核電廠儀控系統(tǒng)軟件質(zhì)量評價管理系統(tǒng)

向嫄+徐展+王冬+藺淑倩

摘要：作者基于標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18905-2002和開源代碼設(shè)計開發(fā)出了一種核電廠儀控系統(tǒng)軟件質(zhì)量評價過程的管理系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)用戶可以依據(jù)核電廠儀控系統(tǒng)軟件不同的質(zhì)量目標(biāo)，自定義或裁剪適用的評價標(biāo)準(zhǔn)集來量化并且客觀地對軟件進(jìn)行質(zhì)量評價。

關(guān)鍵詞：核電廠儀控系統(tǒng)軟件；軟件質(zhì)量評價

中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）06-0125-02

Abstract： The design and development of software quality evaluation management system which used in instrument and control （I&C） system of nuclear power plant is based on the GB/T 18905-2002 and open-source code. User can customize and select proper set of evaluation standard according to the different quality objectives to evaluate and quantify the quality of I&C system software in nuclear power plant objectively.

Key words： I&C software of nuclear power plant； software quality evaluation

軟件產(chǎn)品在工控領(lǐng)域內(nèi)的地位變得越來越重要，作為核電廠控制核心的集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System，以下簡稱DCS）更是發(fā)揮著十分重要的作用。特別是在核電廠DCS國產(chǎn)化進(jìn)程中，DCS軟件產(chǎn)品的研制普遍存在任務(wù)重、質(zhì)量要求和可靠性要求高的特點(diǎn)。如何對自主研發(fā)的核電廠儀控系統(tǒng)軟件的質(zhì)量進(jìn)行高效、客觀的評價也變得十分迫切。隨著核電廠儀控系統(tǒng)軟件產(chǎn)品日趨復(fù)雜和龐大，相應(yīng)的軟件產(chǎn)品質(zhì)量評價工作包含著更多的數(shù)據(jù)信息，如果僅靠手工或word、excel工具來管理這些數(shù)據(jù)，工作量巨大而且容易出現(xiàn)錯誤，數(shù)據(jù)信息不能及時得到更新，導(dǎo)致評價過程難以執(zhí)行和評價效率低下。

作者以GB/T 18905-2002 軟件工程 產(chǎn)品評價系列標(biāo)準(zhǔn)的思想為依托設(shè)計出一種對軟件質(zhì)量的評價過程進(jìn)行管理的系統(tǒng)，具體業(yè)務(wù)流程完全符合GB/T 18905-2002中對軟件質(zhì)量評價過程的定義。

作者基于開源代碼開發(fā)出的該評價管理系統(tǒng)，采用B/S架構(gòu)，客戶端（通過瀏覽器）和服務(wù)器建立TCP連接，主要負(fù)責(zé)軟件質(zhì)量評價流程業(yè)務(wù)處理；服務(wù)器端（Web服務(wù)器）使用Apache+PHP+MySQL配置，服務(wù)器端對客戶端發(fā)出的請求按照HTTP協(xié)議進(jìn)行解碼，主要負(fù)責(zé)項目數(shù)據(jù)處理，包括數(shù)據(jù)庫操作、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、軟件質(zhì)量評價過程文檔生成等。

由于核電廠儀控系統(tǒng)軟件的特殊性，不同安全級別的軟件必須符合國家、國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。尤其是其安全性和可靠性必須嚴(yán)格遵照IEC 60880-2006、IEC 62138-2004、IEC 61513-2011和NUREG/CR 6101-1993中的要求，該評價管理系統(tǒng)提供符合核電廠儀控系統(tǒng)軟件評價標(biāo)準(zhǔn)的軟件質(zhì)量模型庫，同時具備良好的可擴(kuò)展性，用戶可以根據(jù)不同軟件質(zhì)量目的進(jìn)行自定義和裁剪。

1 軟件的主要功能

該系統(tǒng)的主要功能如下：

根據(jù)GB/T 18905-2002建立一個軟件質(zhì)量評價流程體系，支持軟件質(zhì)量和軟件過程的持續(xù)改進(jìn)

提供核電廠儀控軟件專屬的質(zhì)量屬性和度量標(biāo)準(zhǔn)（即質(zhì)量模型），幫助評價者根據(jù)不同的項目進(jìn)行裁剪：

1） 基于GB/T 16260-2006提供軟件的內(nèi)部質(zhì)量度量、外部質(zhì)量度量、使用質(zhì)量度量模型庫；

2） 基于IEC 62645-2014、IEC 6244-2013 提供核電廠儀控系統(tǒng)軟件信息安全相關(guān)的質(zhì)量度量模型庫；

3） 基于GB/T 7826-2012、GB/T 2817-2011提供核電廠儀控軟件可靠性相關(guān)的質(zhì)量度量模型庫；

對所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計，幫助用戶有效地了解軟件質(zhì)量評價結(jié)果，分析軟件開發(fā)中發(fā)現(xiàn)的問題和風(fēng)險；

