(shè)計(jì)定型(D)五個(gè)階段)的劃分協(xié)調(diào),以便于階段性軟件產(chǎn)品的轉(zhuǎn)階段審驗(yàn)和發(fā)放。例如,在某型號(hào)研制中,我們對(duì)型號(hào)軟件的研制定義了5類基線,即功能基線、分配基線、C階段基線、S階段基線和產(chǎn)品基線。從“C”型件交付之日起,型號(hào)軟件各承研單位的軟件配置基線必須與型號(hào)總體單位保持一致。(1)“C”型件軟件交付時(shí),應(yīng)對(duì)“C”型件各軟件配置項(xiàng)進(jìn)行驗(yàn)收評(píng)審。通過(guò)驗(yàn)收評(píng)審后,將“C”型件軟件裝入總體單位的項(xiàng)目級(jí)軟件開發(fā)庫(kù)中。(2)軟件完成“C”型件綜合聯(lián)試后,經(jīng)評(píng)審達(dá)到C階段基線要求,從項(xiàng)目級(jí)軟件開發(fā)庫(kù)中進(jìn)入項(xiàng)目級(jí)軟件受控庫(kù);完成“S”型件綜合聯(lián)試后,經(jīng)評(píng)審達(dá)到S階段基線要求,并經(jīng)試飛驗(yàn)證后送入項(xiàng)目級(jí)軟件產(chǎn)品庫(kù)。(3)研制完成的型號(hào)軟件通過(guò)驗(yàn)收評(píng)審,達(dá)到產(chǎn)品基線的要求方可作為產(chǎn)品交付配套裝機(jī)。1.4軟件的開發(fā)需規(guī)范化按照軟件開發(fā)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,結(jié)合飛機(jī)型號(hào)軟件開發(fā)的特點(diǎn),型號(hào)總體單位和軟件開發(fā)單位都要建立健全軟件工程化管理制度,對(duì)型號(hào)軟件開發(fā)的各項(xiàng)活動(dòng)分別實(shí)施規(guī)范化的工程管理、協(xié)調(diào)、監(jiān)督和控制,使各項(xiàng)活動(dòng)有人負(fù)責(zé),有章可循,有據(jù)可查,有人驗(yàn)證,確保提供合格的機(jī)載軟件產(chǎn)品。進(jìn)度控制是軟件開發(fā)過(guò)程的重點(diǎn)。飛機(jī)系統(tǒng)軟件開發(fā)由多項(xiàng)相互交叉、同時(shí)并行的活動(dòng)構(gòu)成,相互間有很多的接口關(guān)系和邏輯順序。進(jìn)度拖延或失控將影響整個(gè)型號(hào)的研制進(jìn)度,增加成本;如趕進(jìn)度勢(shì)必影響軟件開發(fā)的質(zhì)量。因此,必須實(shí)施網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)度控制,找出各系統(tǒng)、分系統(tǒng)之間的聯(lián)系,并將它們合理地組織起來(lái),從而最有效地利用各項(xiàng)資源,確保及時(shí)參加系統(tǒng)聯(lián)試。2飛機(jī)類型惡意軟件管理的基本目標(biāo)2.1軟件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)全面、準(zhǔn)確地理解并描述軟件功能需求,是軟件研發(fā)工作的關(guān)鍵一步,它不僅為后續(xù)開發(fā)階段提供了設(shè)計(jì)基礎(chǔ),也是評(píng)價(jià)最終軟件產(chǎn)品的依據(jù)。因此應(yīng)注意:(1)充分溝通,對(duì)軟件需求達(dá)成一致理解。(2)快速建立軟件系統(tǒng)模型,從而能對(duì)照系統(tǒng)的工作特性,提出明確的軟件需求。(3)在確定軟件需求時(shí),應(yīng)對(duì)所開發(fā)軟件系統(tǒng)的構(gòu)成和整體特性有全面的了解和把握。2.2軟件實(shí)施階段評(píng)審軟件開發(fā)的每一過(guò)程所產(chǎn)生的差錯(cuò)在后續(xù)階段有積累和放大效應(yīng),開發(fā)前期的一個(gè)小小疏忽和差錯(cuò),都可能對(duì)后期開發(fā)造成嚴(yán)重的影響。而且在不同階段,引入變更、糾正錯(cuò)誤所付出的代價(jià)是不同的。缺陷發(fā)現(xiàn)得越早就越易糾正,如果到后期才暴露、糾正,由于影響范圍擴(kuò)大,邏輯關(guān)系復(fù)雜,需要更多時(shí)間、人力和費(fèi)用的投入。因此,應(yīng)充分重視階段性評(píng)審對(duì)保證軟件質(zhì)量、降低軟件開發(fā)成本的重要性,確保評(píng)審的有效性。