某整车研发阶段的零部件软件管控体系研究

马云林，谢乐成，杜战龙，文勇

（重庆长安汽车智能化研究院，重庆 401120）

某整车研发阶段的零部件软件管控体系研究

马云林，谢乐成，杜战龙，文勇

（重庆长安汽车智能化研究院，重庆 401120）

在国内汽车行业整车研发阶段，零部件软件质量保证过程大多依赖供应商的软件研发实力，很少采用标准的CMMI体系或ASPICE体系进行软件开发，而整车厂对软件的实质性管控非常缺乏，因此建立零部件软件管控体系势在必行。文章通过对某车型在研发阶段采用了实质性的软件管控措施和制定相应的软件测试指标和规范，取得了软件质量明显提升的效果进行研究，提出一套适合目前国内整车厂零部件开发过程管控的软件体系。研究表明，零部件软件管控体系的建立有利于整车研发前期爆发大量问题并提前解决，并对后期整车软件升级更新起到了很好的促进作用。

CMMI体系；ASPICE体系；软件测试指标；软件升级

CLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-211-03

前言

汽车产业未来的发展方向是“低碳化、信息化、智能化”，其中智能化和信息化依赖于网络技术实现，而网络技术作为汽车工业与信息技术行业的结合点，将有力推动汽车行业的转型升级，而软件则是车联网络技术的关键所在。未来汽车的竞争，机械性能将不再是重点，众矢之的是：软件以及互联网如何让出行变得更加愉快[1]。伴随着互联网的兴起和汽车智能化程度的不断提升，尤其是IATF 16949：2016换版[2]正式发布，对嵌入式软件的产品开发应有质量保证过程和明确的软件开发过程等要求。由此可见汽车行业对软件的重视程度，后续软件将成为汽车行业竞争的焦点。

1 汽车行业软件研发现状

国内汽车行业的软件研发模式：整车厂主导需求和验收，供应商主导开发和维护。而供应商的零部件软件开发过程保证也依赖自身的研发和测试能力，鲜有采用标准的CMMI体系或ASPICE体系进行软件开发。整车厂对零部件的软件开发过程缺乏有效的管控，软件质量保证大多依赖供应商的软件研发能力。这种由供应商主导的零部件软件研发模式导致的弊端在于，研发阶段供应商无法按期交付合格软件，研发后期软件问题重复发生，软件维护阶段软件变更代价较高[3]。纵观多个整车项目研发阶段出现的软件问题，归纳原因主要有两点：一是过往整车项目更注重零部件的硬件、模具等质量管控，对各零部件供应商软件开发流程管控未规范化；二是软件FMEA回归未落实到位。

2 整车零部件软件管控体系探索

结合整车厂的研发流程，提出了适应整车研发流程的零部件软件管控措施。分别从零部件招标前的供应商评审、软件开发、软件维护以及FMEA共4个阶段进行管控，从而确保整车厂的软件质量得到保障。下图1为整车零部件软件管控体系框图。

图1 整车零部件软件管控体系

2.1 招标前供应商评审

在整车项目招标前期增加供应商软件开发能力要求，在具备开发控制器能力的基础上，供应商在软件能力方面应通过国际认可的CMMI 3级或ASPICE 2级体系认证，整车厂按照所通过体系进行软件开发过程审核和管控。为确保软件变更得到有效控制，从首轮正式装车开始软件更新应提交软件更新记录、功能、性能及可靠性测试报告、目标代码给整车厂，以备软件版本管控使用。整车厂将在招标阶段对供应商的软件开发能力、需求分析能力、bug管理能力、软件体系建设情况进行评审和风险评估。

2.2 软件开发阶段

从软件开发纬度，从功能需求、软件需求分析、软件架构审核、软件详细设计、代码评审、单元测试、软件集成测试、软件功能测试、系统测试、DV测试各阶段执行自评审或会议评审。按照“V模型”进行开发，实现“需求-编码-测试-管理”全过程审核。

图2 软件开发过程审核流程图

2.3 软件维护阶段

从软件维护阶段，整车厂应建立由各产品部门、软件平台定义、软件测试、软件体系等跨部门的《车辆软件升级验证流程》，各部门对每次软件变更（尤其是bug变更）均提出交付物需求，软件体系部门对所需交付物严格评审，确保每个变更点均通过评审与测试。

2.4 软件FMEA阶段

为了预防已解决问题在新项目内复发，基于软件变更提交测试报告及售后问题分析的基础上，由整车厂各部门组成评审团对过往个零部件出现的问题组织评审并集成经验教训的软件FMEA，杜绝同类问题重复发生，达到车辆整个生命周期形成PDCA的闭环过程[4]。

