一種飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃方法

郭婉琴　羅旭升

摘要：技術(shù)狀態(tài)作為機(jī)載軟件的關(guān)鍵管理屬性之一，直接關(guān)系到軟件研制過(guò)程及軟件產(chǎn)品的質(zhì)量。然而，機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)的策劃工作直接影響軟件狀態(tài)控制及管理工作的有效性和完整性。本文在技術(shù)狀態(tài)研究的大背景下提出了一種飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃方法，以指導(dǎo)飛機(jī)系統(tǒng)軟件的技術(shù)狀態(tài)策劃過(guò)程，進(jìn)而有效開(kāi)展全機(jī)機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)管理。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)系統(tǒng);機(jī)載軟件;軟件工程化;技術(shù)狀態(tài);策劃

中圖分類號(hào)：V37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）06-0165-02

0 引言

軟件技術(shù)狀態(tài)管理作為機(jī)載軟件工程化技術(shù)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，同時(shí)也是CMMI關(guān)鍵過(guò)程域之一，在飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件研制過(guò)程中對(duì)機(jī)載軟件的安全性起到了決定性作用。目前，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)航空航天領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛推廣及應(yīng)用。在軟件研制全生存周期，針對(duì)全型號(hào)所有軟件進(jìn)行了軟件配置項(xiàng)的劃分與統(tǒng)一標(biāo)識(shí)、統(tǒng)一變更及灌裝控制。然而縱觀國(guó)內(nèi)外，飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件狀態(tài)管控的側(cè)重點(diǎn)均集中在過(guò)程監(jiān)控及過(guò)程改進(jìn)等環(huán)節(jié)，而對(duì)機(jī)載軟件狀態(tài)策劃過(guò)程的考慮相對(duì)缺乏。因此，如何站在飛機(jī)系統(tǒng)的角度，對(duì)全機(jī)所有機(jī)載軟件狀態(tài)進(jìn)行整體規(guī)劃是需要進(jìn)一步研究的課題之一。

1 機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)總論

機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)管理涉及兩個(gè)基本要素，其一是技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)，又稱軟件配置項(xiàng)，是技術(shù)狀態(tài)管理的基本單元。另一個(gè)基本要素是軟件基線，指被批準(zhǔn)的并形成文件的技術(shù)描述。對(duì)基線的管理是技術(shù)狀態(tài)管理的重點(diǎn)，也是本文的研究重點(diǎn)。在技術(shù)狀態(tài)管理中，通常需考慮三種基線，即功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線。考慮到飛機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性和研制周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，在飛機(jī)系統(tǒng)中，機(jī)載軟件基線包括功能基線、分配基線、設(shè)計(jì)基線和產(chǎn)品基線四種。其中：設(shè)計(jì)基線屬于研制過(guò)程基線。其它三種基線屬于固定基線，需在機(jī)載系統(tǒng)研制初期進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件基線的架構(gòu)分為三層架構(gòu)，即飛機(jī)級(jí)基線、系統(tǒng)級(jí)基線及配置項(xiàng)級(jí)基線。飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件基線架構(gòu)及基線類型如圖1所示。

2 機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃模型

在飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃過(guò)程中，依據(jù)飛機(jī)系統(tǒng)整體技術(shù)狀態(tài)，對(duì)軟件技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行總體規(guī)劃。定義飛機(jī)研制過(guò)程中所涉及的軟件技術(shù)狀態(tài)、軟件交付狀態(tài)及軟件基線等內(nèi)容。

由于飛機(jī)系統(tǒng)屬高復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)，且沒(méi)有成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，同時(shí)飛機(jī)研制工作具有時(shí)間節(jié)點(diǎn)緊任務(wù)重的特點(diǎn)。通常在項(xiàng)目研制初期很難形成完善的軟件技術(shù)狀態(tài)總體方案。針對(duì)這一問(wèn)題，本文提出了“自頂向下分解、自底向上選配”的軟件總體技術(shù)狀態(tài)規(guī)劃策略。

