淺析裝備軟件質(zhì)量管理

◎海裝天津局 彭瑾 李木易

隨著武器裝備信息化程度的不斷提高，軟件的“核心地位”和“神經(jīng)中樞”作用也日益突出。軟件質(zhì)量已成為武器裝備形成戰(zhàn)斗力的關鍵所在。

裝備軟件的質(zhì)量管理是一個系統(tǒng)工程，需要科學策劃、認真實施、持續(xù)改進。只有大力加強軟件研制過程中的質(zhì)量控制管理，才能提高軟件的研制質(zhì)量，從而提高武器裝備的整體作戰(zhàn)效能。

一、裝備軟件質(zhì)量存在的主要問題

在過去的十幾年中，裝備軟件的承制方對軟件的開發(fā)、管理進行了有效地探索，并取得了初步成果，但裝備軟件的開發(fā)現(xiàn)狀并不樂觀，主要表現(xiàn)在：一是有的軟件開發(fā)項目缺乏有效的組織和手段，仍處在“自編、自導、自演”的手工階段；二是在實際開發(fā)過程中，由于型號研制、生產(chǎn)任務繁重等因素，在質(zhì)量與進度發(fā)生沖突時，往往疏于按質(zhì)量管理體系要求開展軟件質(zhì)量管理工作，不重視過程控制；三是裝備軟件的測試，特別是第三方測試沒有引起足夠的重視。因此，有必要認清當前裝備軟件質(zhì)量管理中存在的主要問題，并積極研究對策，以促使我軍戰(zhàn)斗力得到不斷提升。

1.對裝備軟件的概念認識模糊

現(xiàn)階段，裝備軟件只是作為硬件產(chǎn)品的一個附件來對待，還未作為單獨產(chǎn)品列入武器系統(tǒng)計劃和技術配套表，因此將導致以下問題：

一是在簽訂武器系統(tǒng)研制合同時，軟件作為武器系統(tǒng)的配套產(chǎn)品統(tǒng)一簽訂合同，費用與進度往往納入系統(tǒng)或裝備的統(tǒng)一安排。而費用并未考慮軟件的特殊性，進度安排也未考慮軟件開發(fā)周期的特殊性。

二是針對嵌入式軟件，更存在一個誤區(qū)，認為嵌入式軟件最終是嵌入到目標計算機中，因此將嵌入式軟件的開發(fā)過程完全與硬件混為一談而未考慮其特殊性。通常表現(xiàn)在軟件沒有單獨的研制任務書，是按硬件的研制過程開發(fā)；軟件沒有單獨的測試而是與硬件一起聯(lián)試；軟件沒有單獨的評審，有的甚至連文檔也是與硬件合在一起編寫，違背了按軟件工程化方法的要求開發(fā)和管理軟件。

三是武器系統(tǒng)的可靠性指標百分之百分配給了硬件，軟件沒有單獨的可靠性指標，但從統(tǒng)計資料看，實際上軟件可靠性遠遠低于硬件可靠性。

2.承制方未建立完善的軟件質(zhì)量體系

目前，裝備軟件的開發(fā)主要集中在軍隊院校、科研院所和相關部門。參與軟件開發(fā)的單位較多，但大多數(shù)單位內(nèi)部沒有建立較為完善的軟件質(zhì)量保證體系，即使建立了軟件質(zhì)量體系的單位, 其體系文件也有待通過實踐進一步補充完善。由于質(zhì)量體系不完善和承制方普遍管理水平不高，加之研發(fā)資金、人員的不足，導致軟件開發(fā)過程缺乏行之有效的管理和監(jiān)督，軟件的質(zhì)量保證工作基本上是由軟件開發(fā)者自行完成的。實踐證明，采用這種方法開發(fā)裝備軟件很難保證產(chǎn)品質(zhì)量。

