鄒浩彥 李紅軍 劉立彬

（空裝駐西安地區(qū)第一軍事代表室 陜西省西安市 710089）

1 引言

軟件技術(shù)狀態(tài)管理作為機載軟件工程化技術(shù)的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，對機載軟件的研制質(zhì)量和研制效率起到了重要作用。然而，縱觀國內(nèi)外，機載軟件狀態(tài)發(fā)布技術(shù)的研究集中在如何發(fā)布飛機軟件的設(shè)計狀態(tài)這一話題上，而對飛機研制和使用的不同階段和不同場景下，全機軟件狀態(tài)的發(fā)布時機、發(fā)布策略等方面研究的相對較少。

本文針對軍用飛機研制和使用的特點以及新形勢下型號管理的需求，在充分研究不同場景特征的基礎(chǔ)上，對軟件狀態(tài)進行了分類分析，提出針對性的軟件狀態(tài)發(fā)布方法，并在型號研制過程中進行了應(yīng)用驗證。

2 研究背景及現(xiàn)狀分析

伴隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，飛機的綜合化、集成化、自動化的程度越來越高，“軟件定義裝備”已經(jīng)不僅僅是個口號，飛機上的軟件要求越來越高、越來越復(fù)雜，承擔(dān)的功能和性能越來越多，軟件在飛機上發(fā)揮的作用越來越重要。可以這樣說，飛機還是原來的飛機，由于使用了各種各樣的軟件，飛機才有了靈魂和生命力。

由于目前航空裝備型號系列化研制、漸進式研制和領(lǐng)先使用的策略，全機軟件呈現(xiàn)出“多系列、多構(gòu)型、多版本”的態(tài)勢，全機軟件組合在一起的狀態(tài)異常復(fù)雜，例如大運飛機兩百多項軟件大概兩百多萬行代碼，預(yù)警機四百多項軟件大概是一千多萬行代碼。針對上千萬行代碼、幾百個軟件配置項這樣量級的飛機系統(tǒng)，如果沒有實施嚴(yán)格的狀態(tài)管理，或者管理不規(guī)范、不清晰，將會直接影響飛機的生產(chǎn)制造、科研試飛、外場使用、飛機全狀態(tài)的定型鑒定，以及飛機在部隊的服役使用。

機載軟件技術(shù)狀態(tài)管理涉及兩個基本要素，其一是技術(shù)狀態(tài)項，又稱軟件配置項，是技術(shù)狀態(tài)管理的基本單元；另一個基本要素是軟件基線，即已相對固化并被批準(zhǔn)的軟件狀態(tài)。按照GJB 3206A-2010《技術(shù)狀態(tài)管理》的規(guī)定，產(chǎn)品壽命周期內(nèi)通常建立三種基線，即功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線。飛機系統(tǒng)機載軟件基線架構(gòu)分為三層，即飛機級、系統(tǒng)級和配置項級；根據(jù)飛機系統(tǒng)設(shè)計、制造、試飛及使用等不同場景的需求，基線通常以技術(shù)狀態(tài)報告的形式向相關(guān)責(zé)任主體進行發(fā)布。

機載設(shè)備聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程面臨著多個場景、多個責(zé)任主體切換的復(fù)雜情況，對軟件狀態(tài)管控模式也提出了差異性的要求，包括在研制單位的聯(lián)調(diào)聯(lián)試、總設(shè)計單位實驗室的交聯(lián)試驗、在總制造單位部裝/總裝廠房的生產(chǎn)試制、在試飛單位的飛行試驗和在外場部隊的使用等。因此需要有一套完善的軟件狀態(tài)管控策略及有效的狀態(tài)發(fā)布手段實現(xiàn)各個場景下的軟件狀態(tài)管控。

3 機載軟件裝機狀態(tài)發(fā)布場景分析

圖1：機載軟件狀態(tài)管理階段劃分圖

從機載設(shè)備研制、聯(lián)調(diào)聯(lián)試及使用維護的復(fù)雜環(huán)境為切入點，基于分層級、分階段管理的原則，將型號研制的全生存周期劃分為4 個階段，每個階段根據(jù)型號研制目標(biāo)，對全機軟件實施不同的管理策略，圖1所示為型號級機載軟件狀態(tài)管理階段劃分情況。

場景一：機載設(shè)備C 型件、S 型件研制階段至機載設(shè)備S 型裝機件交付前，為狀態(tài)控制的第一階段；軟件狀態(tài)管控的責(zé)任主體為軟件研制單位，軟件狀態(tài)控制在軟件配置項層級開展，軟件狀態(tài)僅在軟件研制單位內(nèi)部發(fā)布。

