作者 | 蔡喁上?？匕部尚跑浖?chuàng)新研究院副院長

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01

配置管理的意義

配置管理（Configuration Management）在航空領(lǐng)域經(jīng)常又稱為構(gòu)型管理，是現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品研制的核心技術(shù)。與很多傳統(tǒng)觀念中配置管理是對文檔和版本的簡單管理不同，現(xiàn)代復(fù)雜產(chǎn)品由于其內(nèi)部組成部分較多、研制分工普遍以及設(shè)計中的版本狀態(tài)以及配合關(guān)系頻繁變換的原因，往往對配置/構(gòu)型管控要求極高。

設(shè)計過程中的配置/構(gòu)型管理往往需要解決三個方面的主要問題：

· 設(shè)計對象之間的關(guān)系

軟件設(shè)計過程中的對象往往由多個程序文件、需求文檔、架構(gòu)文檔、可執(zhí)行目標(biāo)碼文件乃至測試用例和測試程序等組成。這些組成部分那些分離那些作為整體進行版本和更改控制，特別是在產(chǎn)品研制過程中、投入使用以后還需要能保證上述對象之間的關(guān)系正確管理首先需要對產(chǎn)品的內(nèi)部設(shè)計對象的架構(gòu)進行有效的設(shè)計。這種設(shè)計就是配置和構(gòu)型管理的早期核心工作。

配置/構(gòu)型管理架構(gòu)設(shè)計的好壞，會影響到產(chǎn)品研制過程中的分工和過程控制。特別是航空類產(chǎn)品經(jīng)常硬件成本高昂，配置/構(gòu)型框架設(shè)計也會對產(chǎn)品后續(xù)持續(xù)升級和改進帶來明顯的影響。隨著設(shè)計成熟度的提高，越來越多的機載系統(tǒng)和設(shè)備企業(yè)采用產(chǎn)品線方法對運用到不同型號中類似的產(chǎn)品進行配置/構(gòu)型管理，在不同的設(shè)計對象中區(qū)分不同產(chǎn)品需要的功能和組成部分，從而組合成不同的產(chǎn)品而整個研制團隊框架不用進行大的調(diào)整，這將是對配置/構(gòu)型管理的終極挑戰(zhàn)。

值得注意的是，配置/構(gòu)型管理除了對產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)進行管控以外，還需要對用于研制、測試乃至加載相關(guān)產(chǎn)品所需的外圍工具和環(huán)境的構(gòu)型進行管控。民用飛機領(lǐng)域強調(diào)生命周期數(shù)據(jù)管理與產(chǎn)品同壽，也是其中的原因之一。這就要求在所生產(chǎn)的飛機或機載系統(tǒng)全部退出使用以前，必須始終保持研制環(huán)境的可用，從而能夠隨時對產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)的問題進行分析和落實更改。

· 基線和更改控制

復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中，由于涉及到大規(guī)模的團隊協(xié)作，一般來說即使是按照雙V模型或者瀑布模型也無法確保所有的需求和設(shè)計一次到位。因此根據(jù)不同研制階段和不同成熟度的產(chǎn)品開展基線控制也就顯得尤為重要。在成熟的基線管理工作中，所有并行開展的研發(fā)活動都以基線為出發(fā)點和中間落腳點，避免了不同設(shè)計對象的更改頻繁造成其他設(shè)計對象的更改聯(lián)動，也為團隊整體控制研制節(jié)奏帶來了便利。

復(fù)雜產(chǎn)品配置/構(gòu)型管理中，更改的評估、落實以及回歸等工作是配置/構(gòu)型管理的核心之一。通常，更改控制流程中包含問題報告、更改評估、更改執(zhí)行以及更改驗證等多個不同的作業(yè)環(huán)節(jié)（ECR/ECN等）?？紤]到產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜性以及專業(yè)分工和協(xié)作，在民用飛機更改控制中，更改的評估和執(zhí)行等環(huán)節(jié)，往往還會涉及到不同父更改和子更改的劃分，通過不同專業(yè)的更改任務(wù)最終落實對某一問題的整體修正。

在軟件等復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計中，更改往往是引入錯誤的原因之一。頻繁無序的更改必將造成軟件產(chǎn)品中錯誤百出。在面向商業(yè)化市場的產(chǎn)品研制中，更改往往由某一問題引發(fā)，并且需要對更改的方案結(jié)合更改的潛在影響開展深入的分析。這種分析一般必須依賴研制體系中需求-設(shè)計-代碼-測試完整的追溯鏈開展，確保不會遺留所需評估的對象，保證更改不會造成非預(yù)期的影響。同時，通常配置/構(gòu)型控制委員會（CCB）會對更改請求進行評估。考慮到時間、成本以及潛在的安全風(fēng)險，并不是每一個更改請求都將會得到批準(zhǔn)或者被要求立即實施。

