某整車(chē)研發(fā)階段的零部件軟件管控體系研究

馬云林，謝樂(lè)成，杜戰(zhàn)龍，文勇

（重慶長(zhǎng)安汽車(chē)智能化研究院，重慶 401120）

某整車(chē)研發(fā)階段的零部件軟件管控體系研究

馬云林，謝樂(lè)成，杜戰(zhàn)龍，文勇

（重慶長(zhǎng)安汽車(chē)智能化研究院，重慶 401120）

在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)整車(chē)研發(fā)階段，零部件軟件質(zhì)量保證過(guò)程大多依賴(lài)供應(yīng)商的軟件研發(fā)實(shí)力，很少采用標(biāo)準(zhǔn)的CMMI體系或ASPICE體系進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，而整車(chē)廠(chǎng)對(duì)軟件的實(shí)質(zhì)性管控非常缺乏，因此建立零部件軟件管控體系勢(shì)在必行。文章通過(guò)對(duì)某車(chē)型在研發(fā)階段采用了實(shí)質(zhì)性的軟件管控措施和制定相應(yīng)的軟件測(cè)試指標(biāo)和規(guī)范，取得了軟件質(zhì)量明顯提升的效果進(jìn)行研究，提出一套適合目前國(guó)內(nèi)整車(chē)廠(chǎng)零部件開(kāi)發(fā)過(guò)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(chē)研發(fā)前期爆發(fā)大量問(wèn)題并提前解決，并對(duì)后期整車(chē)軟件升級(jí)更新起到了很好的促進(jìn)作用。

CMMI體系；ASPICE體系；軟件測(cè)試指標(biāo)；軟件升級(jí)

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

前言

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向是“低碳化、信息化、智能化”，其中智能化和信息化依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為汽車(chē)工業(yè)與信息技術(shù)行業(yè)的結(jié)合點(diǎn)，將有力推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，而軟件則是車(chē)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的關(guān)鍵所在。未來(lái)汽車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)，機(jī)械性能將不再是重點(diǎn)，眾矢之的是：軟件以及互聯(lián)網(wǎng)如何讓出行變得更加愉快[1]。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起和汽車(chē)智能化程度的不斷提升，尤其是IATF 16949：2016換版[2]正式發(fā)布，對(duì)嵌入式軟件的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)有質(zhì)量保證過(guò)程和明確的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程等要求。由此可見(jiàn)汽車(chē)行業(yè)對(duì)軟件的重視程度，后續(xù)軟件將成為汽車(chē)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

1 汽車(chē)行業(yè)軟件研發(fā)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的軟件研發(fā)模式：整車(chē)廠(chǎng)主導(dǎo)需求和驗(yàn)收，供應(yīng)商主導(dǎo)開(kāi)發(fā)和維護(hù)。而供應(yīng)商的零部件軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程保證也依賴(lài)自身的研發(fā)和測(cè)試能力，鮮有采用標(biāo)準(zhǔn)的CMMI體系或ASPICE體系進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。整車(chē)廠(chǎng)對(duì)零部件的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程缺乏有效的管控，軟件質(zhì)量保證大多依賴(lài)供應(yīng)商的軟件研發(fā)能力。這種由供應(yīng)商主導(dǎo)的零部件軟件研發(fā)模式導(dǎo)致的弊端在于，研發(fā)階段供應(yīng)商無(wú)法按期交付合格軟件，研發(fā)后期軟件問(wèn)題重復(fù)發(fā)生，軟件維護(hù)階段軟件變更代價(jià)較高[3]。縱觀(guān)多個(gè)整車(chē)項(xiàng)目研發(fā)階段出現(xiàn)的軟件問(wèn)題，歸納原因主要有兩點(diǎn)：一是過(guò)往整車(chē)項(xiàng)目更注重零部件的硬件、模具等質(zhì)量管控，對(duì)各零部件供應(yīng)商軟件開(kāi)發(fā)流程管控未規(guī)范化；二是軟件FMEA回歸未落實(shí)到位。

2 整車(chē)零部件軟件管控體系探索

結(jié)合整車(chē)廠(chǎng)的研發(fā)流程，提出了適應(yīng)整車(chē)研發(fā)流程的零部件軟件管控措施。分別從零部件招標(biāo)前的供應(yīng)商評(píng)審、軟件開(kāi)發(fā)、軟件維護(hù)以及FMEA共4個(gè)階段進(jìn)行管控，從而確保整車(chē)廠(chǎng)的軟件質(zhì)量得到保障。下圖1為整車(chē)零部件軟件管控體系框圖。