場景二：機載設(shè)備在制造現(xiàn)場通電檢查開始到機載設(shè)備首飛放飛評審前，為狀態(tài)控制的第二階段；軟件狀態(tài)管控責(zé)任主體為型號總設(shè)計師單位，軟件狀態(tài)控制在系統(tǒng)和飛機兩個層級開展；軟件狀態(tài)的發(fā)布范圍包括：總設(shè)計師單位、總制造單位、顧客代表及相關(guān)軟件研制單位。該階段狀態(tài)發(fā)布方式和時機以總制造單位的生產(chǎn)試制需求、制造現(xiàn)場軟件維護需求以及顧客代表的監(jiān)管需求為導(dǎo)向。

場景三：機載設(shè)備首飛放飛評審后到交付部隊使用前，為狀態(tài)控制的第三階段；軟件狀態(tài)管控責(zé)任主體為型號總設(shè)計師單位，軟件狀態(tài)控制在系統(tǒng)和飛機兩個層級單位開展；軟件狀態(tài)的發(fā)布范圍包括：總設(shè)計師單位、試飛單位、總制造師單位、顧客代表，必要時也包含相關(guān)軟件研制單位。該階段狀態(tài)發(fā)布方式和時機以試飛單位的試飛需求、試飛現(xiàn)場軟件維護需求以及顧客代表的監(jiān)管需求為導(dǎo)向。

場景四：飛機系統(tǒng)交付部隊使用后，為狀態(tài)控制的第四階段；軟件狀態(tài)管控責(zé)任主體為型號總設(shè)計師單位，軟件狀態(tài)控制在系統(tǒng)和飛機兩個層級開展；軟件狀態(tài)的發(fā)布范圍包括：總設(shè)計師單位、總制造單位、顧客代表及使用部隊，必要時包含相關(guān)軟件研制單位。該階段狀態(tài)發(fā)布方式和時機以總設(shè)計師單位的狀態(tài)管控需求、外場軟件維護需求以及顧客代表的監(jiān)管需求為導(dǎo)向。

4 機載軟件狀態(tài)發(fā)布策略研究

4.1 軟件狀態(tài)發(fā)布方式及特點

根據(jù)型號研制不同階段特點及機載軟件狀態(tài)管控場景需求，軟件狀態(tài)發(fā)布可采用以下兩類形式：

（1）軟件裝機狀態(tài)報告；

1362年法令明確規(guī)定治安法官每年舉行四次開庭，除了在17世紀(jì)英國資產(chǎn)階級革命時期因為戰(zhàn)爭無法正常開庭有些例外外基本沒有出現(xiàn)中斷過，這就是著名的季審法庭，由一名主席主持開庭，是治安法官行使司法權(quán)的場所。至于季審法庭程序法令并沒有明確的規(guī)定，因此法庭審理程序非常靈活，治安法官也擁有很大的自由裁量權(quán)。尤其是小審法庭出現(xiàn)后，開庭的地點和程序更是靈活，不需陪審團的參加，可以獨立作出判決，結(jié)案更是迅速。

（2）軟件配置狀態(tài)報告。

軟件裝機狀態(tài)報告面向制造現(xiàn)場，為制造現(xiàn)場提供軟件裝機及軟件貫改的技術(shù)輸入。軟件裝機狀態(tài)報告通常按批架次發(fā)布，即一份裝機狀態(tài)報告僅說明一架飛機或一批次飛機的最新裝機狀態(tài)。軟件裝機狀態(tài)根據(jù)系統(tǒng)聯(lián)試或機上地面試驗情況進行動態(tài)變化，裝機狀態(tài)報告的有效性通常為最新版有效。軟件裝機狀態(tài)至少包含軟件基礎(chǔ)信息統(tǒng)計匯總情況、配置清單及軟件裝機版本、軟件變更原因及機上驗證內(nèi)容等要素。

軟件配置狀態(tài)報告是型號研制過程中對軟件配置狀態(tài)的紀(jì)實，記錄某一時間點的軟件基線狀態(tài)。軟件配置狀態(tài)報告通常按研制里程碑點進行發(fā)布，如可發(fā)布某型飛機軟件配置狀態(tài)報告以記錄飛機某一時間點的飛機級軟件基線狀態(tài)，也可發(fā)布某型機某系統(tǒng)軟件配置狀態(tài)報告以記錄某型機某系統(tǒng)在某一時間點的軟件基線狀態(tài)。軟件配置狀態(tài)報告至少應(yīng)包含軟件基礎(chǔ)信息統(tǒng)計匯總情況、軟件配置清單、軟件功能基線及版本標(biāo)識等要素。軟件配置狀態(tài)報告原則上不換版不作廢，作為型號研制的配置狀態(tài)紀(jì)實永久有效。