3 零部件软件管控体系探索成果

自整车零部件软件管控体系推行以来，取得了从供应商软件能力提升、供应商白盒测试能力提升、软件开发阶段整车厂各指标和规范的确定、整车厂软件FMEA初成的推行成果。

3.1 招标前的软件能力评估成果

体系内供应商的软件研发能力取得明显进展，表现在：1.三家供应商软件体系实现了从“无”到CMMI 3级认证；2.三家供应商完成了ASPICE 2级认证。

3.2 软件开发能力提升

图3 某整车项目软件研发过程暴露问题统计图

自整车零部件软件管控体系推行以来，软件白盒测试能力有7家体系内供应商实现了“从无到有”的飞跃；2家体系内供应商能力明显提升；软件白盒测试能力包含静态编码规则检查和静态运行时，重点是MISAR C:2012标准规则的检查。在某整车项目的研发过程中，抽查5家供应商统计已达成质量目标，在需求分析、静态测试、自检功能测试阶段发现并解决大量bug，而后期实车测试暴露问题较少。对比传统整车项目，统计结果表明：研发阶段软件bug充分前移，后期装车阶段（以第3次装车为基准）爆发软件问题的风险明显降低。

3.3 整车厂软件指标和规范

经过整车零部件软件管控体系推行，尤其是在整车项目实际运作过程中，整车厂积累并建立了软件开发质量管控体系和车辆软件升级验证流程，尤其是软件白盒测试指标[5]和功能测试指标，并建立了《软件单元设计与实现规范》。下表1为软件测试测试合格验收项及指标。

表1 某整车项目软件测试合格指标

此外软件FMEA建设也取得了初步成效，软件FMEA在开发前期就转入供应商等在需求分析、开发前端的规避设计、后期测试验证等方面均纳入评审系统。在新的整车项目中未再发生同类问题。

3.4 整车软件质量提升

在某整车项目中采用零部件软件管控以来，历时20个月取得了如下总体质量目标。其中整车仪表软件缺陷检出率91.8%，缺陷密度[6]降低到4‰，重大软件问题（黑屏、死机、白屏、重启）再次次数为0次，整车软件已达成总质量目标如下表2。

表2 质量目标

4 结论

伴随着互联网的兴起和汽车智能化程度的不断提升，尤其是IATF 16949：2016换版对嵌入式软件提出了明确的要求确保有明确的质量保证和软件开发过程，本文通过对某车型在研发阶段采用了实质性的软件管控措施和制定相应的软件测试指标和规范，取得了供应商软件能力提升和整车厂软件质量明显提升的双重效果，并对整个过程中零部件软件管控技术做深入总结，提出一套适合目前国内整车厂零部件开发过程管控的软件体系。研究表明，零部件软件管控体系的建立有利于整车研发前期爆发大量问题并提前解决，并对后期整车软件升级更新起到了很好的促进作用。

[1] 商惠华.基于过程改进的软件质量管理模型[J].计算机工程与设计,2011(05):1725-1729.

[2] 俞庆华.汽车行业新版质量管理标准IATF 16949:2016正式发布[J].汽车零部件,2017,1(1):46-46.

[3] 徐振华. HK公司软件质量的管理体系研究[D]. 哈尔滨工程大学,2011,1-51.

[4] 李文芳.基于过程控制的软件质量管理初探[J].计算机光盘软件与应用,2012(15)64-65.

[5] 房洁.浅谈软件质量管理[J].现代企业教育,2009,9(17):76-77.

[6] 高洋.软件质量管理的优化对策分析[J].江苏信息科技,2016,7(30):21-22.

Research of software control system based on the development of vehicle components

Ma Yunlin, Xie Lecheng, Du Zhanlong,Wen Yong
( Changan Auto Intelligent Research Institu, Changan Automobile Co, Ltd, Chongqing 401120 )

Vehicle development in the domestic automobile industry, parts of software quality assurance process mostly rely on the supplier's software research and development strength, rarely with a standard CMMI system or ASPICE system for software development, and oems to software is very lack of substantive control, thus to establish parts software control system is imperative. This article through to some models in the software development using the substantial controls and formulate corresponding software testing index and standard, achieved the effect of software quality improved significantly,puts forward a set of suitable for the current domestic oems parts control software system development process. Research shows that parts of software control system is conducive to the vehicle ahead of a lot of problems and solve the outbreak of the early stage of the research and development, and the late vehicle software update has played a good role in promoting.

CMMI system; ASPICE system; Software testing indicator; Software upgrate

U461.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)19-211-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.074

马云林，男，硕士，就职于重庆长安汽车股份有限公司，研究方向：汽车软件工程，嵌入式软件研发，计算电磁学及工程应用。