航天器项目软件计划管理

摘 要：软件产品同硬件产品一样是航天器研制过程中必不可少的一个配置项,因此软件计划管理是航天器项目管理中一个重要的组成部分,是确保航天项目中软件产品按计划交付所必须的管理过程,在型号研制过程中发挥着关键的作用.

关 键 词：航天器软件计划管理

中图分类号：V448.2文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0164-02

航天器项目管理是一个涉及单位多、综合性强、技术复杂、研制周期长的复杂系统工程,管理难度非常大.计划管理是航天器项目管理的重要组成部分,在航天器的研制过程中,软件产品同硬件产品一样是必不可少的配置项,因此航天器的软件计划管理是航天项目管理中一个重要的组成部分,是确保航天项目中软件产品按计划交付所必须的管理过程,在型号的研制过程中发挥着关键的作用.因此,分析研究航天器型号的软件计划管理及控制措施,对于按时完成型号任务具有重要的现实意义.

1航天器研制的通用流程

项目管理是指为完成某一个特定的目标,应用一定的规范或者规章制度对项目资源进行全面的规划、组织、协调、控制并使之系统化的过程,即在规定的时间、预算和质量目标范围内完成项目的各种工作.航天项目管理是项目管理系统中一个分支,综合性强、技术难度大、涉及的单位多、可靠性要求高,而且研制周期相对较长,因此航天项目管理是一个相对复杂的系统工程.

航天器设计分为系统设计、硬件设计和软件设计,通常按照航天器的通用研制技术流程是先由航天器总体单位进行航天器的系统设计评审工作,完成后给各个分系统单位下达分系统的研制技术要求,然后各分系统单位分别开展分系统的方案设计和技术设计工作,下达分系统内部的软、硬件产品任务书,从而启动软、硬件产品的研制工作.

2航天器软件计划管理的方法

现阶段,航天器研制单位已经结束了以前“手工作坊式”的生产过程,已经引入了相关的计划、质量管理工具进行软件的管控.软件计划的合理性和准确性直接关系到航天器研制的成败.软件的计划应力求完备,不但要考虑到一些可控因素,同时还要考虑到如果发生意外应如何应变.按照航天器的通用研制技术流程,在分系统完成详细设计后,启动软件产品的研制工作,航天器软件产品的通用研制流程如图1所示.

通常软件计划管理使用OPENPLAN工具进行管理,在OPENPLAN中软件计划严格按照技术流程编制,每个阶段安排合理的工期,软件的最终交付时间满足分系统的计划节点要求.

在整个流程中,主要关注A10：建立和发布软件功能基线；A3：原型软件验证与确认；A21：软件入受控库；A24：建立并发布软件产品基线；A31：软件入产品库这5个控制点,这也是难度比较大的控制点.

首先,建立和发布软件功能基线是软件研制的前提条件,有了明确的输入,对软件来说就是有了软件用户需求、软件任务书、相关通讯协议以及接口文件,软件研制单位才能知道软件该如何干,这些输入条件需要分系统研制单位和卫星总体单位进行充分的协调后才能确定,但是在型号研制之初,往往型号设计方案需要反复协调,输入条件迟迟无法确定,更有甚者,因为技术方案复杂,航天器总体单位无法提出明确的输入条件,直接影响软件研制工作的启动,可能使分系统的研制计划受到影响.

因此抓输入是航天器软件计划管理首先应关注的问题.抓输入首先是抓航天器总体单位的输入,分系统研制单位的软件计划管理者跃层来督促总体单位的输入文件的到位,对计划管理者来说明显感觉有些吃力,但是这又是计划管理者所必须关注的控制点.通常在这个阶段运用的管理手段就是协调、及时与上层机关的计划管理者沟通,督促并安排双方进行协调,如果此项工作迟迟无法完成,或者已经超出了所能承受的最后完成时间,计划管理者必须做出决策,就是基于现有的初步协调结果.分系统自行编制输入文件,同时反馈给航天器总体单位,作为软件研制的临时依据,当然,这个决策必须要争得相关领导同意后方可执行.抓输入的第二层意思是抓分系统的软件用户需求、相关通讯协议、任务书等输入文件,这项工作是分系统的内部工作,是必须完成了分系统级别的设计评审后开展,在这个阶段,就需要软件研制单位参与输入文件的讨论,很多时候软件研制单位积极参与到输入文件的协调中,可以提前了解系统的设计方案,将软件的实现方式也可以提前与方案设计师进行沟通,有利于方案设计的合理性.

