南京電子技術(shù)研究所|張晉文程知敬

隨著計算機與信息技術(shù)的高速發(fā)展，武器裝備軟件化能力的需求逐步提高，軟件在軍用裝備信息系統(tǒng)中所占的比例大幅上升，復(fù)雜電子裝備系統(tǒng)80%以上的能力由軟件完成。軟件定義裝備將成為未來軍用作戰(zhàn)裝備的發(fā)展方向，如何保證和提升軟件研發(fā)的質(zhì)量與效率成為當(dāng)前的熱點問題。

軍用嵌入式軟件與眾不同

現(xiàn)代軍用裝備產(chǎn)品軟件多數(shù)屬于嵌入式軟件，指應(yīng)用于武器系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的應(yīng)用軟件。軍用嵌入式軟件具有區(qū)別于通用計算機軟件的一些特征，一是領(lǐng)域?qū)Ｓ眯詮?，被設(shè)計成為完成某領(lǐng)域的特定任務(wù)，軟件和應(yīng)用算法有機結(jié)合；二是軟硬件強相關(guān)，嵌入式軟件特點決定了軟件與硬件的依賴性強，以求達(dá)到共同完成預(yù)定的功能。

軍用嵌入式軟件在管理上的特殊性還表現(xiàn)在：開發(fā)過程受軟硬件條件制約；大系統(tǒng)軟件源代碼規(guī)模巨大；用于軍事目的，要求無差錯運行，對可靠性、實時性、安全性、互操作性等方面有極高的要求；大系統(tǒng)裝備情況復(fù)雜、參研人員多，造成軟件研制高風(fēng)險、長周期、高成本。

基于以上軍用嵌入式軟件的特點與問題，在實施軟件研制過程的管理中，強調(diào)面向軍用特定領(lǐng)域的高可靠軟件大規(guī)模設(shè)計復(fù)用，以及嵌入式系統(tǒng)軟硬件結(jié)合的管理模式成為當(dāng)前軍用嵌入式軟件提升研發(fā)管理水平的主要需求。

圖 軍用嵌入式典型軟件BOM樹各層次分解示意

軟件產(chǎn)品線技術(shù)應(yīng)運而生

軟件產(chǎn)品線（SoftwareProductLine）技術(shù)是近年發(fā)展出的先進(jìn)軟件開發(fā)方法，由美國國防部和美國軟件工程研究所（SEI）發(fā)起，旨在提高軟件系統(tǒng)重用能力。

軟件產(chǎn)品線方法由軟件復(fù)用技術(shù)發(fā)展而來，它的核心理念是每個產(chǎn)品都是來自于公共資產(chǎn)庫中的構(gòu)件組成，對這些構(gòu)件進(jìn)行必要的裁剪，通過產(chǎn)品線某領(lǐng)域的公共構(gòu)架來組裝這些構(gòu)件，最終形成軟件產(chǎn)品。

據(jù)對HP、IBM、NEC、AT&T等大型公司分析研究，他們在采用了軟件產(chǎn)品線開發(fā)方法后，產(chǎn)品的開發(fā)時間減少1.5～2倍，維護(hù)成本降低2～5倍，軟件質(zhì)量提升5～10倍，軟件重用達(dá)50%～80%，開發(fā)成本降低12%～15%。

鑒于軍用嵌入式軟件領(lǐng)域?qū)Ｓ眯詮娂败浻布唏詈系奶攸c，基于軟件產(chǎn)品線的物料需求清單（以下簡稱BOM）研發(fā)管理模式利用軟件產(chǎn)品線技術(shù)開發(fā)出的領(lǐng)域構(gòu)件、部件成果，并將之作為產(chǎn)品軟件BOM的基本單元對研制過程通過軟件BOM為抓手進(jìn)行管理。

軟件BOM管理模式大幅提升效率

通過構(gòu)建軟件BOM，逐層細(xì)化產(chǎn)品軟件（見圖示），融合軟件產(chǎn)品線與BOM的新研發(fā)模式能夠為軍用嵌入式軟件研發(fā)管理帶來以下提升。

（1）復(fù)用率：以軟件產(chǎn)品線的領(lǐng)域構(gòu)件為基本的復(fù)用單元，提高裝備軟件的重用率和生產(chǎn)率水平；

（2）質(zhì)量：采用產(chǎn)品線技術(shù)，經(jīng)過規(guī)范設(shè)計與反復(fù)測試驗證的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件能夠有效提升裝備產(chǎn)品軟件的質(zhì)量；

（3）項目進(jìn)展：通過BOM表細(xì)化軟件計劃管理粒度，可實現(xiàn)研制進(jìn)度即時度量，對開發(fā)計劃實時跟蹤與調(diào)整，工作進(jìn)展一目了然；

（4）狀態(tài)管控：通過BOM開展軟件分解將研制進(jìn)度細(xì)化至構(gòu)件級，可實現(xiàn)細(xì)化軟件技術(shù)狀態(tài)管理顆粒度，隨需求設(shè)計便跟進(jìn)行動態(tài)更新，做到由點及面的裝備產(chǎn)品軟件技術(shù)狀態(tài)精細(xì)化管理；

（5）過程數(shù)據(jù)記錄：軟件BOM中記錄軟件開發(fā)、評審、更改等全過程信息資料，保證軟件全生命周期的數(shù)據(jù)維護(hù)記錄。

基于軟件產(chǎn)品線的BOM研發(fā)模式能夠改變軍用軟件研制單位關(guān)于軟件開發(fā)活動的概念和實施方法，幫助軍用軟件承制單位實施軟件系統(tǒng)系列化，代表了一種先進(jìn)的軟件開發(fā)范型，并集中體現(xiàn)了基于領(lǐng)域的軟件復(fù)用和研發(fā)管理實踐，它能大幅度地提高軟件生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量，改善軟件復(fù)用，節(jié)省維護(hù)費用。