CMMI在電控系統開發中的應用

文/趙婧如 王飛飛 魏倩雯 辛英

如果把一個產品比做一個人的話，那么電控系統則相當于人腦。因而電子控制技術也成為了衡量一個產品發展水平的重要標志。電控系統通過傳感器反饋的數據，實現監視、控制功能。電控系統一般比較復雜且要求功能實現的精準度高。

近年來隨著現代電子信息技術的飛速發展，人們對電控系統功能的要求也日益增多。因此我們需要建立一套成熟、完善的研發流程來支持電控系統的開發。為此我們將CMMIDEV模型融合到電控系統研發流程中，建立電控系統研發V模型，保證產品設計和開發能夠滿足客戶的要求和相關的法律、法規規定，減少開發完成后出現問題的風險，節約研發時間，降低開發成本。

1 CMMI模型在電控系統開發中的應用

下面我將結合電控系統研發V模型詳細闡述CMMI模型在電控系統開發中的應用。

1.1 需求分析

需求分析是電控系統開發的出發點，對后續設計、開發起導向作用。CMMI-REQM（需求管理過程模型）指出要和客戶和其他干系人就所提供的服務建立清晰的理解，當發現矛盾和不匹配的期望要及時修正。

圖1

（1）與需求提供者一起理解需求的含義。需求分析階段，依據前期制定的需求調研計劃開展需求調研工作。調研需求的同時做好需求調研記錄。需求調研記錄整理后形成《客戶需求規格書》。用戶需要對《客戶需求規格書》進行確認。

（2）取得項目成員對需求的承諾。項目組開發成員要理解、認可《客戶需求規格書》和《系統需求規格書》。保證與客戶和其他干系人就所提供的服務建立清晰的理解。需求規格書中提到的需求要能夠支持系統總體設計及后續開發過程。同時根據《需求跟蹤矩陣》跟蹤每個需求，對應到設計、實現、測試。

（3）當項目需求在項目進行期間漸進演化時，管理需求的變更。需求發生變更，要對變更的需求進行評估、評審，并更新《客戶需求規格書》、《系統需求規格書》和《需求跟蹤矩陣》。

1.2 策略和功能開發

CMMI-TS（技術解決方案過程模型）表示用有效的工程技術制定解決方案以滿足用戶需要。

1.2.1 開發產品或產品組件的設計

3）層次分析加權法：所謂層次加權分析法，是指將一個復雜的多目標決策問題作為一個系統，將目標分解為多個目標或準則，進而分解為多指標的若干層次，通過定性指標模糊量化方法算出層次單排序和總排序，以作為目標、多方案優化決策的系統方法。該方法能夠理清具有多條件、多指標的復雜系統的層次關系，同時能夠把定量和定性分析有機地結合起來，有助于高效地解決指標之間互相干擾和影響的復雜問題。

策略開發人員根據《系統需求規格書》將需求按功能進行模塊劃分，并確定個模塊間的主要接口，進行詳細功能控制策略開發。并出具《控制策略設計說明書》，指導控制策略的實現。

1.2.2 使用已建立的準則來設計產品組件接口

產品組件接口包括內部接口和外部接口，接口的設計體現在設計說明書中。在系統架構設計時接口設計是必須評審的，評審成員提出的問題記錄在評審記錄中，系統架構設計人員根據評審記錄完善設計，直至評審通過。

1.2.3 建立和維護技術數據包

軟硬件集成人員根據《系統需求規格書》和《控制策略設計說明書》中的內容，進行軟硬件集成規劃，規劃的內容主要有軟硬件集成計劃，選擇和驗證自動代碼生成技術，建立數據字典、模塊庫，搭建編譯和調試環境等，然后編寫《軟硬件集成方案》。同時項目負責人應出具《配置管理計劃》，在《配置管理計劃》中明確配置管理、軟件發布計劃等相關內容，并在項目的開發過程中不斷進行更新。

策略開發進行完成之后，進行詳細功能開發。開發人員根據《系統需求規格書》、《控制策略設計說明書》和《軟硬件集成方案》的要求完成詳細功能設計、代碼開發、模型搭建等工作。開發完成后要先進行單元測試并提交相應的單元測試報告，才可以算完成開發。

