CMMI在电控系统开发中的应用

文/赵婧如 王飞飞 魏倩雯 辛英

如果把一个产品比做一个人的话，那么电控系统则相当于人脑。因而电子控制技术也成为了衡量一个产品发展水平的重要标志。电控系统通过传感器反馈的数据，实现监视、控制功能。电控系统一般比较复杂且要求功能实现的精准度高。

近年来随着现代电子信息技术的飞速发展，人们对电控系统功能的要求也日益增多。因此我们需要建立一套成熟、完善的研发流程来支持电控系统的开发。为此我们将CMMIDEV模型融合到电控系统研发流程中，建立电控系统研发V模型，保证产品设计和开发能够满足客户的要求和相关的法律、法规规定，减少开发完成后出现问题的风险，节约研发时间，降低开发成本。

1 CMMI模型在电控系统开发中的应用

下面我将结合电控系统研发V模型详细阐述CMMI模型在电控系统开发中的应用。

1.1 需求分析

需求分析是电控系统开发的出发点，对后续设计、开发起导向作用。CMMI-REQM（需求管理过程模型）指出要和客户和其他干系人就所提供的服务建立清晰的理解，当发现矛盾和不匹配的期望要及时修正。

图1

（1）与需求提供者一起理解需求的含义。需求分析阶段，依据前期制定的需求调研计划开展需求调研工作。调研需求的同时做好需求调研记录。需求调研记录整理后形成《客户需求规格书》。用户需要对《客户需求规格书》进行确认。

（2）取得项目成员对需求的承诺。项目组开发成员要理解、认可《客户需求规格书》和《系统需求规格书》。保证与客户和其他干系人就所提供的服务建立清晰的理解。需求规格书中提到的需求要能够支持系统总体设计及后续开发过程。同时根据《需求跟踪矩阵》跟踪每个需求，对应到设计、实现、测试。

（3）当项目需求在项目进行期间渐进演化时，管理需求的变更。需求发生变更，要对变更的需求进行评估、评审，并更新《客户需求规格书》、《系统需求规格书》和《需求跟踪矩阵》。

1.2 策略和功能开发

CMMI-TS（技术解决方案过程模型）表示用有效的工程技术制定解决方案以满足用户需要。

1.2.1 开发产品或产品组件的设计

3）层次分析加权法：所谓层次加权分析法，是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标的若干层次，通过定性指标模糊量化方法算出层次单排序和总排序，以作为目标、多方案优化决策的系统方法。该方法能够理清具有多条件、多指标的复杂系统的层次关系，同时能够把定量和定性分析有机地结合起来，有助于高效地解决指标之间互相干扰和影响的复杂问题。

策略开发人员根据《系统需求规格书》将需求按功能进行模块划分，并确定个模块间的主要接口，进行详细功能控制策略开发。并出具《控制策略设计说明书》，指导控制策略的实现。

1.2.2 使用已建立的准则来设计产品组件接口

产品组件接口包括内部接口和外部接口，接口的设计体现在设计说明书中。在系统架构设计时接口设计是必须评审的，评审成员提出的问题记录在评审记录中，系统架构设计人员根据评审记录完善设计，直至评审通过。

1.2.3 建立和维护技术数据包

软硬件集成人员根据《系统需求规格书》和《控制策略设计说明书》中的内容，进行软硬件集成规划，规划的内容主要有软硬件集成计划，选择和验证自动代码生成技术，建立数据字典、模块库，搭建编译和调试环境等，然后编写《软硬件集成方案》。同时项目负责人应出具《配置管理计划》，在《配置管理计划》中明确配置管理、软件发布计划等相关内容，并在项目的开发过程中不断进行更新。

策略开发进行完成之后，进行详细功能开发。开发人员根据《系统需求规格书》、《控制策略设计说明书》和《软硬件集成方案》的要求完成详细功能设计、代码开发、模型搭建等工作。开发完成后要先进行单元测试并提交相应的单元测试报告，才可以算完成开发。

