军用嵌入式软件BOM管理模式提高武装软件实力

南京电子技术研究所|张晋文程知敬

随着计算机与信息技术的高速发展，武器装备软件化能力的需求逐步提高，软件在军用装备信息系统中所占的比例大幅上升，复杂电子装备系统80%以上的能力由软件完成。软件定义装备将成为未来军用作战装备的发展方向，如何保证和提升软件研发的质量与效率成为当前的热点问题。

军用嵌入式软件与众不同

现代军用装备产品软件多数属于嵌入式软件，指应用于武器系统设备内部的应用软件。军用嵌入式软件具有区别于通用计算机软件的一些特征，一是领域专用性强，被设计成为完成某领域的特定任务，软件和应用算法有机结合；二是软硬件强相关，嵌入式软件特点决定了软件与硬件的依赖性强，以求达到共同完成预定的功能。

军用嵌入式软件在管理上的特殊性还表现在：开发过程受软硬件条件制约；大系统软件源代码规模巨大；用于军事目的，要求无差错运行，对可靠性、实时性、安全性、互操作性等方面有极高的要求；大系统装备情况复杂、参研人员多，造成软件研制高风险、长周期、高成本。

基于以上军用嵌入式软件的特点与问题，在实施软件研制过程的管理中，强调面向军用特定领域的高可靠软件大规模设计复用，以及嵌入式系统软硬件结合的管理模式成为当前军用嵌入式软件提升研发管理水平的主要需求。

图 军用嵌入式典型软件BOM树各层次分解示意

软件产品线技术应运而生

软件产品线（SoftwareProductLine）技术是近年发展出的先进软件开发方法，由美国国防部和美国软件工程研究所（SEI）发起，旨在提高软件系统重用能力。

软件产品线方法由软件复用技术发展而来，它的核心理念是每个产品都是来自于公共资产库中的构件组成，对这些构件进行必要的裁剪，通过产品线某领域的公共构架来组装这些构件，最终形成软件产品。

据对HP、IBM、NEC、AT&T等大型公司分析研究，他们在采用了软件产品线开发方法后，产品的开发时间减少1.5～2倍，维护成本降低2～5倍，软件质量提升5～10倍，软件重用达50%～80%，开发成本降低12%～15%。

鉴于军用嵌入式软件领域专用性强及软硬件高耦合的特点，基于软件产品线的物料需求清单（以下简称BOM）研发管理模式利用软件产品线技术开发出的领域构件、部件成果，并将之作为产品软件BOM的基本单元对研制过程通过软件BOM为抓手进行管理。

软件BOM管理模式大幅提升效率

通过构建软件BOM，逐层细化产品软件（见图示），融合软件产品线与BOM的新研发模式能够为军用嵌入式软件研发管理带来以下提升。

（1）复用率：以软件产品线的领域构件为基本的复用单元，提高装备软件的重用率和生产率水平；

（2）质量：采用产品线技术，经过规范设计与反复测试验证的标准构件能够有效提升装备产品软件的质量；

（3）项目进展：通过BOM表细化软件计划管理粒度，可实现研制进度即时度量，对开发计划实时跟踪与调整，工作进展一目了然；

（4）状态管控：通过BOM开展软件分解将研制进度细化至构件级，可实现细化软件技术状态管理颗粒度，随需求设计便跟进行动态更新，做到由点及面的装备产品软件技术状态精细化管理；

（5）过程数据记录：软件BOM中记录软件开发、评审、更改等全过程信息资料，保证软件全生命周期的数据维护记录。

基于软件产品线的BOM研发模式能够改变军用软件研制单位关于软件开发活动的概念和实施方法，帮助军用软件承制单位实施软件系统系列化，代表了一种先进的软件开发范型，并集中体现了基于领域的软件复用和研发管理实践，它能大幅度地提高软件生产率和生产质量，改善软件复用，节省维护费用。