3.軍方未有效參與軟件需求定義

軟件需求是度量軟件質(zhì)量的基礎，不符合需求的軟件就不符合質(zhì)量要求。美軍的一項調(diào)查表明，裝備軟件70%的錯誤出現(xiàn)在需求分析階段。在當前的型號研制中，由于裝備軟件需求定義階段缺少軍方的有效參與，使得軟件開發(fā)人員無法全面、準確地理解和定義裝備的作戰(zhàn)使用需求，導致最終的產(chǎn)品不能完全符合部隊的實際需求；由于部隊對裝備軟件隱含的需求重視不夠，導致軟件開發(fā)人員在后續(xù)工作中修改返工頻繁，不但影響了軟件研制進度，而且也將一些質(zhì)量問題和缺陷帶進了后面階段的工作中，軟件質(zhì)量難以保證。

4.軟件文檔在軟件質(zhì)量中的作用未引起足夠的重視

裝備軟件不僅僅指程序，還包括一整套符合國家軍用標準要求的文檔資料。質(zhì)量管理人員可以使用它們作為依據(jù)管理和評價軟件研制的情況。但在實際工作中，存在軟件設計文檔的編制不規(guī)范、文檔的編制水平和質(zhì)量參差不齊等諸多問題，特別是大多數(shù)單位的文檔是在軟件完成后補寫的，失去了以設計文檔指導軟件實現(xiàn)的作用。

二、解決裝備軟件質(zhì)量問題的方法

針對目前裝備軟件在質(zhì)量管理上存在的若干問題，軍方及承制方在結(jié)合型號研制過程中不斷摸索規(guī)律，提出了一系列解決問題的方法和思路，并制定了相關規(guī)范和原則，為裝備軟件質(zhì)量的健康發(fā)展提供了堅實基礎。

1.強化觀念上的認識

國防科工局在質(zhì)量發(fā)展綱要中要求：“加強軟件質(zhì)量管理，要將軟件作為單獨產(chǎn)品，納入型號產(chǎn)品配套表，與硬件產(chǎn)品一樣實施管理?！币虼?，要從質(zhì)量管理觀念上提高對裝備軟件的認識，不能把武器裝備軟件誤認為是單純的計算機軟件技術。要把武器裝備軟件作為關鍵件、重要件、單獨產(chǎn)品與硬件產(chǎn)品一樣實施質(zhì)量管理，才能有效地對裝備軟件質(zhì)量進行全面的考核、評定、驗收，使對裝備軟件的質(zhì)量管理達到空前的深度和廣度。

2.完善質(zhì)量保證體系建設

為了全面提高裝備軟件質(zhì)量，承制方必須按照國家軍用標準要求建立軟件質(zhì)量保證體系。這樣，軟件開發(fā)才能實現(xiàn)從個體開發(fā)階段向軟件工程化階段的根本性跨越，從而為提高軟件質(zhì)量創(chuàng)造必要的前提條件。建立裝備軟件質(zhì)量保證體系，需要正確認識四個方面的問題：

一是領導重視是關鍵。承制方的最高管理者首先要清楚地認識到建立軟件質(zhì)量保證體系是武器裝備建設和發(fā)展的需要，同時也是新形勢下參與市場競爭的需要。只有領導重視了，下級負責人和第一線的操作人員才能順利解決一些實際問題。

二是組織監(jiān)督是保證。軟件開發(fā)單位應建立能夠監(jiān)督軟件質(zhì)量保證體系的機制，從組織上為質(zhì)量保證體系建設提供可靠保證。這種內(nèi)部質(zhì)量體系的監(jiān)督將有力地推動質(zhì)量管理和質(zhì)量保證活動的順利開展。軍方應加強對軟件質(zhì)量保證體系的審核，促使承制方不斷完善軟件質(zhì)量保證體系，持續(xù)質(zhì)量改進，不斷提高軟件質(zhì)量。

三是全員參與是基礎。軟件質(zhì)量與設計人員和管理人員密切相關，沒有全員積極、主動的參與，軟件質(zhì)量保證便無從談起。

四是經(jīng)費投入是保障。質(zhì)量保證體系的建設需要人力、物力和財力的巨大投入。從全面和長遠來看，這些投入是用在增強企業(yè)素質(zhì)和自身實力上的。