在型號(hào)軟件整個(gè)研制過(guò)程中,至少要進(jìn)行軟件需求評(píng)審、概要設(shè)計(jì)評(píng)審、詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審、確認(rèn)評(píng)審、軟件驗(yàn)收評(píng)審和軟件驗(yàn)證、功能審查、物理審查、綜合審查等8個(gè)方面的評(píng)審、審查工作。根據(jù)型號(hào)研制的實(shí)際情況,軟件開發(fā)階段的評(píng)審可分6次進(jìn)行。其中需求評(píng)審、設(shè)計(jì)評(píng)審和內(nèi)部驗(yàn)收評(píng)審由軟件承研單位組織,一般在承研單位內(nèi)進(jìn)行;軟件驗(yàn)證和確認(rèn)、功能審查、物理審查和綜合審查由總體單位組織,分別結(jié)合“C”型件綜合聯(lián)試評(píng)審和“S”型件試驗(yàn)評(píng)審,在系統(tǒng)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。軟件驗(yàn)收評(píng)審在“D”型件研制階段結(jié)束時(shí)進(jìn)行。2.3軟件配置管理軟件配置管理也稱為軟件技術(shù)狀態(tài)管理,是指軟件生命周期各階段所產(chǎn)生的各種形式、各種版本的文檔、程序及其數(shù)據(jù)的集合,主要有5個(gè)方面的內(nèi)容,即基線定義、標(biāo)識(shí)規(guī)定、更改控制、狀態(tài)報(bào)告和版本管理。軟件配置管理至關(guān)重要,它關(guān)系到軟件研制工作的有效性、軟件產(chǎn)品的可用性和可信性。在軟件整個(gè)生命周期內(nèi),軟件配置管理要控制軟件配置管理項(xiàng)的發(fā)布和更改,記錄并報(bào)告配置的狀態(tài)和更改要求,驗(yàn)證配置項(xiàng)的完整性和正確性,它貫穿于軟件開發(fā)和使用過(guò)程的始終?？紤]到型號(hào)飛機(jī)工程的復(fù)雜性和有較多的參研單位,型號(hào)軟件配置管理宜采用分級(jí)管理的方式,即項(xiàng)目級(jí)軟件配置管理和分系統(tǒng)級(jí)軟件配置管理兩級(jí)管理體系。軟件庫(kù)分為兩級(jí),一級(jí)為項(xiàng)目級(jí)軟件配置庫(kù),由型號(hào)總體單位建立并負(fù)責(zé)管理;二級(jí)為分系統(tǒng)級(jí)軟件配置庫(kù),由各分系統(tǒng)或設(shè)備承研單位建立并負(fù)責(zé)管理。因此,型號(hào)總體單位應(yīng):(1)制定并實(shí)施配置管理計(jì)劃,確定配置管理職責(zé)、方法、程序和要求。(2)軟件配置項(xiàng)一旦經(jīng)過(guò)測(cè)試、審查和批準(zhǔn),即納入配置管理。對(duì)隨后所發(fā)生的所有變更應(yīng)提出申請(qǐng),經(jīng)審批后實(shí)施變更。(3)在軟件各開發(fā)階段末尾建立配置基線,對(duì)基線處的配置變更執(zhí)行更高級(jí)別的審批控制。(4)定期發(fā)布配置狀態(tài)報(bào)告,使所有有關(guān)單位能及時(shí)了解軟件配置變化,避免可能出現(xiàn)的沖突和不一致。(5)盡早建立項(xiàng)目級(jí)軟件配置庫(kù),并要求所有裝機(jī)軟件產(chǎn)品必須無(wú)條件地進(jìn)入項(xiàng)目級(jí)軟件配置庫(kù)。2.4中小型企業(yè)安全關(guān)鍵軟件測(cè)試監(jiān)測(cè)的要求由于軟件錯(cuò)誤有較大的隱蔽性,為了提高測(cè)試以及系統(tǒng)、分系統(tǒng)聯(lián)試工作的充分性和有效性,應(yīng)特別重視并注意:(1)制定和實(shí)施測(cè)試管理程序,編制并嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試規(guī)程,對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行記錄、報(bào)告和審查。(2)測(cè)試應(yīng)分階段進(jìn)行。不同階段的測(cè)試可交叉進(jìn)行,但測(cè)試對(duì)象、目的、內(nèi)容、參與人員、測(cè)試工具、方法都有所不同。(3)進(jìn)行測(cè)試前后的測(cè)試審查。測(cè)試前審查、確認(rèn)已具備測(cè)試條件,測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試規(guī)程恰當(dāng)、充分、適用;測(cè)試后對(duì)測(cè)試結(jié)果、報(bào)告進(jìn)行全面審查。(4)對(duì)安全關(guān)鍵軟件必須進(jìn)行獨(dú)立的第三方測(cè)試。