飛機系統(tǒng)機載軟件技術狀態(tài)策劃方法
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0引言
軟件技術狀態(tài)管理作為機載軟件工程化技術的關鍵領域之一,同時也是CMMI關鍵過程域之一,在飛機系統(tǒng)機載軟件研制過程中對機載軟件的安全性起到了決定性作用。目前,該技術在國內航空航天領域已經(jīng)得到了廣泛推廣及應用。在軟件研制全生存周期,針對全型號所有軟件進行了軟件配置項的劃分與統(tǒng)一標識、統(tǒng)一變更及灌裝控制。然而縱觀國內外,飛機系統(tǒng)機載軟件狀態(tài)管控的側重點均集中在過程監(jiān)控及過程改進等環(huán)節(jié),而對機載軟件狀態(tài)策劃過程的考慮相對缺乏。因此,如何站在飛機系統(tǒng)的角度,對全機所有機載軟件狀態(tài)進行整體規(guī)劃是需要進一步研究的課題之一。
機載軟件技術狀態(tài)管理涉及兩個基本要素,其一是技術狀態(tài)項,又稱軟件配置項,是技術狀態(tài)管理的基本單元。另一個基本要素是軟件基線,指被批準的并形成文件的技術描述。對基線的管理是技術狀態(tài)管理的重點,也是本文的研究重點。在技術狀態(tài)管理中,通常需考慮三種基線,即功能基線、分配基線和產品基線?？紤]到飛機系統(tǒng)的復雜性和研制周期長的特點,在飛機系統(tǒng)中,機載軟件基線包括功能基線、分配基線、設計基線和產品基線四種。其中:設計基線屬于研制過程基線。其它三種基線屬于固定基線,需在機載系統(tǒng)研制初期進行統(tǒng)一規(guī)劃。飛機系統(tǒng)機載軟件基線的架構分為三層架構,即飛機級基線、系統(tǒng)級基線及配置項級基線。
2機載軟件技術狀態(tài)策劃模型
在飛機系統(tǒng)機載軟件技術狀態(tài)策劃過程中,依據(jù)飛機系統(tǒng)整體技術狀態(tài),對軟件技術狀態(tài)進行總體規(guī)劃。定義飛機研制過程中所涉及的軟件技術狀態(tài)、軟件交付狀態(tài)及軟件基線等內容。由于飛機系統(tǒng)屬高復雜嵌入式系統(tǒng),且沒有成熟的設計經(jīng)驗可供借鑒,同時飛機研制工作具有時間節(jié)點緊任務重的特點。通常在項目研制初期很難形成完善的軟件技術狀態(tài)總體方案。針對這一問題,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”的軟件技術狀態(tài)策劃模型,對軟件整體技術狀態(tài)進行統(tǒng)一規(guī)劃,形成機載軟件的技術狀態(tài),作為后續(xù)變更控制及狀態(tài)工作的依據(jù)。在飛機系統(tǒng)研制的方案階段,進行飛機系統(tǒng)分析設計的同時形成飛機級總結技術狀態(tài),之后對飛機狀態(tài)進行分解,形成各個系統(tǒng)或分系統(tǒng)的技術狀態(tài);進而分解至配置項級技術狀態(tài)。這是飛機級狀態(tài)自頂向下的分解過程。要形成機載軟件的技術狀態(tài),還需以配置項級軟件技術狀態(tài)為輸入,進行機載軟件技術狀態(tài)自底向上的選配過程。首先,依據(jù)A系統(tǒng)技術狀態(tài),對屬于A系統(tǒng)的軟件配置項逐個進行分析選配,將必須的軟件配置項級技術狀態(tài)集成,形成A系統(tǒng)的機載軟件技術狀態(tài);同樣,依據(jù)飛機級技術狀態(tài),對系統(tǒng)軟件技術狀態(tài)進行選配,形成飛機級機載軟件技術狀態(tài)。
3機載軟件技術狀態(tài)策劃方法應用
