机载软件化管理

机载软件化管理

随着飞机型号性能要求的不断提高，以及科学技术的快速发展，大多数现代飞机的重要功能系统都与计算机软件有关。出于极大的兴趣，载软件软件的应用范围也越来越大。从第二代飞机开始，软件可以执行的功能随着每一代飞机的变化而不断变化。软件功能、结构和数据变得越来越复杂。由于飞机执行任务所经历的外部环境和内部运行状态千变万化,以及飞行安全和任务保障要求的不断提高,对机载软件的管理提出了越来越高的要求,软件管理已经成为飞机系统工程中的关键技术之一。传统的机载软件的管理模式已远远不能满足现代飞机对软件状态控制的需要,必须采取软件工程化管理方法对机载软件开发全过程和寿命周期予以系统管理。飞机机载软件工程化管理是指借鉴工程系统管理的理论和实践经验,结合飞机型号研制的具体要求和软件产品的特殊性,对软件开发全过程和寿命周期进行定义、规范、控制和管理,使软件项目的每一项活动都以一种系统的方式在受控状态下进行,从而保证软件状态的一致性,达到飞机软件装机状态清晰、完整,确保飞行和维护保障的准确、可靠。1提升承研单位的软件内装飞机机载软件产品(包括系统、分系统和组件)的承研单位只有在软件寿命周期内严格执行机载软件工程化管理的有关规范和条例,才有可能实现整机软件的工程化管理。1.1计划管理要求在型号研制项目合同签订或任务书下达后,型号总体单位首先要针对研制合同、任务书的特定要求进行软件项目策划,并将策划结果形成项目开发计划。项目开发计划应包括:(1)明确项目的总目标、工作范围、工作内容、需提交的软件产品清单(包括程序、文档及相关服务)、软件测试和验收标准、项目的完成期限。(2)划分项目开发阶段,确定各阶段的输入、输出,预测各阶段的关键问题和技术难点。(3)明确进度控制要求(如各阶段要完成的工作内容及要执行的验证);确定软件配置计划和文档编制计划等。(4)在型号研制过程中,软件应作为特殊产品纳入型号的研制计划和产品配套表。1.2个级别的介绍应根据软件对系统安全性和功能的不同影响程度进行重要度分类。软件重要度一般分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个级别(见表1)。软件重要度分类应在飞机型号总体单位的指导下分层进行,自顶向下,由系统到分系统,直至每个单元模块。软件重要度分类应尽早进行(最迟应在概念设计阶段结束前完成)。在整个软件开发过程中,应视软件的级别按有关规定采取不同的管理措施。1.3阶段性产品供给管理基线的确定一般应考虑两个因素:一是软件本身规模的大小和结构复杂程度;二是软件项目所属系统的特点。当软件结构复杂、规模很大时,基线划分应细一些(特别是在研制阶段的基线划分),同时,基线划分还应与整个型号研制阶段(型号研制程序一般分为可行性论证(K)、方案论证(F)、初样研制(C)、试样研制(S)和设计定型(D)五个阶段)的划分协调,以便于阶段性软件产品的转阶段审验和发放。例如,在某型号研制中,我们对型号软件的研制定义了5类基线,即功能基线、分配基线、C阶段基线、S阶段基线和产品基线。从“C”型件交付之日起,型号软件各承研单位的软件配置基线必须与型号总体单位保持一致。(1)“C”型件软件交付时,应对“C”型件各软件配置项进行验收评审。通过验收评审后,将“C”型件软件装入总体单位的项目级软件开发库中。(2)软件完成“C”型件综合联试后,经评审达到C阶段基线要求,从项目级软件开发库中进入项目级软件受控库;完成“S”型件综合联试后,经评审达到S阶段基线要求,并经试飞验证后送入项目级软件产品库。(3)研制完成的型号软件通过验收评审,达到产品基线的要求方可作为产品交付配套装机。1.4软件的开发需规范化按照软件开发的有关标准、规范,结合飞机型号软件开发的特点,型号总体单位和软件开发单位都要建立健全软件工程化管理制度,对型号软件开发的各项活动分别实施规范化的工程管理、协调、监督和控制,使各项活动有人负责,有章可循,有据可查,有人验证,确保提供合格的机载软件产品。进度控制是软件开发过程的重点。飞机系统软件开发由多项相互交叉、同时并行的活动构成,相互间有很多的接口关系和逻辑顺序。进度拖延或失控将影响整个型号的研制进度,增加成本;如赶进度势必影响软件开发的质量。因此,必须实施网络化进度控制,找出各系统、分系统之间的联系,并将它们合理地组织起来,从而最有效地利用各项资源,确保及时参加系统联试。2飞机类型恶意软件管理的基本目标2.1软件的设计基础全面、准确地理解并描述软件功能需求,是软件研发工作的关键一步,它不仅为后续开发阶段提供了设计基础,也是评价最终软件产品的依据。因此应注意:(1)充分沟通,对软件需求达成一致理解。(2)快速建立软件系统模型,从而能对照系统的工作特性,提出明确的软件需求。(3)在确定软件需求时,应对所开发软件系统的构成和整体特性有全面的了解和把握。2.2软件实施阶段评审软件开发的每一过程所产生的差错在后续阶段有积累和放大效应,开发前期的一个小小疏忽和差错,都可能对后期开发造成严重的影响。而且在不同阶段,引入变更、纠正错误所付出的代价是不同的。