蒲松濤 鐘新龍

作為全球最大的航天航空器制造商，波音公司在推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、促進(jìn)工業(yè)技術(shù)軟件化方面一直走在世界前列，但短短半年時(shí)間，波音新型客機(jī)737-MAX接連發(fā)生兩起空難，300余名乘員全部遇難，在全球范圍內(nèi)引起極大震動(dòng)。那么，數(shù)字化水平相對(duì)較高的波音737-MAX接連發(fā)生空難，與軟件存在哪些關(guān)聯(lián)？對(duì)軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展又有哪些警示？值得探討。

軟件成為波音737接連發(fā)生墜機(jī)事故的關(guān)鍵因素

全面數(shù)字化在大幅提升波音737-MAX綜合性能的同時(shí)，也帶來(lái)了安全隱患。波音737-MAX是波音737配備新型發(fā)動(dòng)機(jī)的衍生機(jī)型，包括737-MAX8、737-MAX9等多個(gè)型號(hào)。新型軟件的融合應(yīng)用是新機(jī)型改進(jìn)的重要方向，比如電傳擾流板系統(tǒng)，可提高操控可靠性，縮短降落滑行距離;電動(dòng)引氣系統(tǒng)，可以優(yōu)化客艙壓力和防冰系統(tǒng);機(jī)載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括數(shù)字化飛行數(shù)據(jù)獲取組件（eDFDAU）和網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器（NFS）。通過(guò)一系列改進(jìn)，波音737-MAX建立了由軟件和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的“大腦”和“神經(jīng)”，包括傳感器在內(nèi)的諸多硬件功能都可通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行管控。相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)型，波音737-MAX在燃油經(jīng)濟(jì)性、飛行操控性、機(jī)艙舒適度、飛行狀況透明度等方面均有顯著提升。但是，新興軟件技術(shù)的融合應(yīng)用也是一把雙刃劍，若是缺乏必要的自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力，存在明顯的設(shè)計(jì)漏洞，操控設(shè)置過(guò)于復(fù)雜，應(yīng)急保障組件不完善等因素，均可能導(dǎo)致始料未及的嚴(yán)重后果。

數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和軟件漏洞導(dǎo)致了兩起墜機(jī)事故的發(fā)生。根據(jù)最新調(diào)查結(jié)果，綜合飛機(jī)殘骸中提取到的最新信息以及衛(wèi)星追蹤系統(tǒng)所記錄的飛行數(shù)據(jù)，近來(lái)兩起波音737-MAX8墜機(jī)事件存在相似之處。專業(yè)人士分析，事故原因是飛機(jī)迎角傳感器數(shù)據(jù)錯(cuò)誤觸發(fā)“防失速”自動(dòng)操作，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)頭不斷下壓，同時(shí)機(jī)頭失控后飛行員多次手動(dòng)拉升操作無(wú)效，以致飛機(jī)墜毀。據(jù)此推斷，迎角傳感器以及自動(dòng)控制下壓機(jī)頭的系統(tǒng)MCAS（自動(dòng)糾正失速系統(tǒng)）是導(dǎo)致事故發(fā)生的關(guān)鍵。MCAS主要用于預(yù)防波音737-MAX配備新型發(fā)動(dòng)機(jī)后所帶來(lái)的大迎角飛行失速風(fēng)險(xiǎn)，其設(shè)計(jì)初衷在于，如果飛機(jī)機(jī)身上的傳感器檢測(cè)到高速失速情況，即使在沒(méi)有飛行員輸入信號(hào)的情況下，該系統(tǒng)也會(huì)強(qiáng)制將飛機(jī)的機(jī)頭下壓。然而，當(dāng)傳感器信號(hào)有誤時(shí)，如果飛行員無(wú)法第一時(shí)間按照要求進(jìn)行相應(yīng)操作，就會(huì)使飛機(jī)在MCAS的控制下下墜。根據(jù)已有資料初步分析，兩次事故情況類似，客機(jī)出事前均出現(xiàn)異常俯沖及爬升，傳感器數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤和客機(jī)本身軟件系統(tǒng)問(wèn)題應(yīng)是導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因。

軟件系統(tǒng)升級(jí)成為波音公司應(yīng)對(duì)墜機(jī)事故的主要補(bǔ)救措施。埃航事故發(fā)生后，波音公司已經(jīng)向全球發(fā)出停飛建議，并宣布暫停交付737-MAX系列機(jī)型。作為應(yīng)對(duì)事故發(fā)生的補(bǔ)救措施，波音公司針對(duì)MCAS的系統(tǒng)升級(jí)將在全球范圍內(nèi)展開(kāi)，據(jù)最新消息，波音公司徹底修改了747-MAX MCAS系統(tǒng)軟件，并組織舉行軟件升級(jí)計(jì)劃說(shuō)明會(huì)。波音公司稱，MCAS系統(tǒng)軟件更新研發(fā)工作自獅航事故后就已開(kāi)展。

波音737事故揭示軟件化過(guò)程中需關(guān)注的三個(gè)重點(diǎn)