圖1 整車(chē)零部件軟件管控體系

2.1 招標(biāo)前供應(yīng)商評(píng)審

在整車(chē)項(xiàng)目招標(biāo)前期增加供應(yīng)商軟件開(kāi)發(fā)能力要求，在具備開(kāi)發(fā)控制器能力的基礎(chǔ)上，供應(yīng)商在軟件能力方面應(yīng)通過(guò)國(guó)際認(rèn)可的CMMI 3級(jí)或ASPICE 2級(jí)體系認(rèn)證，整車(chē)廠(chǎng)按照所通過(guò)體系進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)過(guò)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(chē)開(kāi)始軟件更新應(yīng)提交軟件更新記錄、功能、性能及可靠性測(cè)試報(bào)告、目標(biāo)代碼給整車(chē)廠(chǎng)，以備軟件版本管控使用。整車(chē)廠(chǎng)將在招標(biāo)階段對(duì)供應(yīng)商的軟件開(kāi)發(fā)能力、需求分析能力、bug管理能力、軟件體系建設(shè)情況進(jìn)行評(píng)審和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

2.2 軟件開(kāi)發(fā)階段

從軟件開(kāi)發(fā)緯度，從功能需求、軟件需求分析、軟件架構(gòu)審核、軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)、代碼評(píng)審、單元測(cè)試、軟件集成測(cè)試、軟件功能測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、DV測(cè)試各階段執(zhí)行自評(píng)審或會(huì)議評(píng)審。按照“V模型”進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)“需求-編碼-測(cè)試-管理”全過(guò)程審核。

圖2 軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程審核流程圖

2.3 軟件維護(hù)階段

從軟件維護(hù)階段，整車(chē)廠(chǎng)應(yīng)建立由各產(chǎn)品部門(mén)、軟件平臺(tái)定義、軟件測(cè)試、軟件體系等跨部門(mén)的《車(chē)輛軟件升級(jí)驗(yàn)證流程》，各部門(mén)對(duì)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(mén)對(duì)所需交付物嚴(yán)格評(píng)審，確保每個(gè)變更點(diǎn)均通過(guò)評(píng)審與測(cè)試。

2.4 軟件FMEA階段

為了預(yù)防已解決問(wèn)題在新項(xiàng)目?jī)?nèi)復(fù)發(fā)，基于軟件變更提交測(cè)試報(bào)告及售后問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，由整車(chē)廠(chǎng)各部門(mén)組成評(píng)審團(tuán)對(duì)過(guò)往個(gè)零部件出現(xiàn)的問(wèn)題組織評(píng)審并集成經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的軟件FMEA，杜絕同類(lèi)問(wèn)題重復(fù)發(fā)生，達(dá)到車(chē)輛整個(gè)生命周期形成PDCA的閉環(huán)過(guò)程[4]。

3 零部件軟件管控體系探索成果

自整車(chē)零部件軟件管控體系推行以來(lái)，取得了從供應(yīng)商軟件能力提升、供應(yīng)商白盒測(cè)試能力提升、軟件開(kāi)發(fā)階段整車(chē)廠(chǎng)各指標(biāo)和規(guī)范的確定、整車(chē)廠(chǎng)軟件FMEA初成的推行成果。

3.1 招標(biāo)前的軟件能力評(píng)估成果

體系內(nèi)供應(yīng)商的軟件研發(fā)能力取得明顯進(jìn)展，表現(xiàn)在：1.三家供應(yīng)商軟件體系實(shí)現(xiàn)了從“無(wú)”到CMMI 3級(jí)認(rèn)證；2.三家供應(yīng)商完成了ASPICE 2級(jí)認(rèn)證。

