浅析装备软件质量管理

◎海装天津局 彭瑾 李木易

随着武器装备信息化程度的不断提高，软件的“核心地位”和“神经中枢”作用也日益突出。软件质量已成为武器装备形成战斗力的关键所在。

装备软件的质量管理是一个系统工程，需要科学策划、认真实施、持续改进。只有大力加强软件研制过程中的质量控制管理，才能提高软件的研制质量，从而提高武器装备的整体作战效能。

一、装备软件质量存在的主要问题

在过去的十几年中，装备软件的承制方对软件的开发、管理进行了有效地探索，并取得了初步成果，但装备软件的开发现状并不乐观，主要表现在：一是有的软件开发项目缺乏有效的组织和手段，仍处在“自编、自导、自演”的手工阶段；二是在实际开发过程中，由于型号研制、生产任务繁重等因素，在质量与进度发生冲突时，往往疏于按质量管理体系要求开展软件质量管理工作，不重视过程控制；三是装备软件的测试，特别是第三方测试没有引起足够的重视。因此，有必要认清当前装备软件质量管理中存在的主要问题，并积极研究对策，以促使我军战斗力得到不断提升。

1.对装备软件的概念认识模糊

现阶段，装备软件只是作为硬件产品的一个附件来对待，还未作为单独产品列入武器系统计划和技术配套表，因此将导致以下问题：

一是在签订武器系统研制合同时，软件作为武器系统的配套产品统一签订合同，费用与进度往往纳入系统或装备的统一安排。而费用并未考虑软件的特殊性，进度安排也未考虑软件开发周期的特殊性。

二是针对嵌入式软件，更存在一个误区，认为嵌入式软件最终是嵌入到目标计算机中，因此将嵌入式软件的开发过程完全与硬件混为一谈而未考虑其特殊性。通常表现在软件没有单独的研制任务书，是按硬件的研制过程开发；软件没有单独的测试而是与硬件一起联试；软件没有单独的评审，有的甚至连文档也是与硬件合在一起编写，违背了按软件工程化方法的要求开发和管理软件。

三是武器系统的可靠性指标百分之百分配给了硬件，软件没有单独的可靠性指标，但从统计资料看，实际上软件可靠性远远低于硬件可靠性。

2.承制方未建立完善的软件质量体系

目前，装备软件的开发主要集中在军队院校、科研院所和相关部门。参与软件开发的单位较多，但大多数单位内部没有建立较为完善的软件质量保证体系，即使建立了软件质量体系的单位, 其体系文件也有待通过实践进一步补充完善。由于质量体系不完善和承制方普遍管理水平不高，加之研发资金、人员的不足，导致软件开发过程缺乏行之有效的管理和监督，软件的质量保证工作基本上是由软件开发者自行完成的。实践证明，采用这种方法开发装备软件很难保证产品质量。

3.军方未有效参与软件需求定义

软件需求是度量软件质量的基础，不符合需求的软件就不符合质量要求。美军的一项调查表明，装备软件70%的错误出现在需求分析阶段。在当前的型号研制中，由于装备软件需求定义阶段缺少军方的有效参与，使得软件开发人员无法全面、准确地理解和定义装备的作战使用需求，导致最终的产品不能完全符合部队的实际需求；由于部队对装备软件隐含的需求重视不够，导致软件开发人员在后续工作中修改返工频繁，不但影响了软件研制进度，而且也将一些质量问题和缺陷带进了后面阶段的工作中，软件质量难以保证。

4.软件文档在软件质量中的作用未引起足够的重视

装备软件不仅仅指程序，还包括一整套符合国家军用标准要求的文档资料。质量管理人员可以使用它们作为依据管理和评价软件研制的情况。但在实际工作中，存在软件设计文档的编制不规范、文档的编制水平和质量参差不齐等诸多问题，特别是大多数单位的文档是在软件完成后补写的，失去了以设计文档指导软件实现的作用。

二、解决装备软件质量问题的方法

针对目前装备软件在质量管理上存在的若干问题，军方及承制方在结合型号研制过程中不断摸索规律，提出了一系列解决问题的方法和思路，并制定了相关规范和原则，为装备软件质量的健康发展提供了坚实基础。