定義了“自頂向下分解、自底向上選配”的軟件技術(shù)狀態(tài)策劃模型（見(jiàn)圖2），對(duì)軟件整體技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，形成機(jī)載軟件的技術(shù)狀態(tài)，作為后續(xù)變更控制及狀態(tài)發(fā)布工作的依據(jù)。如圖2所示，在飛機(jī)系統(tǒng)研制的方案階段，進(jìn)行飛機(jī)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的同時(shí)形成飛機(jī)級(jí)總結(jié)技術(shù)狀態(tài)，之后對(duì)飛機(jī)狀態(tài)進(jìn)行分解，形成各個(gè)系統(tǒng)或分系統(tǒng)的技術(shù)狀態(tài);進(jìn)而分解至配置項(xiàng)級(jí)技術(shù)狀態(tài)。這是飛機(jī)級(jí)狀態(tài)自頂向下的分解過(guò)程。要形成機(jī)載軟件的技術(shù)狀態(tài)，還需以配置項(xiàng)級(jí)軟件技術(shù)狀態(tài)為輸入，進(jìn)行機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)自底向上的選配過(guò)程。首先，依據(jù)A系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)，對(duì)屬于A系統(tǒng)的軟件配置項(xiàng)逐個(gè)進(jìn)行分析選配，將必須的軟件配置項(xiàng)級(jí)技術(shù)狀態(tài)集成，形成A系統(tǒng)的機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài);同樣，依據(jù)飛機(jī)級(jí)技術(shù)狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)軟件技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行選配，形成飛機(jī)級(jí)機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)。

3 機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃方法應(yīng)用

為了驗(yàn)證本文提出的軟件技術(shù)狀態(tài)策劃方法在工程實(shí)踐中是否合理可行，在某飛機(jī)系統(tǒng)研制過(guò)程中對(duì)該方法進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用。

在某飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期整體策劃，在飛機(jī)級(jí)總體技術(shù)狀態(tài)（即飛機(jī)系統(tǒng)頂層規(guī)范）的基礎(chǔ)上，隨著整機(jī)的功能和任務(wù)分解過(guò)程，飛機(jī)級(jí)技術(shù)狀態(tài)被分解到系統(tǒng)級(jí)，形成各系統(tǒng)頂層規(guī)范，直到分解至技術(shù)狀態(tài)管理的最小單元，軟/硬件配置項(xiàng)級(jí)，形成某軟件/某硬件研制規(guī)范。這是自頂向下的項(xiàng)目策劃及分解過(guò)程，同時(shí)也是技術(shù)狀態(tài)的分解過(guò)程。這時(shí)形成了單個(gè)軟件配置項(xiàng)的技術(shù)狀態(tài)（即軟件配置項(xiàng)級(jí)功能基線）。尚未形成系統(tǒng)乃至整機(jī)的軟件狀態(tài)。當(dāng)頂層技術(shù)狀態(tài)被分解到軟件配置項(xiàng)級(jí)之后，由系統(tǒng)分析人員開(kāi)始進(jìn)行自底向上的狀態(tài)選配過(guò)程。首先提取軟件配置項(xiàng)級(jí)技術(shù)狀態(tài)，即軟件功能點(diǎn)，形成單個(gè)軟件的不同基線狀態(tài)，經(jīng)系統(tǒng)分析人員分析權(quán)衡之后，將必須的軟件基線狀態(tài)集成后形成系統(tǒng)級(jí)軟件的功能基線及其不同狀態(tài)。比如：把慣導(dǎo)軟件V1.00版的狀態(tài)、大氣機(jī)軟件V1.00版狀態(tài)還有其它一些必須的軟件集成到一起，形成了航電系統(tǒng)軟件XV1.00版技術(shù)狀態(tài)，同樣，主控軟件V2.00版軟件狀態(tài)、圖形處理軟件V1.02版軟件狀態(tài)連同其他一些必須的軟件集成到一起，形成任務(wù)系統(tǒng)軟件技術(shù)狀態(tài)XV1.00版。最后，由總體系統(tǒng)分析人員結(jié)合飛機(jī)總體技術(shù)狀態(tài)，對(duì)下層（即系統(tǒng)級(jí)）技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行配置篩選，比如：某飛機(jī)某次試飛時(shí)需驗(yàn)證大氣機(jī)功能，該飛機(jī)狀態(tài)定義為AV1.00版，該狀態(tài)需要航電系統(tǒng)軟件狀態(tài)XV1.00版、任務(wù)系統(tǒng)軟件狀態(tài)XV1.00版和供電系統(tǒng)軟件狀態(tài)XV1.00版，那么將航電系統(tǒng)軟件狀態(tài)XV1.00版、任務(wù)系統(tǒng)軟件狀態(tài)XV1.00版和供電系統(tǒng)軟件狀態(tài)XV1.00版集成，最終形成與飛機(jī)總體技術(shù)狀態(tài)AV1.00版相對(duì)應(yīng)的飛機(jī)級(jí)機(jī)載軟件整體設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)SV1.00版，即飛機(jī)級(jí)軟件功能基線。

