武翔宇 王夢琦
(中汽信息科技(天津)有限公司, 天津 300300)
隨著現(xiàn)代科技不斷地發(fā)展,汽車的電氣化、智能化程度越來越高,汽車車型功能不斷增多、系統(tǒng)不斷升級,然而越是復(fù)雜的功能和系統(tǒng)越容易出錯,除了需滿足功能、安全要求外,還需兼顧成本最優(yōu)并滿足用戶不斷提高的審美標(biāo)準(zhǔn)。
目前判斷汽車新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)是否滿足生產(chǎn)工藝的要求仍然處于人工干預(yù)的階段,往往需專人進(jìn)行工藝評審數(shù)據(jù)單的手動審核,評審流程存在效率低下、耗費(fèi)人力、人工評審可能存在誤差等問題。因此,在設(shè)計階段同步進(jìn)行評審十分必要,同步開發(fā)數(shù)字化流程的研究可以更快、更早地發(fā)現(xiàn)、解決和優(yōu)化問題。本文提出一種利用計算機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將工藝評審數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為評審模型的方法,該方法為評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)賦予可復(fù)用性,提高工藝評審的效率。
軟件需求分析是軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中尤為重要的環(huán)節(jié),首先需要對整個流程需求進(jìn)行調(diào)研,然后根據(jù)同步工程范圍與評審的數(shù)字化流程進(jìn)行需求分析。整個同步工程的流程周期耗時長且較為繁瑣,人工比對的方式存在弊端,同步開發(fā)數(shù)字化可以解決這些弊端。它可以將信息模型化形成評審標(biāo)準(zhǔn)模型,通過將待評審項(xiàng)與評審標(biāo)準(zhǔn)自動比對的方式輸出評審結(jié)果,不僅節(jié)約了人力,而且可重復(fù)利用的評審標(biāo)準(zhǔn)模型能夠使同類型評審提高效率,從而形成同步開發(fā)數(shù)字化流程。
數(shù)字化評審?fù)ㄟ^梳理同步開發(fā)評審標(biāo)準(zhǔn)并制定相應(yīng)的評審規(guī)范;同時梳理評審標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)的測試需求及測試需求關(guān)聯(lián)的測試邏輯。以實(shí)現(xiàn)自動獲取評審項(xiàng)、調(diào)用評價標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)聯(lián)測試需求及測試邏輯。
整體來說,同步開發(fā)數(shù)字化流程總體設(shè)計需要解決以下問題:(1)評審的流程中如何實(shí)現(xiàn)同步開發(fā)的數(shù)字化流程;(2)系統(tǒng)如何存儲和獲取自動評審項(xiàng)關(guān)聯(lián)的設(shè)計詳情;
(3)系統(tǒng)如何設(shè)計和存儲與設(shè)計詳情相關(guān)聯(lián)的評審標(biāo)準(zhǔn);
(4)系統(tǒng)如何設(shè)計評審表單中的評審模型,評審標(biāo)準(zhǔn)與評審模型之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系如何建立。
基于以上問題,針對同步開發(fā)數(shù)字化流程的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)軟件總體設(shè)計,通過設(shè)計與開發(fā)同步工程管理系統(tǒng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對同步開發(fā)數(shù)字化流程的管理。同步工程管理系統(tǒng)旨在解決同步開發(fā)流程中存在的問題,實(shí)現(xiàn)同步開發(fā)數(shù)字化自動評審流程。
根據(jù)同步開發(fā)數(shù)字化流程的特點(diǎn),在軟件的整個生命周期中,軟件系統(tǒng)的設(shè)計是軟件開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),以系統(tǒng)的需求分析作為基礎(chǔ)[1]。軟件設(shè)計模式的重點(diǎn)是為反復(fù)出現(xiàn)的各種設(shè)計相關(guān)問題提供一個通用的解決方案。
