軍用軟件研制過程存在問題與對策研究

■ 唐 軍　葉 芃

軍用軟件研制過程存在問題與對策研究

■ 唐 軍葉 芃

通過分析當(dāng)前軍用軟件在研制過程中存在的幾個較為普遍的問題，結(jié)合日常開展軟件質(zhì)量管理的工作經(jīng)驗，提出了軍代表在研制過程應(yīng)該分別注意的環(huán)節(jié)以及采取的對策。

引言

隨著武器裝備信息化、自動化程度的提高，軍用軟件在武器系統(tǒng)中占有的比重和作用越來越大。軟件產(chǎn)品規(guī)模和層次的提高，帶來了軟件研制、生產(chǎn)、使用和維護中的一系列技術(shù)、管理問題。按照傳統(tǒng)“手工作坊”的方式進行軟件開發(fā)和項目管理已經(jīng)不能滿足軍用軟件發(fā)展的需求。軍工產(chǎn)品的高可靠性要求，對軟件提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，同時也對軍代表實施質(zhì)量監(jiān)督提出了更高的要求。軟件生產(chǎn)過程是簡單的復(fù)制行為，軟件質(zhì)量監(jiān)督重點應(yīng)在于研制過程。目前軍用軟件研制過程仍存在不少問題，需軍代表進一步把好軍用軟件研制過程質(zhì)量監(jiān)督關(guān)。

1.軍用軟件研制過程存在的問題

1.1 軟件開發(fā)的計劃性不強

軍用軟件一般為定制軟件，即專門為某一武器系統(tǒng)開發(fā)的軟件。軟件研發(fā)人員在從事某一軟件項目時，由于對武器實際使用要求和使用環(huán)境缺乏了解，積累經(jīng)驗和數(shù)據(jù)較少，在實際研發(fā)過程中，受到需求的變更、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)存在困難、項目管理不科學(xué)等因素的影響，導(dǎo)致研發(fā)進度一拖再拖。為了跟上進度要求，研制單位往往調(diào)整研制工作計劃，更換研制人員，造成了人員變動大、經(jīng)費預(yù)算超支、軟件測試不夠充分等問題，從而形成惡性循環(huán)，最終研制出來的軟件產(chǎn)品不僅進度不滿足要求，質(zhì)量更難以保證。

1.2 軟件開發(fā)過程不夠規(guī)范

部分承制單位采用“手工作坊”式的開發(fā)方式，由開發(fā)者自己設(shè)計、自己編程、自己測試、自己維護，即所謂的“三自一包”，一旦軟件出現(xiàn)故障只能由開發(fā)者自己去維護，其他人很難介入，有時由于軟件開發(fā)人員的流動，使得接替人員需從頭開始，費時費力，軟件的使用因而受到很大的限制，甚至陷入癱瘓，嚴重影響了科研工作的開展和部隊的使用維護。

部分軍用軟件開發(fā)過程中缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，軟件研制需求不明確，往往只注重功能、性能和接口方面要求，對編碼方式、人機交互界面等軟件特性并沒有進行統(tǒng)一規(guī)定，造成軟件代碼的可讀性差、可移植性不強以及同一軟件框架下界面風(fēng)格不統(tǒng)一等先天性不足。另外，技術(shù)狀態(tài)管理不嚴也是目前軍用軟件研制過程中存在的較為突出的問題。技術(shù)狀態(tài)基線不固化，研制過程技術(shù)狀態(tài)變更的隨意性大，參加項目的人員各行其是，加上不重視文檔資料的編寫工作，給技術(shù)狀態(tài)管理帶來很大的難度。此外，每個軟件設(shè)計師與項目組其他人的工作接口不明確，或者規(guī)定不充分，都會導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)問題以后修修補補，更給軟件維護工作增添了麻煩。