1.3 代碼集成、測試

CMMI-PI（產品集成過程模型）指出集成產品組件，確保產品是符合預期的要求和特性的。

（1）首先建立和維護產品集成一體化策略。我們制定軟硬件集成規范指導電控系統開發中應用軟件、基礎軟件和硬件的集成工作。

（2）建立和維護必要的環境來支持產品組件的集成。軟硬件集成人員根據《電控系統軟硬件集成方案》完成軟硬件集成平臺的搭建，滿足電控系統軟硬件集成要求。

（3）建立和維護產品組件集成的規程和準則。集成之前，項目經理在流程管理系統中創建項目基線，創建的項目基線將關聯要集成的需求、變更或內部缺陷。軟硬件集成人員根據流程管理系統項目基線要求，編寫集成方案及集成測試用例。

軟硬件集成人員根據按照《軟硬件集成方案》的要求完成軟硬件詳細功能的集成工作和集成測試。同時出具《軟硬件集成報告》。軟硬件集成人員根據集成測試用例進行測試，以此保證各個接口能按照設計的功能正常工作。

1.4 測試

CMMI-VER（驗證過程模型）確信解決方案是按照達成一致的協議來執行并滿足用戶需要。

（1）選擇需驗證的工作產品及工作產品使用的驗證方法。在項目總體計劃的基礎上，制訂系統測試方案、測試計劃及測試用例。產品測試按照測試規范進行測試。在測試規范中詳細規定了不同測試階段的測試內容、測試要求和測試準則等。

（2）建立和維護所必須的環境來支持驗證。測試人員在測試方案及測試計劃中說明對應的測試環境，并在項目中建立及維護測試環境。

（3）建立并維護所選定的工作產品的驗證規程與準則。在執行測試以前按照測試規范制訂測試方案，在測試過程中按照測試方案規定的測試內容、技術要求、入口準則和出口準則進行測試。來驗證電控系統開發、以及集成工作的正確性，出具《測試反饋單》，測試驗證人員總結本階段的測試情況，并編寫《測試報告》。在一個測試過程中會存在很多的測試項目和測試結果，每一條的測試結果都要同預期結果進行分析，確定是否驗證通過。測試過程中發現的問題應進行跟蹤并直至解決。

根據客戶需求，對通過測試的產品進行評審，并評估產品功能是否準予放行。評審過程中發現的問題作為缺陷錄入缺陷管理系統中進行管理和跟蹤，缺陷會被統計和分析。分析方法主要包括：缺陷收斂趨勢、缺陷發現階段、缺陷嚴重程度、缺陷模塊和缺陷關閉等。評審會有很多的評審項目和結果，對每條結果也要分析，評審人員發現的缺陷進行管理和跟蹤。除了分析單條的測試或評審結果，對整個測試和評審過程也要分析是否達到了預定的通過準則，最后確定整個過程是否通過驗證。

2 CMMI模型在電控系統開發應用的優勢

（1） CMMI可保證發動機控制器ECU產品質量。根據CMMI-PPQA（過程及產品質量保證過程模型），項目QA人員按照項目總體計制訂項目質量保證計劃，并依照計劃使用檢查單，在項目實施過程中對項目的過程進行客觀評價。對于發現的NC項及與項目經理溝通，并記錄到不符合項記錄中，同時向項目經理、項目組通報，并跟蹤直至解決。

（2）CMMI可以促進電控系統研發流程的不斷改進、優化。結合CMMI-OPF（組織過程焦點過程模型），定期地和在必要時識別組織的過程的優勢、弱項和改進機會。我們制定、編寫過程改進計劃、過程改進一覽表、現狀分析報告，用于幫助電控系統研發流程的不斷改進和優化。

（3）CMMI降低了電控系統項目的研發風險。結合CMMI-RSKM（風險管理過程模型），我們通過制定風險管理規范，建立常見風險列表、風險管理計劃及跟蹤表。去預先識別電控系統研發項目中的風險點并在其未發生時，想好應對風險的方法。

3 結束語

CMMI開發能力成熟度集成模型，是一種過程改進的方法，為改進各種研發過程提供了一個單一的集成化框架。新的集成模型框架消除了各個模型的不一致性，減少了模型間的重復，增加透明度和理解，建立了一個自動的、可擴展的框架，因而能夠從總體上改進組織的質量和效率。CMMI是一個龐大的過程管理框架，不僅適用一般的軟件系統開發過程，也適用于嵌入式系統的開發過程。