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航空产品软件开发质量及可靠性管理的探讨

作者：胡筱红；史左敏；周航日期：2013-12-16 09:52 来源：《电子制作》

中航工业飞机汉中飞机分公司设计研究院 723000

【文章摘要】
航空产品是多学科、高科技技术的系统综合体，其产品开发过程更是需要多项核心技术的支持和保障。软件开发和维护是航空产品研制过程中的重要技术手段，但是受限于软件质量、可行性以及软件本身可靠性因素的制约，其在航空产品研发当中的作用将会大大受限，本文基于质量控制和可靠性管理的角度出发，着重探讨如何从管理上予以针对性的提高。
　　　
【关键词】
航空产品；软件开发；质量控制；可靠性管理
　　　
我国的航空业起步较早，在数十年的发展之下已经取得举世瞩目的伟大成就，无论是地球卫星的发射升空还是运载火箭的安全运行，无论是载人航天器的成功返航还是嫦娥系列的伟大创举，都标志着我国的航天航空技术已经步入了发展的新篇章，也在世界的航空航天领域占据了重要的一席之地。航空产品是公认的高技术、多学科融合的系统工程项目，航空产品从理念设计、产品制造到产品使用这一全生命周期内，都需要庞大的管理团队进行精密的管理操作，这其中除了优秀的管理人员的辛勤付出以外，更为重要的是能够实现各种功能需求的航空软件的功劳，在设计阶段，通过软件开发人员的不懈努力，将设计人员的设计意图通过设计软件的界面操作和后台开发，能够直观的展现航空产品的效果外观，从设计阶段去发现问题、修改设计不足，通过性能分析软件的辅助，能够以虚拟现实技术对航空产品的工作性能进行仿真分析，大大缩减了产品研制和测试的时间，在产品制造过程中，各种工业软件在产品质量控制上所起到的作用是至关重要的。正是由于软件的适用范围如此之广，软件的质量控制和可靠性管理效果的好坏将直接影响航空产品的质量和性能。
通常来说软件开发、质量控制和其可靠性管理有其自身的规范，本文正是从这个角度出发，对航空产品开发过程中的软件质量和可靠性管理提供了以下的几点对策。
1 健全管理体制，保障人力物力供应
软件设计开发设计到航空产品的整个生命周期，其本身的重要性和任务量决定了必须建立相应的软件管理体制。依托于航空产品的研制方案和技术流程，建立起自上而上，化整为零的软件质量管理体系，设立总工程师级别的软件质量管理的核心责任机构，以软件功能部门为执行方案小组，针对航空产品中具体部件或者功能姿态中的软件功能需求、软件编译模式和软件设计周期进行前期的评估方案的制定，定量分析软件开发设计中的人力物力需求，给与匹配的资金和人力物力预算，通过挑选合适的软件研发团队或者项目合作单位，在产品生产节拍规定的时间节点内，以软件质量管理条例为约束体系，对软件设计开发的全流程进行质量监督和控制，最终开发出保质保量的软件产品。
2 逐流程进行质量控制和可靠性管理
以整体设计目标为全局质量控制目标，在软件设计开发的整个周期内，对各阶段的开发任务进行质量控制和可靠性管理，是保证航空用软件产品质量和可靠性的必然之举。
2.1 系统需求和软件需求分析定义阶段
综合考虑航空产品的系统要求和使用环境，可以拟定软件的系统任务书，并且制定相应的软件产品验收方案，通过专业研究机构的方案认定，对验收细节进行标定，是确保软件质量和可靠性的重要前提。以软件系统任务书为蓝本，确认软件主要功能分布，并对各功能的功能实现模式、性能指标和接口规范进行设定，编写详细的软件功能需求说明书，制定特定的软件可靠性、安全性设计准则，并且安排好各功能模块的系统测试方案，对功能优先级别进行准确划分。其质量控制目标是必须提交完整的“软件需求说明书”和“功能要求说明书”。
2.2 软件设计和功能实现阶段
软件设计的主要内容包括：软件概要设计和详细步骤设计，对于各个设计阶段的功能设计时间、测试规范、失效率和成功率统计以及软件设计白皮书的记录，都比严格按照相应的准则执行，按照国标和军标对软件概要进行逐条审核并附带详细的技术说明，申明软件设计的配置管理。对于已经完成设计任务的软件系统进行规范样例编写，并进行程序的静态分析和单元测试，最终必须提交程序、程序单元的测试规程、测试范例和测试报告书，并未使用方提供软件用户手册和操作规范手册。
2.3 软件功能测试和软件验收阶段
软件功能测试将重点集中在软件系统和硬件系统测试上，以产品任务书的功能要求为准则，严格执行所有的测试工作，并记录软件的测试表现数据，并提交测试分析报告，通过第三方专业测试评估机构对测试结果进行评审，作为软件是否达标的重要前提，由需求方进行软件产品的试运行和验收工作，保证软件产品与需求方能够实现系统对接、设计和规范的统一，确保技术文件和软件文档的完整性，全程记录软件运行的实时数据，建立起相应的软件故障监测、故障模式识别和在线故障纠正系统，并及时对软件进行维护和升级。
3 软件系统的质量控制和可靠性管理
软件中各功能的优先级别的评定和划分需要专业的设计意见，以及与需求方进行协商才能最终确定，藉此划分为三级、二级和一级软件，在实际运行和维护中提供便利。软件文档包含内容众多，也是影响软件质量和可靠性的重要因素，软件文档的建立必须遵循：专业、真实、详细和有效性的技术原则，它可以作为最终的软件系统评审中的重要参考资料，结合匹配度高的软硬件配置，可以更好的发挥软件的工作效率、降低软件的运行故障率，并且能够及时的发现运行问题、纠正错误。
4 总结
航空产品的复杂性和高度集成性给了计算机软件以极大的应用空间，在当前计算机技术和软硬件设施日益发展的前提下，软件的质量控制和可靠性管理可以得到充分保障，这也是软件工程能够更好的在航空工业中得以持续发展的一个重要的技术方向。
　　　
【参考文献】
[1] 周仲夏，军用软件可靠性工程浅探[J]，先进制造与管理，2008（10）
[2] 董慧萍，航空产品研制中软件质量与可靠性管理[J]，弹箭与制导学报，2005（25 ）