汽车嵌入式软件质量管理技术研究_北京转创国际管理咨询有限公司广东分公司

摘要：针对汽车嵌入式软件的质量管理，指出其难点主要为变更管理、软件测试和发布管理，基于这3 方面难点开展研究。通过建立流程规范，包括控制器软件变更管理流程、软件版本管理流程、基于ASPICE 流程的V 模型软件开发流程，以及建立控制器单体、多系统交互及整车的三重验证模型体系，以优化变更管理和软件测试不充分的质量管理问题，并遵循计划、实施、检查、总结、再优化（PDCA）原则来规范软件发布的要求。基于研究结果，优化了汽车嵌入式软件质量管理过程，以确保软件开发、生产和售后的质量一致性。

关键词：汽车；嵌入式软件；质量管理；变更管理；发布管理

0 前言

近年来，随着电动化和智能化的快速发展，汽车嵌入式软件的质量已成为智能网联汽车发展道路上的一个重要环节，且其重要程度日益显著。国家市场监督总局缺陷产品管理中心的数据显示，2013—2018 年的汽车召回案例中，与汽车软件相关的召回共109 次，涉及车辆多达191 万辆，且呈明显上升趋势［1-2］。与传统汽车相比，现代汽车电子模块数量大幅提升，已达数十甚至上百个，因此车辆电子控制软件带来的安全可靠性质量问题已引起国内各大汽车企业的高度重视。ASPICE 汽车软件过程改进及能力评定流程被国内各大主机厂应用，利用该流程指导汽车软件过程开发，以提高软件开发过程质量；另外，中汽研汽车检验中心正在组织各大汽车企业对其研发的汽车软件质量与评估标准展开研讨［1，3］。

但随着汽车行业高速发展，大多数汽车企业以新车型快速投放市场作为竞争手段，在时间、金钱与可靠性的博弈下，汽车软件开发和迭代越来越快，迭代周期远小于物理零件的设计验证周期［4］。在实际工作中，汽车嵌入式软件的质量管理，是指对软件开发各阶段的软件实施需求管理、测试验证、变更管理、配置和发布方面的过程质量管理，主要是对软件变更、软件测试和软件发布的质量管理。基于此，本文将对汽车嵌入式软件质量管理技术展开研究。

1 汽车嵌入式软件的质量管理难点

1.1 软件变更管理问题

软件变更贯穿于软件开发全生命周期，软件变更项影响分析和软件变更后的版本管控是影响质量管理的重要因素，主要表现为以下2 个方面：

（1）软件变更影响分析不到位。变更发生时未能充分研究对其他电子模块软件的影响，导致装车后发生交互类问题。

（2）软件版本管控不到位。软件迭代更新后，测试交样版本和发布版本不一致，导致市场售后发生批量问题。

1.2 软件测试问题

测试验证软件是保证产品质量的重要举措，但在此过程中存在以下不合理现象：

（1）由于软件复杂度增加导致测试验证无法覆盖客户使用场景。与传统汽车相比，当前汽车电子电气架构发生重大改变，由传统的分布式电子控制单元变升级为域控制器架构，软件的复杂度也随之增加，车辆测试与验证要求和难度增加，软件测试用例未覆盖客户使用场景，导致质量问题发生在售后端，引起客户反感［5］。

（2）软件变更后的测试验证项遗漏。软件变更后，相关系统测试、远程升级测试等工作缺失，导致发生批量售后问题。

（3）软件存在的偶发性、随机性问题成为客户抱怨的前位问题。随机性问题的产生可以溯源到软件开发过程的质量管理，在此过程中往往容易忽略对软件质量目标的制定和管理，导致软件质量一致性低于客户预期。

1.3 软件发布管理问题

软件发布管理是软件开发的最后环节，完成对软件发布前各交付物的结果检查。目前很多控制器缺乏对该环节的流程管控，未对其变更闭环和测试验证进行审批；容易发生软件开发成熟度未满足项目节点要求和未完成测试进行发布的情况，导致大量问题流入整车网络、诊断、电器功能测试等。

2 汽车嵌入式软件质量管理措施

嵌入式软件是控制器的重要组成部分，为了保障控制器正常运行，必须对开嵌入式软件的质量展开管理。针对实际工作中的难点，需要针对软件变更和更新管控不到位、软件测试不充分、软件发布管理不完善等问题，优化汽车嵌入式软件质量管理。

2.1 软件变更和更新管控不到位的优化措施

（1）软件变更贯穿软件开发全生命周期，建立控制器软件变更管理流程规范，利用《变更影响分析表》评估变更的影响范围，强制实施软件评审工作，邀请专业技术人员建立变更控制委员会，保证评审效果，软件变更需得到变更控制委员会批准后方能实施。

（2）使用软件版本号作为软件版本的唯一识别。根据软件的技术状态和项目节点及时建立软件版本号，利用校验码等方式保证软件版本在设计、检验、生产和质量管理环节的一致性，确保软件版本受控；软件变更发生后，需要重新核对测试交样版本、发布版本和灌装线软件版本的一致性。

2.2 软件测试不充分的优化措施

根据软件需求，定义软件开发过程各节点测试用例及质量目标、闭环管理测试问题。

（1）面向整车需求搭建三重验证体系，实现从控制器单体到整车功能的全流程质量管控，确保软件测试验证覆盖客户使用场景。首先，基于ASPICE 汽车软件过程改进及能力评定流程的V 模型定义软件开发流程，其次，从多系统交互的模拟验证、系统体验、生产线验证和整车可靠耐久性路试开展测试，建立软件测试三重验证模型，全方位覆盖客户使用场景的测试场景，确保软件测试充分。软件测试三重验证模型如图1 所示，基于ASPICE 流程的V 模型软件开发流程如图2 所示。

图1 软件测试三重验证模型

图2 基于ASPICE 流程的V 模型软件开发流程

（2）软件变更后的测试验证、综合变更管理和软件发布管理要求，依据《变更影响分析表》充分评估变更项的测试项，由变更管理委员会批准后实施。

（3）定义质量目标及过程控制要求，全过程开展评审及监控质量目标状态；重视质量目标的跟踪管理，实现车辆“万无一失”；定期回顾软件质量目标状态，并重点解决影响质量目标的相关问题。

（4）制定问题管理规范，从问题状态流转、变更追溯和趋势分析展开全链路管控；汇总软件测试出现的问题，跟踪问题解决过程和结果，在验证环节通过测试用例解决验证的有效性，杜绝缺陷流入市场。

2.3 软件发布管理的优化措施

软件发布管理应进入常态化管理和全生命周期监控软件的开发状态，确保软件开发、生产和售后的一致性，降低产品质量风险。

软件发布遵循PDCA 原则，即遵循计划、实施、检查、总结、再优化原则，制定各阶段造车软件发布计划，并按计划推进软件发布；软件版本取号、开发、测试及发布按要求执行，方能正式发布软件；软件发布各阶段严格管控质量，确认软件通过测试；软件发生变更后，识别变更影响，充分测试变更内容，发布变更版本。

3 结语

综上所述，本文从变更管理、软件测试和发布管理3 个方面探讨了汽车嵌入式软件质量管理技术。当前，汽车行业高速发展，企业面对软件质量的新挑战应积极采取措施，通过建立软件质量体系流，识别软件质量的关键控制点，规范软件变更管理过程、测试验证环节及软件的发布管理，为实现汽车的可靠性和一致性质量提供有力保障。