1.3 軟件測試不夠充分

對軟件測試工作不夠重視表現(xiàn)在以下方面。一方面，由于研制進度較緊，部分軍用軟件沒有在測試階段按要求開展充分細致的檢測工作，一般只進行黑盒（數(shù)據(jù)驅(qū)動）測試，較少開展白盒（邏輯驅(qū)動）測試，對軟件功能、性能測試較為充分，而對程序邏輯測試相對簡單，測試用例沒有充分考慮到軟件在極限工作、邊界條件下的運行情況，導(dǎo)致一些軟件進入設(shè)計定型階段還存在一些低級BUG。有些問題在部隊使用過程中才被發(fā)現(xiàn)出來，不僅不利于軟件本身的使用、維護，也給部隊造成了損失。另一方面，受人才制約，承制方多數(shù)沒有建立專門的軟件測試組，而是在軟件開發(fā)的各階段主要由開發(fā)人員采取自測和互測相結(jié)合的方式。由于軟件開發(fā)人員任務(wù)重，他們在測試上不可能花費很多時間，容易走過場，致使測試的作用和可信度大大降低，一些隱含的錯誤和缺陷被遺留到軟件產(chǎn)品交付投入運行階段。這種缺乏專業(yè)測試人員的單位，對于軟件在邏輯錯誤和安全性方面存在的漏洞不容易發(fā)現(xiàn)，特別是一些涉及到安全性的軟件，一旦發(fā)生故障，后果將不堪設(shè)想。

2.軍代表加強軟件研制過程質(zhì)量監(jiān)督的幾點意見

2.1 監(jiān)督承制單位貫徹相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)

目前，關(guān)于軍用軟件研制過程及質(zhì)量監(jiān)督、管理的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)已基本完備?！段淦餮b備質(zhì)量管理條例》中明確規(guī)定：“武器裝備研制單位應(yīng)當(dāng)對計算機軟件開發(fā)實施工程化管理，對影響武器裝備性能和安全的計算機軟件進行獨立的測試和評價?！笨傃b備部下發(fā)了《軍用軟件軟件質(zhì)量管理規(guī)定》，軍定委也制訂了《軍用軟件產(chǎn)品定型管理辦法》。同時，科訂部等裝備訂購管理機關(guān)也制定了相應(yīng)的管理規(guī)章。在軍用標(biāo)準(zhǔn)方面，粗略統(tǒng)計，在軟件開發(fā)方面就有22項相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這些法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)為承制單位的軟件產(chǎn)品開發(fā)和軍代表實施研制過程質(zhì)量監(jiān)督提供了依據(jù)。軍代表應(yīng)嚴格執(zhí)行并督促承制單位按要求，積極推行、宣貫相關(guān)法規(guī)、規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)，做到“有法必依、有標(biāo)可行”。例如，軍代表應(yīng)督促承制單位根據(jù)GJB2786A-2009《軍用軟件開發(fā)通用要求》和GJB438B-2009《軍用軟件開發(fā)文檔通用要求》，制定軟件開發(fā)計劃，統(tǒng)一開發(fā)和文檔要求；監(jiān)督承制單位按照GJB1091-91《軍用軟件需要求分析》的要求開展軟件需求分析工作等。

2.2 把好軟件研制過程節(jié)點關(guān)

按軟件生存期模型，軍用軟件研制過程包括計劃、需求分析、設(shè)計、編碼、測試等階段。軍代表在軟件質(zhì)量監(jiān)督工作中，應(yīng)把握好各階段的工作重點。在計劃階段，督促承制單位制定好軟件開發(fā)計劃。首先確定軟件研制的總體目標(biāo)，給出初步的軟件功能、性能、接口、“六性”等方面要求，并進行模塊分解。各項目人員給出模塊開發(fā)的工作草案計劃，據(jù)此，最終確定系統(tǒng)軟件開發(fā)計劃。在制定軟件開發(fā)計劃時，要進行關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險分析，并提出備選的研制方案，降低研制風(fēng)險。同時，應(yīng)盡量采用成熟的軟件構(gòu)件，保證軟件質(zhì)量可靠、進度滿足要求。軍代表對編制的各種軟件文檔要進行審查確認；在需求分析階段，督促承制單位認真細致開展需求分析，對軟件的功能需求、性能需求、可靠性等“五性”需求、環(huán)境需求、用戶界面需求、用戶使用需求、法律需求、資源使用需求、開發(fā)進度等因素進行綜合分析，按照軟件工程的要求形成軟件需求規(guī)格說明，并進行評審。必要時，可以采用原型化方法（瀑布模型）。即首先快速開發(fā)一個軟件原型，實現(xiàn)要求的部分功能，使用戶方在使用原型時有一個親身的感受，并做出評價，提出進一步需求。研制人員再根據(jù)用戶意見進行不斷地改進、評審，形成最終產(chǎn)品需求。重點考察使用人員的素質(zhì)水平、軟件的可讀性、操作的簡易性等因素。軍代表要審查軟件需求規(guī)格說明書，參加軟件需求評審，提出軟件開發(fā)建議；在設(shè)計、編碼階段，監(jiān)督承制單位軟件配置管理，督促建立軟件開發(fā)庫和受控庫，控制技術(shù)狀態(tài)變更；在測試階段，督促承制單位制定測試計劃，監(jiān)督測試過程，并按要求督促承制單位開展必要的軟件測評工作。