軟件的設(shè)計模式為軟件整個開發(fā)過程提供了整體的設(shè)計方案,從具體組件功能的角度來描述整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),可以有效加快軟件系統(tǒng)開發(fā)的速度,不僅可以降低系統(tǒng)各個組件之間的耦合性,還更利于系統(tǒng)后期維護(hù),使新了解系統(tǒng)的工程師用更短的時間、更高效的速度來了解整個系統(tǒng),增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性為提升系統(tǒng)后期可擴(kuò)展性帶來了便利[2]。
早在20世紀(jì)70年代,國外就提出了業(yè)務(wù)模型、用戶界面、控制器(Model View Controller,MVC)設(shè)計模式的概念,即使用MVC模式將模型(M)和圖像(V)實(shí)現(xiàn)代碼分離。MVC模式具有耦合性低、重用性高、部署快、可維護(hù)性高的優(yōu)點(diǎn),主要用于Web應(yīng)用程序的開發(fā),是目前軟件開發(fā)的主要模式。MVC設(shè)計模式也可應(yīng)用于同步開發(fā)數(shù)字化流程,MVC模式結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 MVC模式結(jié)構(gòu)
規(guī)劃一個完整的可滿足同步開發(fā)數(shù)字化流程研究的同步工程管理系統(tǒng),系統(tǒng)總體框架是所有工作的先決條件,也是奠定系統(tǒng)性能的基礎(chǔ),對于軟件系統(tǒng)的開發(fā)至關(guān)重要。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該分層組織,將系統(tǒng)的功能模塊化低耦合,可以更加方便快捷地根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行修改、重用和部署,進(jìn)而能滿足未來系統(tǒng)彈性擴(kuò)展的要求。
同步工程管理系統(tǒng)具體分為應(yīng)用框架、技術(shù)框架、系統(tǒng)框架,其中應(yīng)用框架滿足訪問控制、權(quán)限管理、用戶管理、其他應(yīng)用的基本應(yīng)用服務(wù)和表單模板、界面模板的應(yīng)用模板;技術(shù)框架分為登錄認(rèn)證、異常處理、數(shù)據(jù)庫連接、日志管理、緩存處理、數(shù)據(jù)加密和集成框架、服務(wù)器頁面(Java Server Pages,JSP)標(biāo)簽、軟件界面設(shè)計(User Interface,UI)應(yīng)用技術(shù)的框架與技術(shù);系統(tǒng)框架為服務(wù)器操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)總體框架如圖2所示。
圖2 同步工程管理系統(tǒng)總體框架
同步工程中的評審標(biāo)準(zhǔn)由同步工程專家與汽車產(chǎn)業(yè)專家共同制定[3],該標(biāo)準(zhǔn)取代傳統(tǒng)評審單中的“問題描述及原因分析”和“對策及要求事項(xiàng)”2 項(xiàng)數(shù)據(jù)項(xiàng)。評審單是汽車工藝中待評審內(nèi)容的評判準(zhǔn)則,由自然語言或數(shù)值構(gòu)成。通過對傳統(tǒng)評審單中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可將評審標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)劃分為:數(shù)值類、布爾類、字段類、故障碼類和數(shù)據(jù)標(biāo)識符(Data IDentifier,DID)類。
因此,在評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型化的過程中,可將評審模型定義為以下5種:值模型、布爾模型、字段模型、故障診斷標(biāo)準(zhǔn)模型、DID 模型。下面詳細(xì)闡述各個模型的轉(zhuǎn)化方法與構(gòu)成規(guī)范。
一個類別可包含多個評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),而評審標(biāo)準(zhǔn)與評審模型為一一對應(yīng)的關(guān)系,因此同一類別下可包含多種評審模型。同類別數(shù)據(jù)評審模型相對固定,但也可根據(jù)具體的評審需求進(jìn)行選擇。如進(jìn)行診斷流程一致性評審時,多數(shù)情況下可使用DID 模型,少數(shù)情況下如果評審項(xiàng)無法用DID 模型涵蓋也可選擇其他模型替代[4]。
3.3.1 值模型的轉(zhuǎn)化方法
車輛狀態(tài)數(shù)據(jù)中車輛轉(zhuǎn)向速度、車輛速度、車輛發(fā)動機(jī)水溫、蓄電池上電時間等以及生產(chǎn)環(huán)境要求維度下的環(huán)境溫度、車輛水平度、環(huán)境光線照度等都屬于數(shù)值型數(shù)據(jù),因此可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)值和單位,將以上同類型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為值模型。