如圖3所示，僅僅給出了某飛機(jī)機(jī)載軟件飛機(jī)級(jí)技術(shù)狀態(tài)的選配過(guò)程示例。然而，飛機(jī)整體技術(shù)狀態(tài)與飛機(jī)級(jí)軟件技術(shù)狀態(tài)不一定是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也可能是多對(duì)一的關(guān)系。即，由于硬件或其它機(jī)械設(shè)備配置的不同，一種軟件狀態(tài)可能對(duì)應(yīng)多個(gè)飛機(jī)狀態(tài)。

4 應(yīng)用效果

該方法在飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件研制過(guò)程中的應(yīng)用，有效解決了目前我國(guó)飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件狀態(tài)控制中存在的問(wèn)題。首先，機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃方法，解決了全機(jī)軟件狀態(tài)的發(fā)布時(shí)機(jī)問(wèn)題。當(dāng)軟件的研制狀態(tài)達(dá)到事先規(guī)劃的某個(gè)狀態(tài)時(shí)，需向全線（用戶單位，設(shè)計(jì)、制造及試飛部門(mén)）發(fā)布全機(jī)軟件狀態(tài)。其次，機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)的策劃，為軟件狀態(tài)控制決策提供了依據(jù)。在飛機(jī)級(jí)軟件技術(shù)狀態(tài)的基礎(chǔ)上定義的軟件分配基線、軟件設(shè)計(jì)基線和軟件產(chǎn)品基線更加準(zhǔn)確有效。軟件質(zhì)量和進(jìn)度節(jié)點(diǎn)是一對(duì)天敵。如何權(quán)衡軟件質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)進(jìn)度二者的利弊，對(duì)軟件變更申請(qǐng)做出明智的決策。軟件的狀態(tài)策劃是基礎(chǔ)。第三，機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃方法完善并補(bǔ)充了軟件狀態(tài)控制過(guò)程，規(guī)范了全周期軟件狀態(tài)控制過(guò)程中的各項(xiàng)活動(dòng)。有效提高了機(jī)載軟件的研制質(zhì)量，為整個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了保證。

5 結(jié)語(yǔ)

該方法的提出對(duì)解決飛機(jī)系統(tǒng)機(jī)載軟件狀態(tài)控制中目前存在的問(wèn)題起到了良好的效果。然而，飛機(jī)研制是一個(gè)過(guò)程復(fù)雜、協(xié)同難度大的系統(tǒng)工程。同時(shí)，機(jī)載軟件的研制又是飛機(jī)系統(tǒng)研制的重要環(huán)節(jié)。因此機(jī)載軟件技術(shù)狀態(tài)策劃工作不能獨(dú)立于飛機(jī)系統(tǒng)單獨(dú)進(jìn)行，需要與飛機(jī)總體設(shè)計(jì)技術(shù)狀態(tài)協(xié)調(diào)開(kāi)展。

An Airborne Software Technology Status Planning Method for Aircraft Systems

GUO Wan-qin，LUO Xu-sheng

（First Aircraft Design and Research Institute of China Aviation Industry Group Corporation，Xi'an Shaanxi 710089）

Abstract：As one of the key management attributes of airborne software， the technical status is directly related to the software development process and the quality of software products. However， the planning of airborne software state directly affects the effectiveness and integrity of software state control and management. In this paper， a technical state planning method of aircraft system software is proposed in the background of technical status research， so as to guide the technical state planning process of aircraft system software， and then effectively carry out the software technical state management of the whole aircraft.

Key words：Aircraft system;airborne software;software engineering;technical status; planning