2.3 按照軟件工程要求加強研制過程質(zhì)量監(jiān)督

軟件產(chǎn)品是一種邏輯產(chǎn)品，描述的是邏輯思維過程?，F(xiàn)在規(guī)模大的軟件己不再是個別人的獨創(chuàng)產(chǎn)品，它需要一個團隊的合作。對軟件開發(fā)來說，工程的組織和管理也相當(dāng)重要，它包括技術(shù)管理和質(zhì)量管理。軟件工程化的主要任務(wù)就是利用人類的科學(xué)知識，特別是工程科學(xué)的原理來提高軟件開發(fā)的效率和質(zhì)量，滿足社會的需要。人們已經(jīng)逐步認識到采用工程化的方法從事軟件生產(chǎn)的研究和維護的必要性。用“工程化”的思想指導(dǎo)軟件開發(fā)，即有計劃、有紀律、有步驟地進行軟件開發(fā)將會大大提高軟件生產(chǎn)率，并能保證軟件質(zhì)量。

采用軟件工程方法是解決軍用軟件研制過程問題的有效途徑。軟件工程明確了軟件質(zhì)量保證措施、軟件文檔標(biāo)準(zhǔn)化、軟件項目管理等方面內(nèi)容。軍代表應(yīng)注重學(xué)習(xí)軟件工程知識，按照軟件工程要求加強研制過程質(zhì)量監(jiān)督。例如，按照軟件工程的要求，加強軟件開發(fā)文檔的監(jiān)督；檢查軟件開發(fā)各階段的軟件質(zhì)量特性；監(jiān)督承制單位按軟件工程要求編制軟件測試計劃并監(jiān)督實施過程；對于大型復(fù)雜軟件，按要求進行軟件質(zhì)量管理體系和質(zhì)量計劃的監(jiān)督等等。對于大型復(fù)雜軍用軟件按要求開展第三方測評，并出具測試報告。對于一些小型軍用軟件和軟件模塊，可開展內(nèi)部測試。軟件工程同時規(guī)定了軟件需求分析、軟件設(shè)計、程序編碼、軟件測試、軟件維護的方法手段，軍代表應(yīng)督促企業(yè)在軟件研制過程中加以運用，例如在測試中應(yīng)遵循程序員避免檢查自己的程序、設(shè)計測試用例時應(yīng)當(dāng)包括合理的輸入條件和不合理的輸入條件、注意測試中的集群現(xiàn)象、嚴格執(zhí)行測試計劃、對每個測試結(jié)果進行全面檢查等一系列基本的測試原則。

3.結(jié)束語

軟件研制過程的質(zhì)量在武器裝備質(zhì)量中的重要程度已經(jīng)越來越受到眾多的承制單位質(zhì)量管理部門的重視，只有從軟件研制初期就為軟件質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)，才能保證軟件全壽命全過程的質(zhì)量。當(dāng)前對軟件研制過程質(zhì)量監(jiān)督方法仍然在不斷的探索和完善之中，軍代表是武器裝備質(zhì)量管理隊伍中的重要組成部分，更需要在不斷積累軟件質(zhì)量管理經(jīng)驗的同時，認真思考和研究行之有效的管理方法。

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(作者單位：總裝南京軍代局駐揚州地區(qū)軍代室)