經(jīng)歷了軟硬一體化、軟件產(chǎn)品化、軟件服務(wù)化等三個(gè)階段，軟件的服務(wù)化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)。伴隨數(shù)字化進(jìn)程的不斷加快，目前的波音公司，既是航天航空器制造商，也可被看作是一家軟件公司或大數(shù)據(jù)公司。波音公司基于飛機(jī)飛行產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，再利用軟件來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、分析，進(jìn)而改進(jìn)飛機(jī)的各項(xiàng)性能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，波音研發(fā)中使用了8000余種軟件，其中7000多種由波音公司自行開(kāi)發(fā)，飛機(jī)研發(fā)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制的軟件技術(shù)已成為波音公司的核心機(jī)密技術(shù)和核心競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)重要方向是工業(yè)技術(shù)軟件化，提高軟件技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用能力已成為能否贏得未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。

波音737事故表明，在工業(yè)技術(shù)軟件化的過(guò)程中，需重點(diǎn)關(guān)注軟件能力建設(shè)、軟件可控力、軟件安全檢測(cè)三個(gè)方面。

軟件能力建設(shè)要逐步從以開(kāi)發(fā)為主向開(kāi)發(fā)應(yīng)用平衡轉(zhuǎn)變。當(dāng)前，軟件正逐步滲透到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的各個(gè)方面，軟件化驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)改造升級(jí)，軟件需求也在向應(yīng)用端延伸。一方面，技術(shù)創(chuàng)新更加聚焦于與行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的適配，定制化軟件開(kāi)發(fā)的需求正在上升。以波音公司為例，8000多個(gè)軟件中僅有1000多個(gè)是通用軟件，絕大部分都是飛機(jī)制造領(lǐng)域的專用軟件。因此，在軟件技術(shù)創(chuàng)新中，對(duì)既懂軟件開(kāi)發(fā)又懂應(yīng)用需求的復(fù)合型人才的需求將更為迫切，這也是未來(lái)我國(guó)軟件人才培養(yǎng)的方向。另一方面，應(yīng)用方的軟件應(yīng)用能力也至關(guān)重要，軟件價(jià)值的更大化既依賴于軟件本身，也依賴于應(yīng)用水平。這一問(wèn)題在波音空難中尤為突出。事實(shí)上，導(dǎo)致空難的MCAS系統(tǒng)是能夠由駕駛員完全關(guān)閉的，倘若駕駛員熟悉該軟件控制方式并合理操作，有極大的可能會(huì)化險(xiǎn)為夷。因此，我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)在快速發(fā)展和應(yīng)用滲透的同時(shí)，必須加大對(duì)軟件基礎(chǔ)技術(shù)的普及和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

軟件可控力要強(qiáng)調(diào)對(duì)核心代碼的理解程度和管理能力。在軟件領(lǐng)域，代碼是核心技術(shù)載體，可以說(shuō)，誰(shuí)掌握了代碼，誰(shuí)就拿到了核心技術(shù)創(chuàng)新的主動(dòng)權(quán);誰(shuí)主導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新，誰(shuí)就擁有更多軟件可控力。一方面，應(yīng)當(dāng)對(duì)軟件的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)了然于胸，以避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和低級(jí)漏洞。另一方面，應(yīng)當(dāng)提高軟件更新迭代的效率，在出現(xiàn)問(wèn)題后能夠及時(shí)補(bǔ)救，使損失最小化。波音空難的發(fā)生，與這兩個(gè)方面均有關(guān)聯(lián)。有研究人員指出，波音737-MAX的MCAS系統(tǒng)存在非常低級(jí)的邏輯錯(cuò)誤問(wèn)題，同時(shí)原定的系統(tǒng)軟件更新也一再推遲。其原因可能與波音公司軟件開(kāi)發(fā)依賴他國(guó)公司外包、自身缺乏主導(dǎo)權(quán)且疏于管理有關(guān)。圍繞軟件可控力，軟件代碼的控制權(quán)以及軟件創(chuàng)新的主導(dǎo)權(quán)在未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的價(jià)值正在凸顯，2018年微軟花費(fèi)75億美元收購(gòu)全球最大的開(kāi)源代碼托管平臺(tái)GitHub就是例證。當(dāng)然，提高軟件可控力也不完全等同于系統(tǒng)框架下每個(gè)軟件都需要完全自主開(kāi)發(fā)，我國(guó)C919飛機(jī)就使用了來(lái)自派克宇航、霍尼韋爾、利勃海爾等國(guó)外公司的多類系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多類軟件的高效管理，做到及時(shí)更新亦是提高軟件可控力的表現(xiàn)。