缺陷发现得越早就越易纠正,如果到后期才暴露、纠正,由于影响范围扩大,逻辑关系复杂,需要更多时间、人力和费用的投入。因此,应充分重视阶段性评审对保证软件质量、降低软件开发成本的重要性,确保评审的有效性。在型号软件整个研制过程中,至少要进行软件需求评审、概要设计评审、详细设计评审、确认评审、软件验收评审和软件验证、功能审查、物理审查、综合审查等8个方面的评审、审查工作。根据型号研制的实际情况,软件开发阶段的评审可分6次进行。其中需求评审、设计评审和内部验收评审由软件承研单位组织,一般在承研单位内进行;软件验证和确认、功能审查、物理审查和综合审查由总体单位组织,分别结合“C”型件综合联试评审和“S”型件试验评审,在系统试验现场进行。软件验收评审在“D”型件研制阶段结束时进行。2.3软件配置管理软件配置管理也称为软件技术状态管理,是指软件生命周期各阶段所产生的各种形式、各种版本的文档、程序及其数据的集合,主要有5个方面的内容,即基线定义、标识规定、更改控制、状态报告和版本管理。软件配置管理至关重要,它关系到软件研制工作的有效性、软件产品的可用性和可信性。在软件整个生命周期内,软件配置管理要控制软件配置管理项的发布和更改,记录并报告配置的状态和更改要求,验证配置项的完整性和正确性,它贯穿于软件开发和使用过程的始终。考虑到型号飞机工程的复杂性和有较多的参研单位,型号软件配置管理宜采用分级管理的方式,即项目级软件配置管理和分系统级软件配置管理两级管理体系。软件库分为两级,一级为项目级软件配置库,由型号总体单位建立并负责管理;二级为分系统级软件配置库,由各分系统或设备承研单位建立并负责管理。因此,型号总体单位应:(1)制定并实施配置管理计划,确定配置管理职责、方法、程序和要求。(2)软件配置项一旦经过测试、审查和批准,即纳入配置管理。对随后所发生的所有变更应提出申请,经审批后实施变更。(3)在软件各开发阶段末尾建立配置基线,对基线处的配置变更执行更高级别的审批控制。(4)定期发布配置状态报告,使所有有关单位能及时了解软件配置变化,避免可能出现的冲突和不一致。(5)尽早建立项目级软件配置库,并要求所有装机软件产品必须无条件地进入项目级软件配置库。2.4中小型企业安全关键软件测试监测的要求由于软件错误有较大的隐蔽性,为了提高测试以及系统、分系统联试工作的充分性和有效性,应特别重视并注意:(1)制定和实施测试管理程序,编制并严格执行测试计划、测试规程,对测试结果进行记录、报告和审查。(2)测试应分阶段进行。不同阶段的测试可交叉进行,但测试对象、目的、内容、参与人员、测试工具、方法都有所不同。(3)进行测试前后的测试审查。测试前审查、确认已具备测试条件,测试计划、测试规程恰当、充分、适用;测试后对测试结果、报告进行全面审查。(4)对安全关键软件必须进行独立的第三方测试。第三方测试应在“S”型件综合联试结束前完成,并提交第三方软件测评报告。(5)软件测试的第三方应是经有关部门批准的具备软件测评资格的机构。承担软件第三方测试的机构对软件开发单位知识产权的保护可在合同或协议书中规定相应的条款。2.5承研单位的检查型号总体单位应在《软件研制任务书》和《软件需求规格说明》中提出定性、定量的软件性能和质量要求,并参加软件承研单位的阶段评审;对系统或分系统联试中发现的软件问题的纠正情况进行监督;对软件承研单位的分系统级软件配置库与项目级软件配置库的一致性进行监督和检查;对软件承研单位提供的软件是否满足研制任务书要求予以确认。2.6fracas软件联试方法从软件系统分析和设计阶段开始,就应建立型号的软件故障报告、分析和纠正措施系统(SFRACAS)。在软件测试过程和联试过程中,应按有关规定记录、整理、分析软件的故障数据,并对其实施闭环控制,有效地消除软件缺陷和故障。在软件开发、测试、外场试验及使用部门建立问题报告制度。对软件的更改记录和信息应纳入总体单位的信息闭环管理系统。3软件加载过程监控和软件文件管理3.1从产品库中自然产出和交付工装各系统、分系统软件达到产品基线要求才可作为产品交付装机,特别强调软件产品必须且只能从项目级产品库中导出和交付装机。在软件的出库、灌装过程中,除执行配置管理规定中的有关要求外,软件检验员要查验软件状态、版本与飞机构型状态的一致性,监控软件的出库、灌装过程和系统测试过程,特别要跟踪软件灌装后测试产生的不符合项的归零。3.2文档资料管理。我国机械规范的管理主要规范以下三文档资料是软件产品的有机组成部分,用以描述、规定、记录、报告软件工程的各项活动以及软件设计和实现的细节。规范、细致地编制、管理和维护文档,对软件工程化管理具有非常重要的意义。文档资料管理的内容包括:制定并实施文档管理制度;按GJB438A的要求制定文档编制计划;统一文档的编制格式与内容要求;对应标识应尽量与程序编码的标识一致以便于识别和跟踪;控制文档的更改;对重要文档作为软件配置项纳入配置管理;统一培训教材格式和内容要求等。4软件的标准化和规范化机载软件工程化管理是飞机型号研制的必然趋势。应将软件开发和管理过程看作是矛盾的对立与统一,过分强调软件的特殊性而忽视软硬件工程管理的