4.2 軟件狀態(tài)發(fā)布時機

不同形式的軟件狀態(tài)報告因其定位和作用不同，其發(fā)布時機也有很大的差異。

軟件裝機狀態(tài)報告表明的是某架機在某個時間點上的機上軟件狀態(tài)，為制造單位、試飛單位等利益相關(guān)方表明設(shè)計狀態(tài)與機上狀態(tài)一致性提供相關(guān)支撐，通常是對某段時間內(nèi)機上貫改情況進行了總結(jié)；因此，原則上在裝機件機上通電檢查、型號首飛、定型/鑒定試飛等里程碑節(jié)點進行發(fā)布，同時，如果型號研制過程中有相關(guān)需要也可動態(tài)進行裝機狀態(tài)的發(fā)布。在這些里程碑節(jié)點之前向相關(guān)方發(fā)布全機軟件裝機狀態(tài)報告以支持機上軟件狀態(tài)核查和變更控制工作。

軟件配置狀態(tài)報告表明的是型號研制過程中在某個時間點上的全機軟件成熟度狀態(tài)，因此，原則上在全機軟件階段性基線狀態(tài)固化時進行發(fā)布，比如：首飛軟件基線、轉(zhuǎn)場試飛軟件基線、定型/鑒定軟件基線等。按重大里程碑節(jié)點發(fā)布軟件配置狀態(tài)報告以明確軟件基線狀態(tài)及軟件變更歷程，使軟件狀態(tài)清晰可控，是軟件狀態(tài)控制工作的有效手段。

4.3 軟件狀態(tài)發(fā)布層級

軟件狀態(tài)報告可根據(jù)實際需要在飛機級、系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級、設(shè)備級甚至配置項級等不同層級進行發(fā)布。

軟件配置狀態(tài)報告在總設(shè)計師單位和軟件承研單位發(fā)布時有所差異。在總設(shè)計師單位，軟件配置狀態(tài)報告通常在飛機級和系統(tǒng)級發(fā)布，以記錄飛機級或系統(tǒng)級軟件的基線狀態(tài)；在軟件研制單位，軟件配置狀態(tài)報告通常在軟件配置項級發(fā)布，若有需要，也可在設(shè)備級發(fā)布軟件配置狀態(tài)報告，以形成設(shè)備級軟件基線；在分系統(tǒng)研制單位，軟件配置狀態(tài)報告通常在分系統(tǒng)級發(fā)布，以記錄分系統(tǒng)級軟件基線狀態(tài)。

5 應(yīng)用效果

本文提出的軟件狀態(tài)發(fā)布策略已在某型飛機研制過程中進行了全面應(yīng)用和驗證，并進行了迭代優(yōu)化，有效解決了當(dāng)前國內(nèi)型號級機載軟件狀態(tài)發(fā)布活動無章可依的問題。

在型號機載設(shè)備通電檢查前，建立并發(fā)布了0001 架機飛機級軟件狀態(tài)，向總設(shè)計師單位、總制造單位通報了通電檢查時各系統(tǒng)的軟件裝機狀態(tài)，為制造現(xiàn)場通電檢查工作提供了依據(jù)；在型號首飛前，建立了0001 架機飛機級軟件階段性產(chǎn)品基線，并向總設(shè)計師單位、總制造單位、顧客代表及相關(guān)研制單位發(fā)布了飛機級首飛軟件狀態(tài)，在研制全線明確了首飛軟件基線狀態(tài)，為型號首飛工作提供了有效支撐。

6 結(jié)語

本文在復(fù)雜聯(lián)調(diào)聯(lián)試環(huán)境下，對軟件使用的不同場景進行了梳理分析，在此基礎(chǔ)上開展了軟件狀態(tài)發(fā)布策略研究，描述了軟件狀態(tài)發(fā)布方法和特點，定義了軟件狀態(tài)發(fā)布時機和發(fā)布層級等；同時，該研究成果通過在型號中的實際應(yīng)用驗證，證明了此方法的可行和可推廣。

技術(shù)狀態(tài)管理是個永恒的重要的課題，特別是復(fù)雜的型號級狀態(tài)管理。未來隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用，機載軟件的技術(shù)狀態(tài)管理體系還需要進行持續(xù)優(yōu)化和改進，可以開展自動化的軟件狀態(tài)管理、全過程流程的實時監(jiān)控分析，實現(xiàn)全過程域的自動化和互動化，以支持型號“高效益、高質(zhì)量、高協(xié)同”的研制。