汽車軟件開(kāi)發(fā)V模型的本質(zhì)

太多人在講V模型了，但越是司空見(jiàn)慣的概念，似乎越讓人難以達(dá)成共識(shí)。這篇文章給出我的觀點(diǎn)。開(kāi)發(fā)模型其實(shí)有很多，比如，增量式、原型式、螺旋式、噴泉式、W模型等。限于篇幅且必要性不大，我們不講那么多。其實(shí)，能夠反映最基本工程邏輯的模型就是瀑布，包括V模型在內(nèi)的其他模型大多是以瀑布為基礎(chǔ)來(lái)衍生的，或多或少也都能看到它的影子。我們先從瀑布說(shuō)起。1、瀑布模型是一種認(rèn)知邏輯瀑布模型是大家聽(tīng)得最多的，也是具備最樸素的認(rèn)知邏輯的一種模型。瀑布模型，顧名思義，就是像瀑布的水流一樣逐層推進(jìn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在需求、設(shè)計(jì)、測(cè)試3大基礎(chǔ)板塊上的擴(kuò)展，各項(xiàng)工程活動(dòng)就像多米諾骨牌一樣按次序排布，并逐層驅(qū)動(dòng)直至最后一塊骨牌倒下。這種方式雖然簡(jiǎn)單，但非常易于理解，所以也便于管理。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化要求比較高的領(lǐng)域，更是極具友好性，就像汽車制造，就是非常典型的瀑布。一個(gè)簡(jiǎn)單的、單一的軟件模塊的開(kāi)發(fā)，如果需求描述清晰、設(shè)計(jì)方式確定、測(cè)試用例明確，最佳的辦法也就是一波流的瀑布。當(dāng)然，不是像一串珠子一樣的單向、單通道、串行模式才是瀑布。即使是最簡(jiǎn)單的一個(gè)機(jī)械件開(kāi)發(fā)，也會(huì)有并行、來(lái)回反復(fù)修正的過(guò)程?？傮w的，我們可以總結(jié)瀑布在廣義上的兩個(gè)特點(diǎn)：在時(shí)間線上線性串行。后序輸入需要依賴前序輸出。這樣，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，瀑布不單是一種開(kāi)發(fā)模型，也是一種無(wú)法跳脫的思考方式。

2、V模型的本質(zhì)然而，世間規(guī)律并非總是完美如12345這樣的次序。當(dāng)我們面臨具備一定復(fù)雜性的系統(tǒng)和合作環(huán)境時(shí)，最基礎(chǔ)的瀑布模型就不便于我們參考了。身處冗長(zhǎng)供應(yīng)鏈和擁有復(fù)雜機(jī)電軟硬一體系統(tǒng)的汽車，就面臨了這樣的問(wèn)題，基于瀑布而演變的V模型就逐漸成為汽車行業(yè)應(yīng)用最廣的模型諸如ASPICE、26262、21434等行業(yè)內(nèi)各種體系標(biāo)準(zhǔn)也都是基于V模型搭的架構(gòu)。2.1

層層嵌套的汽車V模型V模型習(xí)慣被認(rèn)為是軟件開(kāi)發(fā)的一種模型，但對(duì)于汽車軟件，顯然無(wú)法獨(dú)立談軟件。我們不妨按照系統(tǒng)工程的方式理解一下，當(dāng)俯瞰整個(gè)汽車的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)就是一個(gè)個(gè)大V模型套小V模型的架構(gòu)。首先，多個(gè)整車V模型會(huì)作為背景板來(lái)支撐汽車整體開(kāi)發(fā)架構(gòu)，并進(jìn)而支持整車屬性定義、造型設(shè)計(jì)、架構(gòu)設(shè)計(jì)、需求拆分、子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、樣件交付、整車集成、整車驗(yàn)證等整車?yán)锍瘫繕?biāo)的達(dá)成。接下來(lái)，一個(gè)個(gè)ECU子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)再通過(guò)多個(gè)小的ECUV模型來(lái)不斷推進(jìn)。進(jìn)一步地，每一個(gè)ECU子系統(tǒng)還能劃分為機(jī)械、軟件、算法、標(biāo)定、硬件、子系統(tǒng)集成等學(xué)科領(lǐng)域，而它們也是通過(guò)更下一級(jí)的小小V模型來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。伴隨著不斷的V模型的迭代，零部件、子總成、功能域系統(tǒng)、整車逐漸成熟，直至整車SOP。2.2

V模型的內(nèi)核那么，V模型的內(nèi)核到底在哪里？有4個(gè)點(diǎn)值得關(guān)注。2.2.1分層分塊細(xì)化我們對(duì)于不太好搞懂的東西，要掰開(kāi)了、揉碎了看。就像我們認(rèn)識(shí)物質(zhì)，一直從分子、原子、原子核、質(zhì)子、夸克深挖下去才算是多少弄明白點(diǎn)。2.2.2高度關(guān)注驗(yàn)證確認(rèn)汽車及汽車軟件的開(kāi)發(fā)涉及大量的各層級(jí)的驗(yàn)證。狹義上，就是工程上的測(cè)試；廣義上，所有的評(píng)審、走查、里程碑、審計(jì)、試駕都是驗(yàn)證確認(rèn)的一部分。2.2.3分工合作第一條的可分層細(xì)化也是分工合作的前提，反過(guò)來(lái)，分工合作的模式也影響了系統(tǒng)的層次和架構(gòu)，這是相互的。就像康威定律所指出的，“產(chǎn)品必然是其組織溝通結(jié)構(gòu)的縮影”。2.2.4開(kāi)始“混沌”現(xiàn)在的問(wèn)題在于，劃分為不同“層”和“塊”的V模型并不是終極解決方案。汽車行業(yè)開(kāi)發(fā)生態(tài)與V模型相互成就，V模型在汽車業(yè)的蓬勃中也成為骨架。但隨著軟件的進(jìn)入、域化、集中化的演變，系統(tǒng)到組件的層級(jí)關(guān)系越來(lái)越弱化，組件之間的學(xué)科界限越來(lái)越模糊?，F(xiàn)實(shí)工作中，我們經(jīng)常會(huì)矛盾于這是系統(tǒng)需求還是軟件需求，糾結(jié)于這是軟件測(cè)試還是硬件測(cè)試抑或是集成測(cè)試。

分層分塊概念的混沌正在變得明顯。于是，解決這種混沌就成為當(dāng)下的重點(diǎn)，或許還需要一定的時(shí)間，再次由亂到治，但這個(gè)過(guò)程中，并不用太急著去質(zhì)疑V模型本身的存在意義。3、全文小結(jié)總結(jié)下來(lái)，本文給出了3個(gè)關(guān)鍵信息或觀點(diǎn)：瀑布是一種基礎(chǔ)的認(rèn)知與工程邏輯。復(fù)雜的汽車是通過(guò)層層嵌套的V模型逐漸走向SOP的。V模型的特點(diǎn)在于分層分塊細(xì)化、高度關(guān)注驗(yàn)證確認(rèn)、分工合作，但目前遇到了分層分塊混沌的問(wèn)題。

4、寫