1.3 代码集成、测试

CMMI-PI（产品集成过程模型）指出集成产品组件，确保产品是符合预期的要求和特性的。

（1）首先建立和维护产品集成一体化策略。我们制定软硬件集成规范指导电控系统开发中应用软件、基础软件和硬件的集成工作。

（2）建立和维护必要的环境来支持产品组件的集成。软硬件集成人员根据《电控系统软硬件集成方案》完成软硬件集成平台的搭建，满足电控系统软硬件集成要求。

（3）建立和维护产品组件集成的规程和准则。集成之前，项目经理在流程管理系统中创建项目基线，创建的项目基线将关联要集成的需求、变更或内部缺陷。软硬件集成人员根据流程管理系统项目基线要求，编写集成方案及集成测试用例。

软硬件集成人员根据按照《软硬件集成方案》的要求完成软硬件详细功能的集成工作和集成测试。同时出具《软硬件集成报告》。软硬件集成人员根据集成测试用例进行测试，以此保证各个接口能按照设计的功能正常工作。

1.4 测试

CMMI-VER（验证过程模型）确信解决方案是按照达成一致的协议来执行并满足用户需要。

（1）选择需验证的工作产品及工作产品使用的验证方法。在项目总体计划的基础上，制订系统测试方案、测试计划及测试用例。产品测试按照测试规范进行测试。在测试规范中详细规定了不同测试阶段的测试内容、测试要求和测试准则等。

（2）建立和维护所必须的环境来支持验证。测试人员在测试方案及测试计划中说明对应的测试环境，并在项目中建立及维护测试环境。

（3）建立并维护所选定的工作产品的验证规程与准则。在执行测试以前按照测试规范制订测试方案，在测试过程中按照测试方案规定的测试内容、技术要求、入口准则和出口准则进行测试。来验证电控系统开发、以及集成工作的正确性，出具《测试反馈单》，测试验证人员总结本阶段的测试情况，并编写《测试报告》。在一个测试过程中会存在很多的测试项目和测试结果，每一条的测试结果都要同预期结果进行分析，确定是否验证通过。测试过程中发现的问题应进行跟踪并直至解决。

根据客户需求，对通过测试的产品进行评审，并评估产品功能是否准予放行。评审过程中发现的问题作为缺陷录入缺陷管理系统中进行管理和跟踪，缺陷会被统计和分析。分析方法主要包括：缺陷收敛趋势、缺陷发现阶段、缺陷严重程度、缺陷模块和缺陷关闭等。评审会有很多的评审项目和结果，对每条结果也要分析，评审人员发现的缺陷进行管理和跟踪。除了分析单条的测试或评审结果，对整个测试和评审过程也要分析是否达到了预定的通过准则，最后确定整个过程是否通过验证。

2 CMMI模型在电控系统开发应用的优势

（1） CMMI可保证发动机控制器ECU产品质量。根据CMMI-PPQA（过程及产品质量保证过程模型），项目QA人员按照项目总体计制订项目质量保证计划，并依照计划使用检查单，在项目实施过程中对项目的过程进行客观评价。对于发现的NC项及与项目经理沟通，并记录到不符合项记录中，同时向项目经理、项目组通报，并跟踪直至解决。

（2）CMMI可以促进电控系统研发流程的不断改进、优化。结合CMMI-OPF（组织过程焦点过程模型），定期地和在必要时识别组织的过程的优势、弱项和改进机会。我们制定、编写过程改进计划、过程改进一览表、现状分析报告，用于帮助电控系统研发流程的不断改进和优化。

（3）CMMI降低了电控系统项目的研发风险。结合CMMI-RSKM（风险管理过程模型），我们通过制定风险管理规范，建立常见风险列表、风险管理计划及跟踪表。去预先识别电控系统研发项目中的风险点并在其未发生时，想好应对风险的方法。

3 结束语

CMMI开发能力成熟度集成模型，是一种过程改进的方法，为改进各种研发过程提供了一个单一的集成化框架。新的集成模型框架消除了各个模型的不一致性，减少了模型间的重复，增加透明度和理解，建立了一个自动的、可扩展的框架，因而能够从总体上改进组织的质量和效率。CMMI是一个庞大的过程管理框架，不仅适用一般的软件系统开发过程，也适用于嵌入式系统的开发过程。