3.2 軟件開(kāi)發(fā)能力提升

圖3 某整車(chē)項(xiàng)目軟件研發(fā)過(guò)程暴露問(wèn)題統(tǒng)計(jì)圖

自整車(chē)零部件軟件管控體系推行以來(lái)，軟件白盒測(cè)試能力有7家體系內(nèi)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)了“從無(wú)到有”的飛躍；2家體系內(nèi)供應(yīng)商能力明顯提升；軟件白盒測(cè)試能力包含靜態(tài)編碼規(guī)則檢查和靜態(tài)運(yùn)行時(shí)，重點(diǎn)是MISAR C:2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的檢查。在某整車(chē)項(xiàng)目的研發(fā)過(guò)程中，抽查5家供應(yīng)商統(tǒng)計(jì)已達(dá)成質(zhì)量目標(biāo)，在需求分析、靜態(tài)測(cè)試、自檢功能測(cè)試階段發(fā)現(xiàn)并解決大量bug，而后期實(shí)車(chē)測(cè)試暴露問(wèn)題較少。對(duì)比傳統(tǒng)整車(chē)項(xiàng)目，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：研發(fā)階段軟件bug充分前移，后期裝車(chē)階段（以第3次裝車(chē)為基準(zhǔn)）爆發(fā)軟件問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)明顯降低。

3.3 整車(chē)廠(chǎng)軟件指標(biāo)和規(guī)范

經(jīng)過(guò)整車(chē)零部件軟件管控體系推行，尤其是在整車(chē)項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)作過(guò)程中，整車(chē)廠(chǎng)積累并建立了軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量管控體系和車(chē)輛軟件升級(jí)驗(yàn)證流程，尤其是軟件白盒測(cè)試指標(biāo)[5]和功能測(cè)試指標(biāo)，并建立了《軟件單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)規(guī)范》。下表1為軟件測(cè)試測(cè)試合格驗(yàn)收項(xiàng)及指標(biāo)。

表1 某整車(chē)項(xiàng)目軟件測(cè)試合格指標(biāo)

此外軟件FMEA建設(shè)也取得了初步成效，軟件FMEA在開(kāi)發(fā)前期就轉(zhuǎn)入供應(yīng)商等在需求分析、開(kāi)發(fā)前端的規(guī)避設(shè)計(jì)、后期測(cè)試驗(yàn)證等方面均納入評(píng)審系統(tǒng)。在新的整車(chē)項(xiàng)目中未再發(fā)生同類(lèi)問(wèn)題。

3.4 整車(chē)軟件質(zhì)量提升

在某整車(chē)項(xiàng)目中采用零部件軟件管控以來(lái)，歷時(shí)20個(gè)月取得了如下總體質(zhì)量目標(biāo)。其中整車(chē)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(wèn)題（黑屏、死機(jī)、白屏、重啟）再次次數(shù)為0次，整車(chē)軟件已達(dá)成總質(zhì)量目標(biāo)如下表2。

表2 質(zhì)量目標(biāo)

4 結(jié)論

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的興起和汽車(chē)智能化程度的不斷提升，尤其是IATF 16949：2016換版對(duì)嵌入式軟件提出了明確的要求確保有明確的質(zhì)量保證和軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，本文通過(guò)對(duì)某車(chē)型在研發(fā)階段采用了實(shí)質(zhì)性的軟件管控措施和制定相應(yīng)的軟件測(cè)試指標(biāo)和規(guī)范，取得了供應(yīng)商軟件能力提升和整車(chē)廠(chǎng)軟件質(zhì)量明顯提升的雙重效果，并對(duì)整個(gè)過(guò)程中零部件軟件管控技術(shù)做深入總結(jié)，提出一套適合目前國(guó)內(nèi)整車(chē)廠(chǎng)零部件開(kāi)發(fā)過(guò)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(chē)研發(fā)前期爆發(fā)大量問(wèn)題并提前解決，并對(duì)后期整車(chē)軟件升級(jí)更新起到了很好的促進(jìn)作用。

[1] 商惠華.基于過(guò)程改進(jìn)的軟件質(zhì)量管理模型[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2011(05):1725-1729.

[2] 俞慶華.汽車(chē)行業(yè)新版質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)IATF 16949:2016正式發(fā)布[J].汽車(chē)零部件,2017,1(1):46-46.

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

[4] 李文芳.基于過(guò)程控制的軟件質(zhì)量管理初探[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用,2012(15)64-65.

[5] 房潔.淺談軟件質(zhì)量管理[J].現(xiàn)代企業(yè)教育,2009,9(17):76-77.

[6] 高洋.軟件質(zhì)量管理的優(yōu)化對(duì)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(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司，研究方向：汽車(chē)軟件工程，嵌入式軟件研發(fā)，計(jì)算電磁學(xué)及工程應(yīng)用。