1.强化观念上的认识

国防科工局在质量发展纲要中要求：“加强软件质量管理，要将软件作为单独产品，纳入型号产品配套表，与硬件产品一样实施管理。”因此，要从质量管理观念上提高对装备软件的认识，不能把武器装备软件误认为是单纯的计算机软件技术。要把武器装备软件作为关键件、重要件、单独产品与硬件产品一样实施质量管理，才能有效地对装备软件质量进行全面的考核、评定、验收，使对装备软件的质量管理达到空前的深度和广度。

2.完善质量保证体系建设

为了全面提高装备软件质量，承制方必须按照国家军用标准要求建立软件质量保证体系。这样，软件开发才能实现从个体开发阶段向软件工程化阶段的根本性跨越，从而为提高软件质量创造必要的前提条件。建立装备软件质量保证体系，需要正确认识四个方面的问题：

一是领导重视是关键。承制方的最高管理者首先要清楚地认识到建立软件质量保证体系是武器装备建设和发展的需要，同时也是新形势下参与市场竞争的需要。只有领导重视了，下级负责人和第一线的操作人员才能顺利解决一些实际问题。

二是组织监督是保证。软件开发单位应建立能够监督软件质量保证体系的机制，从组织上为质量保证体系建设提供可靠保证。这种内部质量体系的监督将有力地推动质量管理和质量保证活动的顺利开展。军方应加强对软件质量保证体系的审核，促使承制方不断完善软件质量保证体系，持续质量改进，不断提高软件质量。

三是全员参与是基础。软件质量与设计人员和管理人员密切相关，没有全员积极、主动的参与，软件质量保证便无从谈起。

四是经费投入是保障。质量保证体系的建设需要人力、物力和财力的巨大投入。从全面和长远来看，这些投入是用在增强企业素质和自身实力上的。

3.做好装备软件的需求定义工作

在需求定义时，要形成真正反映军方需要并切合实际的需求不是一件简单的事。因此在这个阶段需要做好以下工作：

一是要加强军方在需求定义阶段的主导作用。需求定义工作主要由开发人员承担，但必须强调军方的有效参与，发挥军方在需求定义中的主导作用，这是军方从总体上把握软件质量的根本措施。军方可以在适当工具和环境的辅助下，运用图表及某种限定性的语言等熟悉的表达方式参与定义系统的相关工作，从而最大限度地将自己的需求和想法反映给软件设计者。这对于软件需求及其正确性、一致性和完整性大有帮助。

二是要给予需求定义阶段充分的时间。由于大部分软件开发人员对军事应用领域的知识不了解，无法很快理解军方所提需求的真正含义，需要充分的时间进行学习和消化。

三是要加强需求定义的阶段评审。需求分析阶段所犯的错误是一些比较大的、整体性的错误。其修改涉及面广，纠正错误的代价比较大，因此必须进行严格评审。需求分析评审的重点是根据总体任务书的要求，对软件需求说明进行评审，包括功能、性能、接口、数据、环境需求等。主要审查需求分析的完整性、正确性和一致性，审查需求的每一项条款是否正确，软件功能是否覆盖了系统的要求，条款之间是否相互冲突，以及工程应用中的可行性、可维护性、经济性等问题。

四是实现系统分析员与程序员的“双岗”分离。为提高复杂软件系统的质量和可靠性，软件开发小组中系统分析员与程序员应相互独立。软件系统分析员不但要熟练地掌握计算机硬、软件专业知识，同时还要对军事应用领域的知识有充分的了解，而普通的程序员是达不到这一要求的。为此，当前承制方必须加紧制定措施，培养具有较高专业水平的系统分析员队伍，从根本上解决软件的“双岗”分离问题。

4.加强对装备软件的文档管理

软件文档管理是一项十分艰巨而又琐碎的工作，应按照国家军用标准《软件文档管理指南》、《武器系统软件开发文档》和《军用计算机软部件文档编制格式和内容》的要求开展软件文档管理工作。装备软件的文档在程序的编制过程中要不断地更新，对于一段程序、一组语句等都应有相应的文档记录。文档可以使用中文，在文档中要清楚地说明代码的意义、存储器的标号、数据的入口和出口、信息处理的方式、嵌套的作用、实现相关功能的途径等。在修改程序的同时也要修改文档，以切实做到文档编写规范、文实相符，描述具有一致性、确切性和简明性，签署完整、职责明确。