· 配置/構(gòu)型紀(jì)實

最后，產(chǎn)品研制以及使用和后續(xù)改進的任何階段，研制團隊需要能隨時掌握和分析設(shè)計對象的狀態(tài)和關(guān)系，這就帶來的配置/構(gòu)型紀(jì)實的要求。要求能夠?qū)θ魏坞A段、任何組成范圍的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)進行提取和分析，還要能對數(shù)據(jù)的更改歷史進行嚴(yán)密的追蹤。

圖 1 配置/構(gòu)型管理的三個維度

02

民機機載軟件過程標(biāo)準(zhǔn)中

配置管理的要求

機載軟件研制過程標(biāo)準(zhǔn)RTCA DO-178C第7章，詳細描述了機載軟件研制過程中配置/構(gòu)型管理的活動、目標(biāo)和相應(yīng)生命周期數(shù)據(jù)。

該過程由軟件構(gòu)型管理計劃定義，與其它軟件生命周期過程協(xié)同執(zhí)行，其主要功能包括：

·用于在軟件生命周期中提供確定的、可控的軟件構(gòu)型；

·提供可執(zhí)行目標(biāo)代碼的復(fù)制能力，當(dāng)需要檢查和修改時可快速復(fù)制；

·在軟件生命周期中提供過程輸入/輸出控制能力，保證過程活動的一致性和可重復(fù)性；

·通過控制構(gòu)型項、建立構(gòu)型基礎(chǔ)，提供用于走查、狀態(tài)判斷、修改控制的節(jié)點；

·提供控制，保證所有問題都被處理，所有修改都被記錄、提交和實現(xiàn)；

·通過控制軟件生命過程的輸出提供軟件的證明；

·輔助判斷軟件產(chǎn)品與需求是否兼容；

·保證構(gòu)型項維護了加密、恢復(fù)和控制數(shù)據(jù)等；

其中，針對機載軟件的構(gòu)型管理活動，標(biāo)準(zhǔn)中明確定義軟件構(gòu)型管理活動包括：

·構(gòu)型標(biāo)識（7.2.1）；

·基線和追蹤（7.2.2）；

·問題報告跟蹤和糾正（7.2.3）

·更改控制（7.2.4）

·更改評審（7.2.5）

·更改狀態(tài)紀(jì)實（7.2.6）

·歸檔、檢索和發(fā)布（7.2.7）

同時，秉承民機機載軟件標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)影響和風(fēng)險來確定管控級別的思路，對更改控制分為了CC1和CC2兩個級別。其中不同CC級別對構(gòu)型管理活動的要求不同。CC1類管控要求實施上述所有構(gòu)型管控活動，相比之下CC2類管控主要對數(shù)據(jù)的版本和基本更改進行管控。根據(jù)軟件級別和具體的生命周期數(shù)據(jù)，DO-178C標(biāo)準(zhǔn)對其逐個進行了構(gòu)型管控級別的要求定義。

圖 2 DO-178C構(gòu)型管控級別定義

圖 3 DO-178C目標(biāo)矩陣中對不同級別軟件中不同生命周期數(shù)據(jù)的構(gòu)型管控級別要求

03

支持其他研制環(huán)節(jié)的配置管理

軟件配置/構(gòu)型管理本身涉及到不同類型的數(shù)據(jù)特殊的管理方式。比如配置數(shù)據(jù)（在DO-178C中也稱為參數(shù)化數(shù)據(jù)項PDI），其研制過程以及與系統(tǒng)其他部分軟件的集成方式與應(yīng)用軟件差別交大，因此往往需要專門涉及配置/構(gòu)型管理活動和要求。

實際上，軟件的配置/構(gòu)型管理只是飛機產(chǎn)品以及機載系統(tǒng)產(chǎn)品配置/構(gòu)型中的一個組成部分。民機機載軟件在飛機以及系統(tǒng)驗證活動，生產(chǎn)制造活動中需要與不同的產(chǎn)品配置/構(gòu)型管理進行銜接，因此會產(chǎn)生不同環(huán)節(jié)中配置管理的不同問題。

筆者始終認(rèn)為，除去機載軟件開發(fā)技術(shù)以外，考慮到項目的復(fù)雜性以及研制周期和成本的嚴(yán)苛要求。過程管控與配置/構(gòu)型管控，是在民用飛機機載軟件中的核心難點，也是今后一段時間國內(nèi)機載系統(tǒng)和軟件研制單位需要掌握和攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。

審核編輯 黃宇