3.3.2 值模型的構(gòu)成與評審規(guī)范
值模型由3 部分組成,分別是:標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)值和單位。標(biāo)準(zhǔn)值可細(xì)化為數(shù)值型標(biāo)準(zhǔn)值和范圍型標(biāo)準(zhǔn)值,標(biāo)準(zhǔn)值與單位共同成為本模型的評判準(zhǔn)則。
(1)標(biāo)準(zhǔn)名稱定義評審標(biāo)準(zhǔn)的名稱,數(shù)據(jù)類型為字符串。利用標(biāo)準(zhǔn)名稱與待評審內(nèi)容進(jìn)行完全匹配,確保評審內(nèi)容的準(zhǔn)確性。
(2)“標(biāo)準(zhǔn)值”定義標(biāo)準(zhǔn)值的大小,數(shù)據(jù)類型為數(shù)值??梢暂斎?個數(shù)值固定標(biāo)準(zhǔn)值(固定型標(biāo)準(zhǔn)值)或2個數(shù)值(范圍型標(biāo)準(zhǔn)值)將范圍劃定。評審中需要判斷的值是否相同或值是否在范圍中,值不同或值不在范圍中視為評審項(xiàng)不通過。
(3)“單位”定義標(biāo)準(zhǔn)值的單位,數(shù)據(jù)類型為字符串。評審過程中需驗(yàn)證待評審內(nèi)容的單位與標(biāo)準(zhǔn)模型的單位是否完全一致,不一致則評審項(xiàng)不通過。
3.3.3 值模型示例
在評審系統(tǒng)功能可制造性維度下,車輛狀態(tài)要求為“車輛速度=0 m/s”,將此項(xiàng)評審數(shù)據(jù)按照值模型的結(jié)構(gòu)“標(biāo)準(zhǔn)名稱+固定型標(biāo)準(zhǔn)值+單位”轉(zhuǎn)化后的結(jié)果如下:
(1)標(biāo)準(zhǔn)名稱:車輛速度;
(2)固定型標(biāo)準(zhǔn)值:0;
(3)單位:m/s。
3.4.1 布爾模型的轉(zhuǎn)化方法
布爾類型的數(shù)據(jù)是常見的數(shù)據(jù)類型之一,其數(shù)據(jù)要求符合二元性。車輛狀態(tài)要求維度的數(shù)據(jù)(如車輛啟動/熄火、電源擋位狀態(tài)、車輛空調(diào)狀態(tài)、車輛電器開關(guān)狀態(tài)),包含是與否、開與關(guān)、有與無的均可使用布爾模型的結(jié)構(gòu)將其轉(zhuǎn)化。
3.4.2 布爾模型的構(gòu)成與評審規(guī)范
布爾模型由3 部分組成,分別是:標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)值的語義集。標(biāo)準(zhǔn)名稱將待評審內(nèi)容與對應(yīng)的評審標(biāo)準(zhǔn)模型匹配起來,標(biāo)準(zhǔn)值將本布爾模型與標(biāo)準(zhǔn)值的語義集進(jìn)行匹配,標(biāo)準(zhǔn)值的語義集是本布爾模型的評判準(zhǔn)則。
(1)“標(biāo)準(zhǔn)名稱”定義評審標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確名稱,數(shù)據(jù)類型為字符串。利用標(biāo)準(zhǔn)名稱與待評審內(nèi)容進(jìn)行匹配,確保的準(zhǔn)確性。
(2)“標(biāo)準(zhǔn)值”定義標(biāo)準(zhǔn)值的準(zhǔn)確內(nèi)容,數(shù)據(jù)類型為字符串。標(biāo)準(zhǔn)值作為標(biāo)準(zhǔn)值語義集的標(biāo)簽,與語義集進(jìn)行匹配。
(3)“標(biāo)準(zhǔn)值的語義集”由布爾模型預(yù)設(shè),自動匹配。如果標(biāo)準(zhǔn)值與某語義集中的某字段完全匹配,則該語義集內(nèi)的全部字段視為與標(biāo)準(zhǔn)值同義??墒褂迷撜Z義集與待評審項(xiàng)進(jìn)行比對,無匹配項(xiàng)視為評審不通過。
3.4.3 布爾模型示例
如評審系統(tǒng)功能可制造性評審車輛狀態(tài)要求中的車輛空調(diào)狀態(tài),評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為“車輛空調(diào)狀態(tài)關(guān)”。將以上評審數(shù)據(jù)按照布爾模型的結(jié)構(gòu)“標(biāo)準(zhǔn)名稱+標(biāo)準(zhǔn)值+標(biāo)準(zhǔn)值的語義集”轉(zhuǎn)化為模型的結(jié)果是:
(1)標(biāo)準(zhǔn)名稱:車輛空調(diào)狀態(tài);
(2)標(biāo)準(zhǔn)值:關(guān);
(3)標(biāo)準(zhǔn)值的語義集:關(guān)、關(guān)閉、未開啟、緊閉、已關(guān)、閉、閉合。