其次,原型软件验证与确认是新研软件研制的第一个阶段.其实按照通用的软件研制流程,应该是不应该有这个原型版软件的,但是航天器的特点是设计复杂、研制周期短,在3～4个月的时间内研制出一个全功能的软件,而且完成了所有的测试工作,实现起来难度很大.因此在现阶段几乎所有新研航天器软件都在第一阶段提一个基本型,研制流程是首先由总体确定一个基本型软件的要求,再在这个基础上研制一个基础版本,由这个版本负责与其他硬件产品的调试,并根据调试的结果,改进软件原型,确定最终的软件需求.抓原型版软件的研制是计划管理者所需要关注的第二个问题,在这个阶段主要运用的管理手段就是做好计划,勤沟通,勤协调.新研型号在原型版研制阶段通常比较艰难,方案是新的、软件是新的、设备是新的、产品是新的,方案需要软件验证,软件需要在产品上验证,产品又需要设备验证,当所有都是新的时候往往出现各种各样的问题,解决起来难度比较大,需要各个部门配合,这时候就需要计划管理者多与设计师进行沟通,多跑现场,做好各种条件保障工作.

再次,软件入受控库是软件研制的第二阶段.在这个阶段需要完成软件需求规格说明的编写,完成软件详细设计,代码编写以及单元测试和组装测试工作,这个阶段工作项目比较多,主要是软件研制单位内部的工作,和其他单位的接口相对较少,因此计划管理者主要关注点是抓内部资源的冲突,而且要在入库前安排软件走查工作.

最后,软件入产品库是计划管理者最终关注点,入产品库标志着软件产品完成了编码、测试以及第三方评测等全部工作,具备软件落焊固化的条件,在这个阶段计划管理者需要关注的是要抓产品升级.因为在这个阶段软件产品要参加系统测试和整星测试,在测试过程中会发现各种问题,有可能是方案设计的问题,也有可能是软件设计的问题,因此可能会发生多次的软件升级,因此本阶段要针对每一次升级制定计划,编制软件升级计划,如图2所示并做好跟踪,联合软件产保经理做好软件的版本控制工作.综上所述,计划管理者编制好软件研制计划,按时跟踪,主要关注上述5个控制点,即可较好地管理好软件产品.

3航天器软件计划管理的难点及措施

经过调研,在平时的软件计划管理工作中遇到的最大困难有以下3条：

（1）输入条件不能按时到位,影响计划节点；

（2）软件版本太多,版本升级计划不到位,导致各方资源冲突；

（3）软件研制过程中人力资源、设备资源冲突,需要综合调配解决输入条件不能按时到位的困难解决办法在前面已经叙述,这里不再赘述.

研制过程中版本升级计划做不到位的情况经常可以遇到,通常计划管理者只做了第一个版本入库的计划,至于后续版本管理者关于软件会发生多少问题,后续会出现多少版本,无法提前做策划等状况,则了解总体的测试计划,配合分系统的测试计划,制定软件版本的研制和升级计划非常必要.因为在科研生产资源冲突极其严重的时候,只有制订计划,各研制单位才能依据计划调配资源,使各种资源尽可能满足各型号的计划要求.否则很容易出现某个版本研制未完成,还不具备入库条件,而这时候整星催促要上星测试,那么只能把这个版本匆忙入库,更改功能基线,原本为此版本安排的各种资源需要重新调配,浪费了资源,等打算重新启动的时候资源已经调配给别人了,影响最终的产品交付.因此软件计划还是非常重要的.

关于任务中的资源冲突的问题,近年来中国航天器型号任务逐年递增,几乎所有型号项目都受到资源的约束如何利用现有资源,在保证质量的同时,大幅提高产能满足市场需求是航天器研制单位所面临的巨大挑战,软件研制工作也不例外.资源冲突主要包括人力资源冲突、设备冲突、场地冲突,而每项资源冲突又分为型号之间冲突和型号内部两种冲突.资源被同时分配到几个不同的型号时,或者当不同型号同时需要使用某种有限资源时冲突就不可避免的发生了.在多型号并举的管理模式中,解决资源冲突的一个重要手段就是通过合理确定各个型号在不同阶段的优先级,从而达到有效利用资源实现各个型号目标的目的.为了实现高效率、低成本、高质量的计划管理,建立综合策划制定,航天器研制单位已经形成了“型号-产品-部门”调度体系,“型号”一级主要下达任务需求,“产品”一级安排产品综合计划,“部门”一级调配内部资源,调度体系的运行必须以科研生产综合策划为前提,科研生产综合策划是对全年的各型号的需求进行综合分析的工作,明确各项任务的宏观计划和先后次序,作为各型号全年工作策划的输入,因此软件产品研制的各项资源是在综合策划的基础上进行调配,每年年初各部门根据型号计划安排各项资源,使资源尽量满足各型号需求,如果各型号都能够按照预期的计划完成各项工作,出现资源冲突的几率不大.往往是因为各种原因没有按照计划完成工作,或者临时计划较多,打破年初对各类资源的统筹平衡,从而导致资源冲突.解决资源冲突的办法就是做好计划,严格执行计划,对推迟或者延误的项目及时通知相关单位,必要时刻求助的各级领导的协调.

4结语

该文从航天器软件研制技术流程出发,陈述了软件计划管理的几个控制点以及控制措施,给航天器软件的研制提供了一系列科学的、可操作性的辅助管理方法,为有效提高航天型号软件的可靠性及质量提供了理论依据.