提供報表生成功能，生成評價需求規(guī)格說明書、評價計劃、評價報告等過程文檔。

2 軟件用戶設(shè)置

在系統(tǒng)中，每個用戶都可以維護(hù)自己的私有信息。admin可以創(chuàng)建用戶，但不能看到其它用戶的密碼。

該系統(tǒng)提供了六種角色，分別是V&V engineer、guest、V&V designer 、senior V&V engineer、V&V leader、admin。相對應(yīng)的功能權(quán)限可以通過角色管理進(jìn)行自定義。

3 軟件操作流程

3.1創(chuàng)建軟件評價項目

通過主頁左邊的列表欄的【評價項目管理】菜單，進(jìn)入創(chuàng)建頁面中有【創(chuàng)建】按鈕創(chuàng)建新的待評價的軟件項目，本系統(tǒng)可以對多項目進(jìn)行管理，而且各個項目之間是獨(dú)立的，不能分享數(shù)據(jù)，但只有admin級的用戶可以設(shè)置項目。Admin進(jìn)行項目設(shè)置后，V&V人員就可以進(jìn)行項目評價需求、項目評價規(guī)定、評價計劃以及評價執(zhí)行等相關(guān)工作。

3.2創(chuàng)建評價需求

評價需求規(guī)格說明書應(yīng)該由GB/T 16260-2006中定義的稱為【質(zhì)量特性】的一系列質(zhì)量需求點(diǎn)組成。

評價需求規(guī)格說明書是開展評價工作的依據(jù)。首先，對軟件的需求規(guī)格書進(jìn)行分析和整理，將其拆分為多個評價需求點(diǎn)。

創(chuàng)建評價需求規(guī)格說明書

創(chuàng)建評價需求點(diǎn)

3.2.1創(chuàng)建評價需求規(guī)格說明書

主頁左邊的列表欄中有 【評價需求管理】的菜單，子菜單中有【評價需求規(guī)格說明書】，可以添加編輯評價需求規(guī)格說明書。

3.2.2創(chuàng)建評價需求點(diǎn)

選擇需要編輯的評價需求規(guī)格說明書，選擇該頁面上的【創(chuàng)建評價需求點(diǎn)】按鈕新建評價需求點(diǎn)。

評價需求點(diǎn)內(nèi)容包含：需求點(diǎn)的標(biāo)識、名稱、概述、需求的狀態(tài)，需求的類型，以及對應(yīng)的評價方法數(shù)。

該管理系統(tǒng)提供了兩種狀態(tài)來管理評價需求點(diǎn)：有效的、不可評價的。

另外，管理系統(tǒng)提供了從文件導(dǎo)入需求點(diǎn)的功能，支持的文件類型有csv和xml、DocBook三種。同時系統(tǒng)也提供了將需求導(dǎo)出的功能，支持的文件類型有xml一種。 管理系統(tǒng)還提供上傳文件的功能，可以在創(chuàng)建評價需求點(diǎn)的時候，為該需求點(diǎn)附上相關(guān)的文檔。

3.3評價規(guī)定

評價規(guī)定的目的是定義評價的范圍和定義對供評價的產(chǎn)品及各種部件執(zhí)行的測量，按照評價需求進(jìn)行評價設(shè)計。評價規(guī)定宜詳細(xì)到在它的基礎(chǔ)上能確保評價的可重復(fù)性和可再現(xiàn)性。規(guī)定評價的活動主要有：

質(zhì)量模型的導(dǎo)入和裁剪；

評價方法的設(shè)計；

3.3.1質(zhì)量模型的導(dǎo)入和裁剪

選擇主頁橫向?qū)Ш綑谥械摹驹u價質(zhì)量模型裁剪/評價設(shè)計】出現(xiàn)評價質(zhì)量模型操作界面，選擇【導(dǎo)入評價質(zhì)量模型】 將本管理系統(tǒng)適用的評價質(zhì)量模型導(dǎo)入待評價的項目中。選擇評價的質(zhì)量模型文件（.xml格式）進(jìn)行上傳。

3.3.2評價方法設(shè)計

選擇【評價方法設(shè)計】，進(jìn)入評價方法設(shè)計頁面進(jìn)行設(shè)計。評價方法設(shè)計的要素包括：方法設(shè)計、期望結(jié)果。

3.4評價計劃

在本管理系統(tǒng)系統(tǒng)中，評價者應(yīng)制定一個評價計劃來描述執(zhí)行指定評價時所需要的資源和執(zhí)行各種動作時對這些資源的分配，一個完整的評價計劃包括：

創(chuàng)建評價計劃

評價版本管理

指派評價計劃角色

添加/刪除評價標(biāo)準(zhǔn)到評價計劃

分配執(zhí)行評價任務(wù)