3.5.1 字段模型的轉(zhuǎn)化方法
字段模型需要進(jìn)行字符串比對的任意字符串類型的數(shù)據(jù)都可通過提取關(guān)鍵字符信息轉(zhuǎn)化為字段模型。此外,如遇到某種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)無法歸類于其他4 種評審模型時,可以從原始數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵信息作為關(guān)鍵字段從而轉(zhuǎn)化為字段模型。因此由字符串組成的評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或任意判斷是否包含關(guān)鍵字段信息的數(shù)據(jù)都可以轉(zhuǎn)化為字段模型。
3.5.2 字段模型的構(gòu)成與評審規(guī)范
字段模型由多個字段模塊構(gòu)成。本模型具備較強(qiáng)的可編輯性,可由一個或多個字段組成本模型的評判準(zhǔn)則?!白侄?”定義評審標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容或關(guān)鍵字/詞。數(shù)據(jù)類型為字符串。如待評審內(nèi)容與本字段不一致則評審不通過?!白侄蝞”可由評審工程師根據(jù)評審標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際長度添加,數(shù)據(jù)類型為字符串。如待評審內(nèi)容與該字段不一致則評審不通過。
字段類型為2種:關(guān)鍵字段和組合字段。
(1)關(guān)鍵字段是評審標(biāo)準(zhǔn)的核心字段,如待評審內(nèi)容包含關(guān)鍵字段視為評審?fù)ㄟ^。
(2)組合字段定義評審的多條規(guī)則,組合字段間為并列關(guān)系,多條組合字段組合成為一條評審準(zhǔn)則,只要待評審內(nèi)容包含多個組合字段中的一個視為評審?fù)ㄟ^。
根據(jù)評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)定義多個字段共同作為評審準(zhǔn)則,字段數(shù)量不受限制。
評審數(shù)據(jù)與模型字段進(jìn)行比對的過程可引入算法,計算二者匹配度,提升數(shù)據(jù)評審的準(zhǔn)確度[5]。
3.5.3 字段模型示例
如評審系統(tǒng)功能可檢測性評審的系統(tǒng)輸出信號狀態(tài)可查詢時,關(guān)于發(fā)動機(jī)怠速起停信號的評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為“應(yīng)體現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速起停許可功能輸入信號標(biāo)識符”。本條數(shù)據(jù)全部為字符串構(gòu)成,因此可將長字符串分解為關(guān)鍵字符串轉(zhuǎn)化為字段模型如下:
關(guān)鍵字段1:發(fā)動機(jī)怠速起停;
關(guān)鍵字段2:許可功能輸入;
關(guān)鍵字段3:信號標(biāo)識符。
根據(jù)需求分析系統(tǒng)組成及其功能,完成詳細(xì)設(shè)計以及界面,對軟件系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行相對完整的剖析。
系統(tǒng)的登錄模塊是系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊,在同步工程管理系統(tǒng)的設(shè)計過程中,登錄界面系統(tǒng)只能登錄系統(tǒng)維護(hù)過的賬號,若忘記密碼可以點(diǎn)擊“忘記密碼”顯示“請聯(lián)系管理員郵箱”。系統(tǒng)會首先預(yù)置好管理員的賬號,管理員可以通過管理設(shè)置模塊維護(hù)賬號信息進(jìn)行賬號的新增、刪除、停用、重置密碼、更改權(quán)限的操作。
系統(tǒng)的建立評審任務(wù)模塊以獨(dú)立的菜單在頁面顯示,頁面顯示評審任務(wù)基礎(chǔ)信息,可以通過索引條件搜索評審任務(wù),可以新增和編輯評審任務(wù)。點(diǎn)擊進(jìn)入評審表單頁,評審表單頁上方可新增可制造性評審和新增可檢測性評審(評審維度分為可制造性維度和可檢測性維度),右上方為導(dǎo)入設(shè)計詳情按鈕,導(dǎo)入模型按鈕;評審表單頁中間為自動評審表單詳細(xì)內(nèi)容,顯示任務(wù)名稱、評審類別、車型、功能、控制器、評審維度、評審子維度、一級子項(xiàng)、評審項(xiàng)、設(shè)計詳情、評審標(biāo)準(zhǔn)且都為必填項(xiàng);評審標(biāo)準(zhǔn)右邊列為評審模型列,顯示新建模型/編輯模型按鈕;下方為保存和開始評審按鈕。