某整車研發階段的零部件軟件管控體系研究

馬云林，謝樂成，杜戰龍，文勇

（重慶長安汽車智能化研究院，重慶 401120）

某整車研發階段的零部件軟件管控體系研究

馬云林，謝樂成，杜戰龍，文勇

（重慶長安汽車智能化研究院，重慶 401120）

在國內汽車行業整車研發階段，零部件軟件質量保證過程大多依賴供應商的軟件研發實力，很少采用標準的CMMI體系或ASPICE體系進行軟件開發，而整車廠對軟件的實質性管控非常缺乏，因此建立零部件軟件管控體系勢在必行。文章通過對某車型在研發階段采用了實質性的軟件管控措施和制定相應的軟件測試指標和規范，取得了軟件質量明顯提升的效果進行研究，提出一套適合目前國內整車廠零部件開發過程管控的軟件體系。研究表明，零部件軟件管控體系的建立有利于整車研發前期爆發大量問題并提前解決，并對后期整車軟件升級更新起到了很好的促進作用。

CMMI體系；ASPICE體系；軟件測試指標；軟件升級

CLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-211-03

前言

汽車產業未來的發展方向是“低碳化、信息化、智能化”，其中智能化和信息化依賴于網絡技術實現，而網絡技術作為汽車工業與信息技術行業的結合點，將有力推動汽車行業的轉型升級，而軟件則是車聯網絡技術的關鍵所在。未來汽車的競爭，機械性能將不再是重點，眾矢之的是：軟件以及互聯網如何讓出行變得更加愉快[1]。伴隨著互聯網的興起和汽車智能化程度的不斷提升，尤其是IATF 16949：2016換版[2]正式發布，對嵌入式軟件的產品開發應有質量保證過程和明確的軟件開發過程等要求。由此可見汽車行業對軟件的重視程度，后續軟件將成為汽車行業競爭的焦點。

1 汽車行業軟件研發現狀

國內汽車行業的軟件研發模式：整車廠主導需求和驗收，供應商主導開發和維護。而供應商的零部件軟件開發過程保證也依賴自身的研發和測試能力，鮮有采用標準的CMMI體系或ASPICE體系進行軟件開發。整車廠對零部件的軟件開發過程缺乏有效的管控，軟件質量保證大多依賴供應商的軟件研發能力。這種由供應商主導的零部件軟件研發模式導致的弊端在于，研發階段供應商無法按期交付合格軟件，研發后期軟件問題重復發生，軟件維護階段軟件變更代價較高[3]。縱觀多個整車項目研發階段出現的軟件問題，歸納原因主要有兩點：一是過往整車項目更注重零部件的硬件、模具等質量管控，對各零部件供應商軟件開發流程管控未規范化；二是軟件FMEA回歸未落實到位。

2 整車零部件軟件管控體系探索

結合整車廠的研發流程，提出了適應整車研發流程的零部件軟件管控措施。分別從零部件招標前的供應商評審、軟件開發、軟件維護以及FMEA共4個階段進行管控，從而確保整車廠的軟件質量得到保障。下圖1為整車零部件軟件管控體系框圖。

圖1 整車零部件軟件管控體系

2.1 招標前供應商評審

在整車項目招標前期增加供應商軟件開發能力要求，在具備開發控制器能力的基礎上，供應商在軟件能力方面應通過國際認可的CMMI 3級或ASPICE 2級體系認證，整車廠按照所通過體系進行軟件開發過程審核和管控。為確保軟件變更得到有效控制，從首輪正式裝車開始軟件更新應提交軟件更新記錄、功能、性能及可靠性測試報告、目標代碼給整車廠，以備軟件版本管控使用。整車廠將在招標階段對供應商的軟件開發能力、需求分析能力、bug管理能力、軟件體系建設情況進行評審和風險評估。

2.2 軟件開發階段

從軟件開發緯度，從功能需求、軟件需求分析、軟件架構審核、軟件詳細設計、代碼評審、單元測試、軟件集成測試、軟件功能測試、系統測試、DV測試各階段執行自評審或會議評審。按照“V模型”進行開發，實現“需求-編碼-測試-管理”全過程審核。

圖2 軟件開發過程審核流程圖

2.3 軟件維護階段

從軟件維護階段，整車廠應建立由各產品部門、軟件平臺定義、軟件測試、軟件體系等跨部門的《車輛軟件升級驗證流程》，各部門對每次軟件變更（尤其是bug變更）均提出交付物需求，軟件體系部門對所需交付物嚴格評審，確保每個變更點均通過評審與測試。

2.4 軟件FMEA階段

為了預防已解決問題在新項目內復發，基于軟件變更提交測試報告及售后問題分析的基礎上，由整車廠各部門組成評審團對過往個零部件出現的問題組織評審并集成經驗教訓的軟件FMEA，杜絕同類問題重復發生，達到車輛整個生命周期形成PDCA的閉環過程[4]。