3.做好裝備軟件的需求定義工作

在需求定義時，要形成真正反映軍方需要并切合實際的需求不是一件簡單的事。因此在這個階段需要做好以下工作：

一是要加強軍方在需求定義階段的主導作用。需求定義工作主要由開發(fā)人員承擔，但必須強調(diào)軍方的有效參與，發(fā)揮軍方在需求定義中的主導作用，這是軍方從總體上把握軟件質(zhì)量的根本措施。軍方可以在適當工具和環(huán)境的輔助下，運用圖表及某種限定性的語言等熟悉的表達方式參與定義系統(tǒng)的相關工作，從而最大限度地將自己的需求和想法反映給軟件設計者。這對于軟件需求及其正確性、一致性和完整性大有幫助。

二是要給予需求定義階段充分的時間。由于大部分軟件開發(fā)人員對軍事應用領域的知識不了解，無法很快理解軍方所提需求的真正含義，需要充分的時間進行學習和消化。

三是要加強需求定義的階段評審。需求分析階段所犯的錯誤是一些比較大的、整體性的錯誤。其修改涉及面廣，糾正錯誤的代價比較大，因此必須進行嚴格評審。需求分析評審的重點是根據(jù)總體任務書的要求，對軟件需求說明進行評審，包括功能、性能、接口、數(shù)據(jù)、環(huán)境需求等。主要審查需求分析的完整性、正確性和一致性，審查需求的每一項條款是否正確，軟件功能是否覆蓋了系統(tǒng)的要求，條款之間是否相互沖突，以及工程應用中的可行性、可維護性、經(jīng)濟性等問題。

四是實現(xiàn)系統(tǒng)分析員與程序員的“雙崗”分離。為提高復雜軟件系統(tǒng)的質(zhì)量和可靠性，軟件開發(fā)小組中系統(tǒng)分析員與程序員應相互獨立。軟件系統(tǒng)分析員不但要熟練地掌握計算機硬、軟件專業(yè)知識，同時還要對軍事應用領域的知識有充分的了解，而普通的程序員是達不到這一要求的。為此，當前承制方必須加緊制定措施，培養(yǎng)具有較高專業(yè)水平的系統(tǒng)分析員隊伍，從根本上解決軟件的“雙崗”分離問題。

4.加強對裝備軟件的文檔管理

軟件文檔管理是一項十分艱巨而又瑣碎的工作，應按照國家軍用標準《軟件文檔管理指南》、《武器系統(tǒng)軟件開發(fā)文檔》和《軍用計算機軟部件文檔編制格式和內(nèi)容》的要求開展軟件文檔管理工作。裝備軟件的文檔在程序的編制過程中要不斷地更新，對于一段程序、一組語句等都應有相應的文檔記錄。文檔可以使用中文，在文檔中要清楚地說明代碼的意義、存儲器的標號、數(shù)據(jù)的入口和出口、信息處理的方式、嵌套的作用、實現(xiàn)相關功能的途徑等。在修改程序的同時也要修改文檔，以切實做到文檔編寫規(guī)范、文實相符，描述具有一致性、確切性和簡明性，簽署完整、職責明確。

三、加強裝備軟件質(zhì)量管理的研究

隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，使得武器裝備系統(tǒng)越來越多地采用了計算機軟件，其性能的發(fā)揮也越來越多地依賴于裝備軟件的質(zhì)量。為更好地發(fā)揮裝備軟件在武器裝備中的作用，軍方和承制方需要不斷地加強對裝備軟件的研究工作，以滿足裝備軟件的發(fā)展要求。

1.開展裝備軟件承制方的軟件能力評價工作

我國裝備軟件的質(zhì)量管理起步較晚，同發(fā)達國家相比還存在很大的差距。在過去的十幾年中，為了進一步推動軟件工程化的深入開展，實現(xiàn)以測試促開發(fā)、以測試促管理的目的，裝備軟件承制方建立起了相應的測評體系，制定了相應的軟件開發(fā)規(guī)范，強化了軟件的評審工作。這些工作的推進取得了良好的效果，但由于裝備軟件承制方的能力參差不齊，軟件開發(fā)規(guī)范的制定和軟件評測工作落實的力度存在較大差異。因此，很有必要對裝備軟件承制方的軟件能力進行評價，建立起承制裝備軟件的準入制度。