軟件系統(tǒng)安全檢測(cè)要防止“掉鏈子”，安全是發(fā)展的前提，只有保證了安全，軟件的新功能、新性能才有用武之地，否則將會(huì)前功盡棄。波音737-MAX事故告訴我們，任何安全問(wèn)題都不容忽視，安全管理應(yīng)當(dāng)被放在首位。一方面，任何軟件系統(tǒng)都無(wú)法做到絕對(duì)安全，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏洞、填補(bǔ)漏洞可以最大程度地消除安全隱患。微軟Windows系統(tǒng)歷經(jīng)30余年的持續(xù)更新，仍然無(wú)法做到所有漏洞全部消除，至今依然在持續(xù)不定期地發(fā)布安全補(bǔ)丁。另一方面，安全管理不容忽視，特別是對(duì)于核心軟件系統(tǒng)，都應(yīng)進(jìn)行全面的第三方安全漏洞檢測(cè)，做到?jīng)]有通過(guò)安全檢測(cè)的堅(jiān)決不使用，不上線。

啟示和建議

當(dāng)前，軟件化已成為重大工程推進(jìn)、重要平臺(tái)建設(shè)、重點(diǎn)產(chǎn)品制造的關(guān)鍵能力，其重要性毋庸置疑。從企業(yè)應(yīng)用端看，在融合應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)進(jìn)行軟件化轉(zhuǎn)型升級(jí)的過(guò)程中，要認(rèn)真汲取波音737事故帶來(lái)的教訓(xùn)，不斷強(qiáng)化對(duì)軟件技術(shù)和產(chǎn)品的可控力，提高軟件應(yīng)用水平使軟件成為發(fā)展的“助推器”而不是引發(fā)災(zāi)難的“隱患源”。從軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展看，應(yīng)著力加強(qiáng)軟件價(jià)值基礎(chǔ)研究，建立完善的檢驗(yàn)檢測(cè)等產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，提高復(fù)合型人才供給水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)安全有序發(fā)展。

掌握關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新的主動(dòng)權(quán)，提高應(yīng)急水平。一是依托科研機(jī)構(gòu)和重點(diǎn)企業(yè)開(kāi)展軟件核心技術(shù)攻關(guān)，不斷提高軟件核心技術(shù)創(chuàng)新能力。建立多方參與、多方共享的軟件代碼分享平臺(tái)，促進(jìn)軟件技術(shù)的開(kāi)源開(kāi)放。支持企業(yè)積極參與或主導(dǎo)全球主要開(kāi)源項(xiàng)目，提高對(duì)前沿技術(shù)的應(yīng)用改造能力，獲取關(guān)鍵開(kāi)源項(xiàng)目的創(chuàng)新主導(dǎo)權(quán)。引導(dǎo)軟件企業(yè)加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)品的持續(xù)創(chuàng)新，推動(dòng)軟件產(chǎn)品更新迭代，提升用戶體驗(yàn)，減少安全漏洞。二是圍繞重大信息系統(tǒng)、平臺(tái)等優(yōu)化軟件管理體系，建立軟件安全漏洞預(yù)警平臺(tái)，提高漏洞修復(fù)效率。

完善檢測(cè)評(píng)測(cè)管理體系，強(qiáng)化安全保障。一是支持第三方軟件檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)加大技術(shù)創(chuàng)新投入，提升軟件產(chǎn)品和信息系統(tǒng)的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)水平，提高面向軟件研發(fā)和軟件化應(yīng)用的服務(wù)能力。二是加強(qiáng)面向重點(diǎn)信息系統(tǒng)的安全管理，針對(duì)核心環(huán)節(jié)的重要軟件系統(tǒng)，要求其必須通過(guò)合格第三方檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的軟件系統(tǒng)安全檢測(cè)認(rèn)證。三是加強(qiáng)對(duì)第三方軟件檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)和管理，引導(dǎo)軟件開(kāi)發(fā)商和應(yīng)用方樹(shù)立安全檢測(cè)意識(shí)，積極開(kāi)展軟件的第三方評(píng)測(cè)。同時(shí)，要支持信息安全企業(yè)圍繞公共服務(wù)信息系統(tǒng)開(kāi)展漏洞檢測(cè)等工作，對(duì)“白帽子（正面黑客）”提供必要的支持。

著力營(yíng)造復(fù)合型軟件人才的培養(yǎng)環(huán)境，提升軟件應(yīng)用能力。一是將軟件基礎(chǔ)技能納入素質(zhì)教育能力培養(yǎng)范疇，支持高等院校進(jìn)一步辦好軟件學(xué)院，積極開(kāi)設(shè)大數(shù)據(jù)、人工智能等行業(yè)需求旺盛的專業(yè)，提高軟件專業(yè)人才的供給量。二是面向行業(yè)軟件化發(fā)展需求，推動(dòng)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、軟件企業(yè)與行業(yè)企業(yè)間開(kāi)展聯(lián)合培訓(xùn)，組織技術(shù)交流，著力培養(yǎng)既懂軟件技術(shù)又熟悉應(yīng)用需求的復(fù)合型人才。三是積極開(kāi)展重點(diǎn)領(lǐng)域軟件技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)示范，組織開(kāi)展軟件應(yīng)用人才培訓(xùn)，建立人才培養(yǎng)與認(rèn)定體系，提高應(yīng)用端軟件產(chǎn)品的應(yīng)用水平。借助微信等新媒體手段，普及軟件基礎(chǔ)知識(shí)，傳播軟件和代碼文化，提高全民的信息素養(yǎng)。