引言
功能安全標準ISO 26262-3里說:“除了4個ASIL等級之外,QM(Quality Management,質量管理)表示ISO 26262不做要求。”那QM是不是就意味著沒有要求了呢?答案是否定的。
圖1 ASIL等級確定
正確的理解是:
所有的ECU開發都應該遵循規范化的研發和生產流程,通過流程來管控ECU的產品質量;
在第1條基礎上,含有安全功能的ECU(通過HARA分析得出ASIL等級),其開發還應該遵循ISO 26262的要求。
也就是說,功能安全是建立在質量管控基礎之上的。因為涉及到安全,除了質量管控之外,還需要采取額外的措施(包括管理措施和技術措施)來保證安全。
那么,如何建立汽車電子研發流程呢?筆者認為,參考借鑒或者直接引入一套知名的流程體系,是最快捷的方法。當前兩大知名流程體系包括CMMI和A-SPICE,下文將進行一些介紹和分析。
CMMI介紹
CMMI全稱是能力成熟度模型集成(Capability Maturity Model Integration),是在1994年由美國國防部與卡內基-梅隆大學下屬的軟件工程研究中心以及美國國防工業協會共同開發和研制的,其目的是幫助軟件企業對軟件工程過程進行管理和改進,增強開發與改進能力。
CMMI基本上都采用IDEAL方法來進行過程改進,通過不斷的分析差距、建立計劃、實施行動、總結經驗,來獲得提升。
圖2 IDEAL模型
CMMI包括多種模型,其中開發模型(Development Model)可用于指導產品開發,簡稱為CMMI-DEV。
CMMI-DEV V1.3一共包含22個過程域,分為過程管理、項目管理、工程和支持四大類。
A-SPICE介紹
提到A-SPICE,首先要說SPICE,因為A-SPICE是在SPICE的基礎上發展而來的。
1993年,由國際標準化組織ISO、國際電工委員會IEC、信息技術委員會JTC1發起了ISO15504標準的制定項目,項目名為“軟件過程改進和能力測定(SoftwareProcess Improvement and Capability dEtermination)”,簡稱為SPICE。
而A-SPICE是在2005年,由歐洲主要汽車制造商組成的標準制定小組以ISO 15504標準為基礎,制定了針對汽車行業的AutomotiveSPICE標準(簡稱為A-SPICE)。該標準是“面向汽車行業的流程評估模型”,目的是為了改善汽車電子控制單元(ECU)軟件的質量。
事實上,不僅僅汽車行業建立了特定行業的SPICE標準,醫療、航天等行業也建立了各自行業的SPICE標準。所以, A-SPICE其實已經完成了從一個通用標準(SPICE)到汽車行業特定標準(A-SPICE)的定制和適配,如圖3所示。
圖3從SPICE到A-SPICE
A-SPICE總共有32個過程,如圖4所示。其中VDA Scope一共有16個過程,也就是最常用來評估的范圍。除此之外還有一個Ford & Volvo Scope,在VDA Scope的基礎上增加了5個過程。
圖4A-SPICE過程模型
對比分析
總的來說,A-SPICE更貼近汽車電子研發,因為它做到了“一個固化”和“四個細化”。
所謂“一個固化”,就是固化了項目的生命周期模型。常見的項目生命周期模型包括瀑布模型、迭代模型、原型模型、螺旋模型、V模型等。CMMI并不限制使用哪種生命周期模型,而A-SPICE則固化了項目生命周期為V模型,如圖5所示。這是因為ECU的研發,其生命周期基本上都遵循V模型。而其它行業的產品研發,則有可能實施其它類型的生命周期模型。
圖5A-SPICE的V模型結構
所謂“四個細化”,則包括:
細化工程過程組
工程過程組涵蓋了工程學科所共有的開發與維護活動。A-SPICE和CMMI的工程過程組對比如表1所示:
表1工程過程組對比
A-SPICE | CMMI | |
數量 | 11個,VDA Scope中有10個 | 5 |
名稱 | 見圖4 | Product Integration、Requirements Development、Technical Solution、Validation、Verification |
而且,A-SPICE的工程過程組的具體要求帶有明顯的嵌入式開發特征,針對性更強。
細化采購過程組
采購過程組用于管理和供應商的接口,以獲取產品或者服務。外包開發是汽車行業的普遍現象,A-SPICE和CMMI的采購過程組對比如表2所示:
表2采購過程組對比
A-SPICE | CMMI | |
數量 | 7,VDA Scope中有1個 | 1 |
名稱 | 見圖4 | Supplier Agreement Management |
雖然VDA Scope中只有1個采購過程,但其它的6個過程對采購管理仍然具有參考和指導意義。
細化供應過程組
供應過程組用于指導向客戶交付產品或者服務。A-SPICE和CMMI的供應過程組對比如表3所示:
表3供應過程組對比
A-SPICE | CMMI | |
數量 | 2個,Ford & Volvo Scope中有1個 | 0 |
名稱 | 見圖4 | 僅有零散的內容 |
細化復用過程組
復用過程組用于指導建立公司的復用流程,并且系統化的開發復用機會。復用對于ECU產品的重要性不言而喻,A-SPICE和CMMI的供應過程組對比如表4所示:
表4復用過程組對比
A-SPICE | CMMI | |
數量 | 1個,包含在Ford & Volvo Scope中 | 0 |
名稱 | 見圖4 | 僅有零散的內容 |
這“四個細化”對于ECU的開發非常重要,所以VDA Scope和Ford & Volvo Scope中都包含了相關的過程要求。
另外也不難發現,正因為A-SPICE的定位就是“面向汽車行業的流程評估模型”,所以才會有更強的針對性,才會出現這“一個固化”和“四個細化”。
(以上比較基于CMMI-DEVV1.3和A-SPICEV3.1。值得一提的是,CMMI-DEVV2.0已于2018年3月正式發布,由于時間關系筆者還未來得及深入學習。但筆者認為,上述結論仍然大概率成立。畢竟,我們比較的是A-SPICE和CMMI,而不是A-SPICE和A-CMMI,對吧?)
A-SPICE不足之處
要作為功能安全的流程基礎,A-SPICE最大的缺陷就是沒有硬件相關的內容。但是A-SPICE預留了接口,可以把自主制定的硬件研發流程補充進去,見圖6。
圖6 A-SPICE的接口
除此之外,A-SPICE只針對ECU的開發。功能安全的生產和運行階段,建議還是以TS 16949作為流程基礎。至于概念階段,并沒有針對性非常強的質量標準可供借鑒,需要OEM自主制定流程體系。
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