為了驗證本文提出的軟件技術狀態(tài)策劃方法在工程實踐中是否合理可行,在某飛機系統(tǒng)研制過程中對該方法進行了試點應用。在某飛機系統(tǒng)設計初期整體策劃,在飛機級總體技術狀態(tài)(即飛機系統(tǒng)頂層規(guī)范)的基礎上,隨著整機的功能和任務分解過程,飛機級技術狀態(tài)被分解到系統(tǒng)級,形成各系統(tǒng)頂層規(guī)范,直到分解至技術狀態(tài)管理的最小單元,軟/硬件配置項級,形成某軟件/某硬件研制規(guī)范。這是自頂向下的項目策劃及分解過程,同時也是技術狀態(tài)的分解過程。這時形成了單個軟件配置項的技術狀態(tài)(即軟件配置項級功能基線)。尚未形成系統(tǒng)乃至整機的軟件狀態(tài)。當頂層技術狀態(tài)被分解到軟件配置項級之后,由系統(tǒng)分析人員開始進行自底向上的狀態(tài)選配過程。首先提取軟件配置項級技術狀態(tài),即軟件功能點,形成單個軟件的不同基線狀態(tài),經(jīng)系統(tǒng)分析人員分析權衡之后,將必須的軟件基線狀態(tài)集成后形成系統(tǒng)級軟件的功能基線及其不同狀態(tài)。比如:把慣導軟件V1.00版的狀態(tài)、大氣機軟件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,形成任務系統(tǒng)軟件技術狀態(tài)XV1.00版。最后,由總體系統(tǒng)分析人員結合飛機總體技術狀態(tài),對下層(即系統(tǒng)級)技術狀態(tài)進行配置篩選,比如:某飛機某次試飛時需驗證大氣機功能,該飛機狀態(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,最終形成與飛機總體技術狀態(tài)AV1.00版相對應的飛機級機載軟件整體設計技術狀態(tài)SV1.00版,即飛機級軟件功能基線。僅僅給出了某飛機機載軟件飛機級技術狀態(tài)的選配過程示例。然而,飛機整體技術狀態(tài)與飛機級軟件技術狀態(tài)不一定是一一對應的關系,也可能是多對一的關系。即,由于硬件或其它機械設備配置的不同,一種軟件狀態(tài)可能對應多個飛機狀態(tài)。
4應用效果
該方法在飛機系統(tǒng)機載軟件研制過程中的應用,有效解決了目前我國飛機系統(tǒng)機載軟件狀態(tài)控制中存在的問題。首先,機載軟件技術狀態(tài)策劃方法,解決了全機軟件狀態(tài)的時機問題。當軟件的研制狀態(tài)達到事先規(guī)劃的某個狀態(tài)時,需向全線(用戶單位,設計、制造及試飛部門)全機軟件狀態(tài)。其次,機載軟件技術狀態(tài)的策劃,為軟件狀態(tài)控制決策提供了依據(jù)。在飛機級軟件技術狀態(tài)的基礎上定義的軟件分配基線、軟件設計基線和軟件產品基線更加準確有效。軟件質量和進度節(jié)點是一對天敵。如何權衡軟件質量和節(jié)點進度二者的利弊,對軟件變更申請做出明智的決策。軟件的狀態(tài)策劃是基礎。第三,機載軟件技術狀態(tài)策劃方法完善并補充了軟件狀態(tài)控制過程,規(guī)范了全周期軟件狀態(tài)控制過程中的各項活動。有效提高了機載軟件的研制質量,為整個飛機系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了保證。
5結語
該方法的提出對解決飛機系統(tǒng)機載軟件狀態(tài)控制中目前存在的問題起到了良好的效果。然而,飛機研制是一個過程復雜、協(xié)同難度大的系統(tǒng)工程。同時,機載軟件的研制又是飛機系統(tǒng)研制的重要環(huán)節(jié)。因此機載軟件技術狀態(tài)策劃工作不能獨立于飛機系統(tǒng)單獨進行,需要與飛機總體設計技術狀態(tài)協(xié)調開展。
作者：郭婉琴 羅旭升 單位：中國航空工業(yè)集團公司第一飛機設計研究院