第三方測(cè)試應(yīng)在“S”型件綜合聯(lián)試結(jié)束前完成,并提交第三方軟件測(cè)評(píng)報(bào)告。(5)軟件測(cè)試的第三方應(yīng)是經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)的具備軟件測(cè)評(píng)資格的機(jī)構(gòu)。承擔(dān)軟件第三方測(cè)試的機(jī)構(gòu)對(duì)軟件開發(fā)單位知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)可在合同或協(xié)議書中規(guī)定相應(yīng)的條款。2.5承研單位的檢查型號(hào)總體單位應(yīng)在《軟件研制任務(wù)書》和《軟件需求規(guī)格說(shuō)明》中提出定性、定量的軟件性能和質(zhì)量要求,并參加軟件承研單位的階段評(píng)審;對(duì)系統(tǒng)或分系統(tǒng)聯(lián)試中發(fā)現(xiàn)的軟件問(wèn)題的糾正情況進(jìn)行監(jiān)督;對(duì)軟件承研單位的分系統(tǒng)級(jí)軟件配置庫(kù)與項(xiàng)目級(jí)軟件配置庫(kù)的一致性進(jìn)行監(jiān)督和檢查;對(duì)軟件承研單位提供的軟件是否滿足研制任務(wù)書要求予以確認(rèn)。2.6fracas軟件聯(lián)試方法從軟件系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)階段開始,就應(yīng)建立型號(hào)的軟件故障報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)(SFRACAS)。在軟件測(cè)試過(guò)程和聯(lián)試過(guò)程中,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定記錄、整理、分析軟件的故障數(shù)據(jù),并對(duì)其實(shí)施閉環(huán)控制,有效地消除軟件缺陷和故障。在軟件開發(fā)、測(cè)試、外場(chǎng)試驗(yàn)及使用部門建立問(wèn)題報(bào)告制度。對(duì)軟件的更改記錄和信息應(yīng)納入總體單位的信息閉環(huán)管理系統(tǒng)。3軟件加載過(guò)程監(jiān)控和軟件文件管理3.1從產(chǎn)品庫(kù)中自然產(chǎn)出和交付工裝各系統(tǒng)、分系統(tǒng)軟件達(dá)到產(chǎn)品基線要求才可作為產(chǎn)品交付裝機(jī),特別強(qiáng)調(diào)軟件產(chǎn)品必須且只能從項(xiàng)目級(jí)產(chǎn)品庫(kù)中導(dǎo)出和交付裝機(jī)。在軟件的出庫(kù)、灌裝過(guò)程中,除執(zhí)行配置管理規(guī)定中的有關(guān)要求外,軟件檢驗(yàn)員要查驗(yàn)軟件狀態(tài)、版本與飛機(jī)構(gòu)型狀態(tài)的一致性,監(jiān)控軟件的出庫(kù)、灌裝過(guò)程和系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程,特別要跟蹤軟件灌裝后測(cè)試產(chǎn)生的不符合項(xiàng)的歸零。3.2文檔資料管理。我國(guó)機(jī)械規(guī)范的管理主要規(guī)范以下三文檔資料是軟件產(chǎn)品的有機(jī)組成部分,用以描述、規(guī)定、記錄、報(bào)告軟件工程的各項(xiàng)活動(dòng)以及軟件設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。規(guī)范、細(xì)致地編制、管理和維護(hù)文檔,對(duì)軟件工程化管理具有非常重要的意義。文檔資料管理的內(nèi)容包括:制定并實(shí)施文檔管理制度;按GJB438A的要求制定文檔編制計(jì)劃;統(tǒng)一文檔的編制格式與內(nèi)容要求;對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)應(yīng)盡量與程序編碼的標(biāo)識(shí)一致以便于識(shí)別和跟蹤;控制文檔的更改;對(duì)重要文檔作為軟件配置項(xiàng)納入配置管理;統(tǒng)一培訓(xùn)教材格式和內(nèi)容要求等。4軟件的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化機(jī)載軟件工程化管理是飛機(jī)型號(hào)研制的必然趨勢(shì)。應(yīng)將軟件開發(fā)和管理過(guò)程看作是矛盾的對(duì)立與統(tǒng)一,過(guò)分強(qiáng)調(diào)軟件的特殊性而忽視軟硬件工程管理的