頁面操作時先新增評審維度(可制造性維度/可檢測性維度),選擇評審維度對應(yīng)的評審子維度(評審子維度在管理設(shè)置模塊的子維度管理中進(jìn)行維護(hù)),填寫對應(yīng)的一級子項(xiàng),填寫一級子項(xiàng)對應(yīng)的評審項(xiàng),然后點(diǎn)擊保存按鈕再點(diǎn)擊導(dǎo)入詳情按鈕,自動匹配并顯示評審項(xiàng)對應(yīng)的設(shè)計詳情(評審項(xiàng)對應(yīng)的設(shè)計詳情在后臺維護(hù)),然后填寫設(shè)計詳情對應(yīng)的評審標(biāo)準(zhǔn),然后點(diǎn)擊保存按鈕再點(diǎn)擊導(dǎo)入模型按鈕,自動匹配并顯示評審標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的評審模型(評審標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的評審模型在后臺維護(hù)且評審標(biāo)準(zhǔn)唯一),若評審標(biāo)準(zhǔn)有對應(yīng)的評審模型可編輯模型若評審標(biāo)準(zhǔn)沒有對應(yīng)的評審模型則可新增模型,評審表單中一個評審維度對應(yīng)多個評審子維度,一個評審子維度對應(yīng)多個一級子項(xiàng),一個一級子項(xiàng)對應(yīng)一個評審項(xiàng)。先保存,再點(diǎn)擊開始評審。如果未填寫完整就點(diǎn)擊開始評審,則提示“請把以上數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整”再進(jìn)行評審,填寫完整后點(diǎn)擊開始評審則進(jìn)行自動評審,評審表單頁面詳情如圖3 所示。
圖3 評審表單頁面詳情
評審報告查詢模塊以獨(dú)立的菜單在頁面顯示,頁面顯示上方為車型、控制器、功能的索引條件;中間左邊導(dǎo)出按鈕可按照評審任務(wù)導(dǎo)出模板樣式導(dǎo)出Excel 表格;下方展示評審任務(wù)編號、評審任務(wù)名稱、車型、評審類別、控制器、功能、負(fù)責(zé)人狀態(tài)信息,操作列可查看當(dāng)條評審任務(wù)的詳情。管理員登錄后默認(rèn)的頁面是報告查詢頁面,評審報告頁面詳情如圖4所示。
圖4 評審報告頁面詳情
建立評審模型模塊和數(shù)據(jù)庫管理是在后臺進(jìn)行維護(hù)的,管理設(shè)置模塊可以對子維度管理進(jìn)行維護(hù)。子維度管理頁面上方為評審維度的可制造性、可檢測性Tab 頁和子維度索引條件;中間左邊新增按鈕可新增相關(guān)的子維度;下方展示子維度,操作列可編輯、刪除子維度,子維度管理頁面詳情如圖5所示。
圖5 子維度管理頁面詳情
管理設(shè)置中的評審任務(wù)管理頁面上方是車型、控制器、功能、負(fù)責(zé)人的索引條件;下方顯示任務(wù)編號、任務(wù)名稱、車型、評審類別、控制器、功能、負(fù)責(zé)人、狀態(tài),操作列可刪除狀態(tài)為未開始和已完成的評審任務(wù),評審任務(wù)頁面詳情如圖6 所示。
圖6 評審任務(wù)管理頁面詳情
日志管理頁面上方顯示用戶名、職責(zé)、對象的索引條件;下方展示用戶名、職責(zé)、對象、操作內(nèi)容、操作時間。賬號管理頁:上方是賬號、姓名、職責(zé)的索引條件;中間左邊新增按鈕可彈窗新增賬號,填寫賬號、姓名、郵箱,選擇職責(zé)且賬號、姓名、職責(zé)為必填項(xiàng);下方顯示賬號、姓名、職責(zé)(管理員、評審工程師)、郵箱、狀態(tài)(啟用為正常狀態(tài),停用為鎖定狀態(tài))、創(chuàng)建時間;操作列可刪除、停用/啟用、重置密碼、更改權(quán)限。個人信息頁面可上傳用戶頭像(只能上傳JPG 或PNG 格式的用戶頭像,且不超過500 kB)、填寫姓名且姓名為必填項(xiàng)、職責(zé)為新增賬號時設(shè)置不可操作、填寫郵箱,可以通過按鈕提交個人信息、清空個人信息;通過修改密碼頁面輸入原密碼、新密碼、確認(rèn)密碼且都為必填項(xiàng),可以通過按鈕提交密碼、清空密碼。
本文對同步開發(fā)數(shù)字化評審流程開展研究,梳理出工藝評審類別與傳統(tǒng)工藝評審間的邏輯結(jié)構(gòu),并提出了一種將同步工程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型的方法。該方法包含5種基本數(shù)據(jù)模型,可應(yīng)用于現(xiàn)階段5種類別的同步工程工藝評審,同時也為傳統(tǒng)評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)提供了可復(fù)用性,能夠提高工藝評審的效率。基于評審標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的數(shù)字化,可利用轉(zhuǎn)化后的模型實(shí)現(xiàn)同步工程工藝自動評審,進(jìn)而大大提高評審工程師的工作效率。