3 零部件軟件管控體系探索成果

自整車零部件軟件管控體系推行以來，取得了從供應商軟件能力提升、供應商白盒測試能力提升、軟件開發階段整車廠各指標和規范的確定、整車廠軟件FMEA初成的推行成果。

3.1 招標前的軟件能力評估成果

體系內供應商的軟件研發能力取得明顯進展，表現在：1.三家供應商軟件體系實現了從“無”到CMMI 3級認證；2.三家供應商完成了ASPICE 2級認證。

3.2 軟件開發能力提升

圖3 某整車項目軟件研發過程暴露問題統計圖

自整車零部件軟件管控體系推行以來，軟件白盒測試能力有7家體系內供應商實現了“從無到有”的飛躍；2家體系內供應商能力明顯提升；軟件白盒測試能力包含靜態編碼規則檢查和靜態運行時，重點是MISAR C:2012標準規則的檢查。在某整車項目的研發過程中，抽查5家供應商統計已達成質量目標，在需求分析、靜態測試、自檢功能測試階段發現并解決大量bug，而后期實車測試暴露問題較少。對比傳統整車項目，統計結果表明：研發階段軟件bug充分前移，后期裝車階段（以第3次裝車為基準）爆發軟件問題的風險明顯降低。

3.3 整車廠軟件指標和規范

經過整車零部件軟件管控體系推行，尤其是在整車項目實際運作過程中，整車廠積累并建立了軟件開發質量管控體系和車輛軟件升級驗證流程，尤其是軟件白盒測試指標[5]和功能測試指標，并建立了《軟件單元設計與實現規范》。下表1為軟件測試測試合格驗收項及指標。

表1 某整車項目軟件測試合格指標

此外軟件FMEA建設也取得了初步成效，軟件FMEA在開發前期就轉入供應商等在需求分析、開發前端的規避設計、后期測試驗證等方面均納入評審系統。在新的整車項目中未再發生同類問題。

3.4 整車軟件質量提升

在某整車項目中采用零部件軟件管控以來，歷時20個月取得了如下總體質量目標。其中整車儀表軟件缺陷檢出率91.8%，缺陷密度[6]降低到4‰，重大軟件問題（黑屏、死機、白屏、重啟）再次次數為0次，整車軟件已達成總質量目標如下表2。

表2 質量目標

4 結論

伴隨著互聯網的興起和汽車智能化程度的不斷提升，尤其是IATF 16949：2016換版對嵌入式軟件提出了明確的要求確保有明確的質量保證和軟件開發過程，本文通過對某車型在研發階段采用了實質性的軟件管控措施和制定相應的軟件測試指標和規范，取得了供應商軟件能力提升和整車廠軟件質量明顯提升的雙重效果，并對整個過程中零部件軟件管控技術做深入總結，提出一套適合目前國內整車廠零部件開發過程管控的軟件體系。研究表明，零部件軟件管控體系的建立有利于整車研發前期爆發大量問題并提前解決，并對后期整車軟件升級更新起到了很好的促進作用。

[1] 商惠華.基于過程改進的軟件質量管理模型[J].計算機工程與設計,2011(05):1725-1729.

[2] 俞慶華.汽車行業新版質量管理標準IATF 16949:2016正式發布[J].汽車零部件,2017,1(1):46-46.

[3] 徐振華. HK公司軟件質量的管理體系研究[D]. 哈爾濱工程大學,2011,1-51.

[4] 李文芳.基于過程控制的軟件質量管理初探[J].計算機光盤軟件與應用,2012(15)64-65.

[5] 房潔.淺談軟件質量管理[J].現代企業教育,2009,9(17):76-77.

[6] 高洋.軟件質量管理的優化對策分析[J].江蘇信息科技,2016,7(30):21-22.

Research of software control system based on the development of vehicle components

Ma Yunlin, Xie Lecheng, Du Zhanlong,Wen Yong
( Changan Auto Intelligent Research Institu, Changan Automobile Co, Ltd, Chongqing 401120 )

Vehicle development in the domestic automobile industry, parts of software quality assurance process mostly rely on the supplier's software research and development strength, rarely with a standard CMMI system or ASPICE system for software development, and oems to software is very lack of substantive control, thus to establish parts software control system is imperative. This article through to some models in the software development using the substantial controls and formulate corresponding software testing index and standard, achieved the effect of software quality improved significantly,puts forward a set of suitable for the current domestic oems parts control software system development process. Research shows that parts of software control system is conducive to the vehicle ahead of a lot of problems and solve the outbreak of the early stage of the research and development, and the late vehicle software update has played a good role in promoting.

CMMI system; ASPICE system; Software testing indicator; Software upgrate

U461.9 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7988 (2017)19-211-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.074

馬云林，男，碩士，就職于重慶長安汽車股份有限公司，研究方向：汽車軟件工程，嵌入式軟件研發，計算電磁學及工程應用。