裝備軟件承制方的軟件能力評價可先從軟件過程評估入手，并逐步過渡到軟件承制方的軟件能力評價。軟件過程評估的關鍵是要把握六項原則：一是采用一個標準作為過程的參考模型；二是采用一個預先定義的形式化評估過程來進行過程評估；三是評估的發(fā)起者應是參評者所在單位的高層管理者；四是評估應根據(jù)發(fā)起者的業(yè)務目標和需求來進行；五是采用嚴格保密的原則，即應保證任何屬于個人或項目的信息不被泄漏；六是評估組和組織的參評者之間是一種協(xié)同的工作關系。

在完成軟件過程評估的預定目標后，可開展裝備軟件承制方的軟件能力評價工作。通過對裝備軟件承制方軟件能力的評價活動獲得該單位的過程能力。對達到設定軟件能力級別的裝備軟件承制方，允許其開展裝備軟件的研制。

2.完善裝備軟件的配置管理

裝備軟件配置管理的重要性已逐步被裝備軟件承制方所認識，并在裝備軟件研制過程中配備了一定的軟件開發(fā)工具和環(huán)境。但因為裝備軟件的承制方在配置管理上發(fā)展不平衡，有的還處在手工階段，有的雖然已借助相應的工具進行管理，但配置管理的實時性、有效性、可控性和可追溯性并沒有得到很好的體現(xiàn)，達不到配置管理的目的，因此，很有必要繼續(xù)加強軟件的配置管理。

加強軟件配置管理需要從三個方面考慮：一是做好配置標識工作，使所采用的配置標識易于理解、識別；二是做好配置控制工作，主要把握實時性、有效性、可控性和可追溯性；三是做好配置審計工作。

3.加強裝備軟件的第三方獨立測試

裝備軟件承制方相繼建立了由軟件評測中心、軟件檢測站和軟件開發(fā)項目組組成的三級軟件評測體系。但在實際的軟件測試過程中并沒有嚴格按照單元測試、組件測試、確認測試和系統(tǒng)聯(lián)試的順序進行，交付的裝備軟件大部分只進行確認測試和系統(tǒng)聯(lián)試。由于系統(tǒng)聯(lián)試只進行軟件的功能和性能測試，并不能全部真實地反映被測軟件的實際情況，因此確認測試就顯得非常重要。但承擔確認測試的測試機構(gòu)并不是真正意義上的第三方獨立測試機構(gòu)，其與軟件承制方存在或多或少的連帶關系，這就使得測試結(jié)論的權威性有所降低，因此很有必要開展第三方獨立測試。其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在：一是發(fā)揮專業(yè)技術優(yōu)勢，使測試結(jié)果具有一定的權威性；二是發(fā)揮獨立機構(gòu)優(yōu)勢，可以比較客觀地開展工作，更有利于發(fā)現(xiàn)被測軟件存在的問題；三是進一步促進軟件承制方的工作。

裝備軟件的第三方獨立性測試由于被測軟件的一些特殊性(如專業(yè)性強、保密性高)，使得進行第三方獨立測試存在一些困難。因此，可以在第三方獨立測試過程中考慮如下因素：一是讓承制方承擔軟件測試，但必須確保第三方獨立測試機構(gòu)的組織權和監(jiān)督權，即軟件測試過程的組織權和測試小組測試過程的監(jiān)督權。

二是強調(diào)用戶的參與。裝備軟件由于其使用領域的特殊性，因此在第三方獨立測試中應強調(diào)用戶的參與。一方面，用戶的參與可以使第三方測試項目工作中的很多具體問題得到迅速解決，對工作展開和切實推進起到重要的推動作用；另一方面，用戶方的嚴格監(jiān)督和管理有助于測試方更全面、細致地完成各個環(huán)節(jié)的測試工作，使測試結(jié)果更有效。

裝備軟件的質(zhì)量管理是我軍武器裝備現(xiàn)代化建設的需要，也是軍事斗爭準備的需要。因此，我們必須下大力氣抓好裝備軟件質(zhì)量保證工作，探索裝備軟件質(zhì)量管理的新途徑、新方法，切實把裝備軟件質(zhì)量和可靠性提高到一個新的水平。