潜心保障软件安全可靠,铸就航空装备质量之魂

2015-10-14 15:14:23   新浪资讯

一、软件安全性可靠性已经成为装备制造的重要因素

随着计算机技术的广泛普及,新一代航空装备已成为典型的软件密集型系统,软件负责完成航空系统中的大部分功能任务。同时,新一代航空装备设计的发展趋势逐渐呈现出“基于功能设计,而非基于产品设计”的特征,因此,软件研制工作已成为装备制造中的重要环节。但随着软件参与系统任务的比重日益增大,软件的安全性、可靠性对于航空装备的功能设计以及系统安全性水平产生了显著影响,由软件失效所引发的航空装备系统危险比重逐渐增加,造成重大损失。例如,2004年12月,美国F-22战机由于飞控软件故障发生坠毁事故,导致整个F-22机队停飞;国内某型预警机在外场试飞过程中,软件问题频发,导致部分装备系统不得不频繁返修甚至重新进行试验,给预警机作战效能和维护费用带来影响。

航空装备系统研制工作必然对软件测试、软件安全性/可靠性等质量保证工作提出更高要求和严峻挑战,并在诸多型号标准和研制规范中提出明确要求。因此,目前许多主机单位、型号软件研制单位都迫切需要成熟且规范的技术方法来支撑其在研制过程中开展有效的软件测试、软件安全性分析、软件可靠性测试等质量保证工作。可以预见的是,随着航空装备系统功能设计技术的不断完善进步,在未来十年里,如何保障航空装备系统的质量将会成为亟待解决的问题,成为各方重点关注的内容。

中国航空综合技术研究所早在2009年就敏锐地捕捉到这一潜在需求。在十二五期间,重重点围绕航空领域的软件工程基础技术专业展开研究与工程应用,包含软件测评、安全性分析、软件可靠性测试等技术,取得了一系列丰硕的技术与项目成果。在完成型号任务的同时,中国航空综合技术研究所负责完成多种渠道的技术课题研究,已经形成坚实的软件测评技术能力、软件安全性分析技术能力与软件可靠性技术能力。此外,软件工程基础技术专业还积极扩展其它类型的软件质量保证技术,例如软件质量评价技术、软件研制能力成熟度评价技术等,形成坚实的机载软件工程基础技术能力,可覆盖软件需求分析、设计、编码、测试及验证等多个研制阶段的机载软件质量保证工作。为军方机关、主机单位、研制单位提供专业、扎实、系统的技术支撑,强有力保证研制单位所提交的软件产品是高安全、高可靠的。

二、积极拓展软件质量保证业务,为航空装备运行保驾护航

在未来五年里,随着型号软件质量工作的不断推进与深入,软件测评、软件安全性、软件可靠性、软件研制能力成熟度评价等技术仍然大有用武之地,具有非常大的市场潜力。在十三五期间,将有大量型号机载软件进入三方/定型测评阶段,总代码行数约能达到200万-300万行,有着非常大的测评工作需求。军方已经明确提出关键级软件在进入定型之前必须提交软件失效风险分析报告,至少有30余个安全关键软件要开展软件安全性分析工作。此外,在十三五期间将会有数十家软件研制单位开展GJB 5000A二级、三级甚至四级评价工作,也会对软件研制能力成熟评价工作形成非常大的业务需求。因此,在十三五期间,机载软件研制单位对于软件测评、软件安全性分析、软件可靠性测试、软件能力成熟度评价等质量保证工作的需求仍然十分迫切。

因此,软件工程基础技术专业在十三五期间将面向军方机关、航空主机单位以及航空软件研制单位形成以项目实施、技术支撑、服务咨询为主的业务模式,涵盖软件三方/定型测评、软件安全性可靠性分析与测试、软硬件一体化试验、可编程逻辑器件软件测试、基于GJB 5000A的软件研制能力成熟度评价咨询工作、软件工程化技术支撑。为祖国航空机载设备的稳定运行、高安全、高可靠增添助力,保驾护航。

三、探索新型软件质量保证技术,紧随航空装备发展趋势

随着基于IMA架构的综合航电软件、可编程逻辑器件软件(FPGA软件)、复杂网络系统软件等新型机载软件在新一代航空装备中的应用,其运行场景和失效机理较传统嵌入式机载软件要复杂很多。若在简单套用传统的软件测试、软件安全性分析等质量保证技术,将会事倍功半,无法保证此类新型机载软件的质量与可靠性。而此类新型机载软件所具有的优势特征又决定着,在未来若干年内其必将成为航空装备制造的主流技术趋势。因此,适用于新型机载软件的质量保证技术,必将成为十三五期间的研究热点。

软件工程基础技术专业在大力开拓市场业务的同时,也绝不会放松对基础技术的研究。在十三五期间,软件工程基础技术专业将针对IMA软件、FPGA软件、复杂网络软件等新型机载软件系统的体系架构及失效机理展开深入的研究,在此基础上,形成面向新型机载软件系统的软件测试技术、软件可靠性测试技术、软件安全性分析技术、软硬件一体化试验技术、软件质量评价技术等先进的技术能力,不断适应未来航空装备制造技术的发展趋势,继续有力支撑新型航空装备的质量保证工作,力争达到国际先进的技术水平,确保祖国航空装备产品能够无失效地稳定运行。

总之,航空装备是保障飞机安全飞行的核心要素,软件是保证航空装备稳定运行的核心要素,而质量又是保证软件高可靠高安全的核心要素。未来十年内,航空装备质量尤其是软件质量必将成为航空领域重点关注的发展对象。国外先进的技术研究成果和工程实践均表明,软件是航空装备中逻辑最为复杂的产品要素,只有保证软件的安全性、可靠性,才能真正确保系统不发生严重失效。中国航空综合技术研究所软件工程基础技术专业将时刻牢记自身的宗旨与使命,持续潜心于软件质量保证技术的研究与应用,为铸就航空装备产品的高可靠、高安全的质量之魂贡献自己应有的作用。

(中国航空综合技术研究所 郑军)

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