3.4.1創(chuàng)建評價計劃

選中主頁右上【評價計劃管理】模塊下的【評價計劃管理】菜單。通過【增加】按鈕，進(jìn)入評價計劃創(chuàng)建頁面。評價計劃的內(nèi)容包括：計劃名稱，計劃描述，以及是否從已有的評價計劃創(chuàng)建，如果選擇從已有的評價計劃中創(chuàng)建，則新創(chuàng)建的評價計劃包含選擇的已有評價計劃的所有相關(guān)聯(lián)的信息，比如已有評價計劃分配的評價方法。

3.4.2評價版本管理

選中主頁右上方【評價計劃管理】模塊下的【評價版本管理】菜單，創(chuàng)建一個新的評價版本。評價版本的內(nèi)容包括：輸入版本的標(biāo)識，版本的說明。

3.4.3指派評價計劃角色

選擇主頁【評價計劃管理】模塊下的【分配評價計劃角色】菜單，為評價計劃指派用戶。

在分配評價計劃角色頁面，可以將該評價計劃以不同的角色分配給不同的用戶，通過角色列表，可以選擇用戶對該評價計劃的操作角色。

3.4.4添加/刪除評價標(biāo)準(zhǔn)到評價計劃

在主頁通過評價計劃下拉列表，先選擇一個評價計劃，選擇【評價計劃管理】下的【添加評價標(biāo)準(zhǔn)到評價計劃】按鈕，進(jìn)入向評價計劃中篩選評價標(biāo)準(zhǔn)的界面。

將已經(jīng)導(dǎo)入好的評價標(biāo)準(zhǔn)加入到該評價計劃。選擇一個評價標(biāo)準(zhǔn)集，可以看到該評價標(biāo)準(zhǔn)及下的所有評價標(biāo)準(zhǔn)。

選擇該評價計劃中要執(zhí)行的評價標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)版本下拉列表來選擇該評價計劃下需要執(zhí)行的評價標(biāo)準(zhǔn)的版本。選擇好后，選擇【增加選擇的評價標(biāo)準(zhǔn)】按鈕，可以將選擇好的評價標(biāo)準(zhǔn)分配給該評價計劃。選擇【添加/刪除選擇的評價標(biāo)準(zhǔn)】按鈕，可以將選擇好的評價標(biāo)準(zhǔn)移除該評價計劃。

3.4.5分配執(zhí)行評價任務(wù)

選擇主頁【評價計劃管理】模塊下的【分配執(zhí)行評價任務(wù)】菜單，進(jìn)入分配執(zhí)行評價任務(wù)頁面，可以為當(dāng)前評價計劃中所包含的每個評價標(biāo)準(zhǔn)指定一個具體的執(zhí)行人員。

3.5執(zhí)行評價

執(zhí)行評價的目的是根據(jù)評價需求，按照評價規(guī)定中的評價規(guī)定和評價計劃中的計劃，對軟件產(chǎn)品的測量和驗證中獲得結(jié)果。

選擇主頁橫向?qū)Ш綑谥械摹緢?zhí)行評價】進(jìn)入執(zhí)行頁面。

執(zhí)行完評價方法后，在【說明/描述】輸入框中輸入在執(zhí)行評價過程中的一些說明性情況，在【結(jié)果】欄選擇評價執(zhí)行的結(jié)果。

其中評價結(jié)果分四種情況：

未執(zhí)行：該評價標(biāo)準(zhǔn)沒有執(zhí)行

通過：該評價標(biāo)準(zhǔn)通過

失?。涸撛u價標(biāo)準(zhǔn)沒有執(zhí)行成功

中斷：由于其他評價標(biāo)準(zhǔn)失敗，導(dǎo)致該評價標(biāo)準(zhǔn)無法執(zhí)行，被中斷。

3.6評價結(jié)果分析

本管理系統(tǒng)根據(jù)評價過程中記錄的數(shù)據(jù)，提供了多種度量統(tǒng)計功能，可以直觀的得到評價管理過程中需要進(jìn)行分析和總結(jié)的數(shù)據(jù)。選擇主頁橫向?qū)Ш綑谥械摹驹u價報告和度量】或者評價執(zhí)行模塊中的【評價報告和度量】，即可進(jìn)入評價結(jié)果報告頁面。

4 結(jié)論

本系統(tǒng)可以指導(dǎo)評價者更加高效地進(jìn)行軟件質(zhì)量評價。它可以保證過程數(shù)據(jù)得以及時和準(zhǔn)確地收集，通過軟件的監(jiān)督使整個評價過程符合標(biāo)準(zhǔn)，并得以實施和貫徹，為持續(xù)改進(jìn)核電廠儀控系統(tǒng)軟件質(zhì)量和軟件過程改進(jìn)提供基礎(chǔ)。旨在為評價過程提供系統(tǒng)化的指導(dǎo)，減少評價過程的成本和時間，提高對整個軟件產(chǎn)品評價管理過程的可控性。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 18905-2002 《軟件工程 產(chǎn)品評價系列》 [S].

[2] GB/T 16260-2006 軟件工程 產(chǎn)品質(zhì)量 質(zhì)量模型系列標(biāo)準(zhǔn)[S].