三、加强装备软件质量管理的研究

随着计算机技术的迅猛发展，使得武器装备系统越来越多地采用了计算机软件，其性能的发挥也越来越多地依赖于装备软件的质量。为更好地发挥装备软件在武器装备中的作用，军方和承制方需要不断地加强对装备软件的研究工作，以满足装备软件的发展要求。

1.开展装备软件承制方的软件能力评价工作

我国装备软件的质量管理起步较晚，同发达国家相比还存在很大的差距。在过去的十几年中，为了进一步推动软件工程化的深入开展，实现以测试促开发、以测试促管理的目的，装备软件承制方建立起了相应的测评体系，制定了相应的软件开发规范，强化了软件的评审工作。这些工作的推进取得了良好的效果，但由于装备软件承制方的能力参差不齐，软件开发规范的制定和软件评测工作落实的力度存在较大差异。因此，很有必要对装备软件承制方的软件能力进行评价，建立起承制装备软件的准入制度。

装备软件承制方的软件能力评价可先从软件过程评估入手，并逐步过渡到软件承制方的软件能力评价。软件过程评估的关键是要把握六项原则：一是采用一个标准作为过程的参考模型；二是采用一个预先定义的形式化评估过程来进行过程评估；三是评估的发起者应是参评者所在单位的高层管理者；四是评估应根据发起者的业务目标和需求来进行；五是采用严格保密的原则，即应保证任何属于个人或项目的信息不被泄漏；六是评估组和组织的参评者之间是一种协同的工作关系。

在完成软件过程评估的预定目标后，可开展装备软件承制方的软件能力评价工作。通过对装备软件承制方软件能力的评价活动获得该单位的过程能力。对达到设定软件能力级别的装备软件承制方，允许其开展装备软件的研制。

2.完善装备软件的配置管理

装备软件配置管理的重要性已逐步被装备软件承制方所认识，并在装备软件研制过程中配备了一定的软件开发工具和环境。但因为装备软件的承制方在配置管理上发展不平衡，有的还处在手工阶段，有的虽然已借助相应的工具进行管理，但配置管理的实时性、有效性、可控性和可追溯性并没有得到很好的体现，达不到配置管理的目的，因此，很有必要继续加强软件的配置管理。

加强软件配置管理需要从三个方面考虑：一是做好配置标识工作，使所采用的配置标识易于理解、识别；二是做好配置控制工作，主要把握实时性、有效性、可控性和可追溯性；三是做好配置审计工作。

3.加强装备软件的第三方独立测试

装备软件承制方相继建立了由软件评测中心、软件检测站和软件开发项目组组成的三级软件评测体系。但在实际的软件测试过程中并没有严格按照单元测试、组件测试、确认测试和系统联试的顺序进行，交付的装备软件大部分只进行确认测试和系统联试。由于系统联试只进行软件的功能和性能测试，并不能全部真实地反映被测软件的实际情况，因此确认测试就显得非常重要。但承担确认测试的测试机构并不是真正意义上的第三方独立测试机构，其与软件承制方存在或多或少的连带关系，这就使得测试结论的权威性有所降低，因此很有必要开展第三方独立测试。其主要优势体现在：一是发挥专业技术优势，使测试结果具有一定的权威性；二是发挥独立机构优势，可以比较客观地开展工作，更有利于发现被测软件存在的问题；三是进一步促进软件承制方的工作。

装备软件的第三方独立性测试由于被测软件的一些特殊性(如专业性强、保密性高)，使得进行第三方独立测试存在一些困难。因此，可以在第三方独立测试过程中考虑如下因素：一是让承制方承担软件测试，但必须确保第三方独立测试机构的组织权和监督权，即软件测试过程的组织权和测试小组测试过程的监督权。

二是强调用户的参与。装备软件由于其使用领域的特殊性，因此在第三方独立测试中应强调用户的参与。一方面，用户的参与可以使第三方测试项目工作中的很多具体问题得到迅速解决，对工作展开和切实推进起到重要的推动作用；另一方面，用户方的严格监督和管理有助于测试方更全面、细致地完成各个环节的测试工作，使测试结果更有效。

装备软件的质量管理是我军武器装备现代化建设的需要，也是军事斗争准备的需要。因此，我们必须下大力气抓好装备软件质量保证工作，探索装备软件质量管理的新途径、新方法，切实把装备软件质量和可靠性提高到一个新的水平。