核電廠儀控系統軟件質量評價管理系統

　　作者基于標準GB/T 18905-2002和開源代碼設計開發出了一種核電廠儀控系統軟件質量評價過程的管理系統。通過該系統用戶可以依據核電廠儀控系統軟件不同的質量目標，自定義或裁剪適用的評價標準集來量化并且客觀地對軟件進行質量評價。

　　《電力勘測設計》雜志是電力勘測設計行業唯一的國內外公開發行的科技類刊物，由國務院國有資產監督管理委員會主管，中國電力規劃設計協會承辦，本刊為雙月刊，逢雙月末發行。

　　軟件產品在工控領域內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(Distributed Control System，以下簡稱DCS)更是發揮著十分重要的作用。特別是在核電廠DCS國產化進程中，DCS軟件產品的研制普遍存在任務重、質量要求和可靠性要求高的特點。如何對自主研發的核電廠儀控系統軟件的質量進行高效、客觀的評價也變得十分迫切。隨著核電廠儀控系統軟件產品日趨復雜和龐大，相應的軟件產品質量評價工作包含著更多的數據信息，如果僅靠手工或word、excel工具來管理這些數據，工作量巨大而且容易出現錯誤，數據信息不能及時得到更新，導致評價過程難以執行和評價效率低下。

　　作者以GB/T 18905-2002 軟件工程 產品評價系列標準的思想為依托設計出一種對軟件質量的評價過程進行管理的系統，具體業務流程完全符合GB/T 18905-2002中對軟件質量評價過程的定義。

　　作者基于開源代碼開發出的該評價管理系統，采用B/S架構，客戶端(通過瀏覽器)和服務器建立TCP連接，主要負責軟件質量評價流程業務處理;服務器端(Web服務器)使用Apache,PHP,MySQL配置，服務器端對客戶端發出的請求按照HTTP協議進行解碼，主要負責項目數據處理，包括數據庫操作、數據統計、軟件質量評價過程文檔生成等。

　　由于核電廠儀控系統軟件的特殊性，不同安全級別的軟件必須符合國家、國際標準規定。尤其是其安全性和可靠性必須嚴格遵照IEC 60880-2006、IEC 62138-2004、IEC 61513-2011和NUREG/CR 6101-1993中的要求，該評價管理系統提供符合核電廠儀控系統軟件評價標準的軟件質量模型庫，同時具備良好的可擴展性，用戶可以根據不同軟件質量目的進行自定義和裁剪。

　　1 軟件的主要功能

　　該系統的主要功能如下：

　　根據GB/T 18905-2002建立一個軟件質量評價流程體系，支持軟件質量和軟件過程的持續改進

　　提供核電廠儀控軟件專屬的質量屬性和度量標準(即質量模型)，幫助評價者根據不同的項目進行裁剪：

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

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

　　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的質量度量模型庫;

　　對所收集的數據進行分析統計，幫助用戶有效地了解軟件質量評價結果，分析軟件開發中發現的問題和風險;

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

　　2 軟件用戶設置

　　在系統中，每個用戶都可以維護自己的私有信息。admin可以創建用戶，但不能看到其它用戶的密碼。

　　該系統提供了六種角色，分別是V&V engineer、guest、V&V designer 、senior V&V engineer、V&V leader、admin。相對應的功能權限可以通過角色管理進行自定義。

　　3 軟件操作流程

　　3.1創建軟件評價項目

　　通過主頁左邊的列表欄的【評價項目管理】菜單，進入創建頁面中有【創建】按鈕創建新的待評價的軟件項目，本系統可以對多項目進行管理，而且各個項目之間是獨立的，不能分享數據，但只有admin級的用戶可以設置項目。Admin進行項目設置后，V&V人員就可以進行項目評價需求、項目評價規定、評價計劃以及評價執行等相關工作。

　　3.2創建評價需求

　　評價需求規格說明書應該由GB/T 16260-2006中定義的稱為【質量特性】的一系列質量需求點組成。

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

　　創建評價需求規格說明書

　　創建評價需求點

　　3.2.1創建評價需求規格說明書

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

　　3.2.2創建評價需求點

　　選擇需要編輯的評價需求規格說明書，選擇該頁面上的【創建評價需求點】按鈕新建評價需求點。

　　評價需求點內容包含：需求點的標識、名稱、概述、需求的狀態，需求的類型，以及對應的評價方法數。

　　該管理系統提供了兩種狀態來管理評價需求點：有效的、不可評價的。

　　另外，管理系統提供了從文件導入需求點的功能，支持的文件類型有csv和xml、DocBook三種。同時系統也提供了將需求導出的功能，支持的文件類型有xml一種。 管理系統還提供上傳文件的功能，可以在創建評價需求點的時候，為該需求點附上相關的文檔。

　　3.3評價規定

　　評價規定的目的是定義評價的范圍和定義對供評價的產品及各種部件執行的測量，按照評價需求進行評價設計。評價規定宜詳細到在它的基礎上能確保評價的可重復性和可再現性。規定評價的活動主要有：

　　質量模型的導入和裁剪;

　　評價方法的設計;

　　3.3.1質量模型的導入和裁剪

　　選擇主頁橫向導航欄中的【評價質量模型裁剪/評價設計】出現評價質量模型操作界面，選擇【導入評價質量模型】 將本管理系統適用的評價質量模型導入待評價的項目中。選擇評價的質量模型文件(.xml格式)進行上傳。

　　3.3.2評價方法設計

　　選擇【評價方法設計】，進入評價方法設計頁面進行設計。評價方法設計的要素包括：方法設計、期望結果。

　　3.4評價計劃

　　在本管理系統系統中，評價者應制定一個評價計劃來描述執行指定評價時所需要的資源和執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/刪除評價標準到評價計劃

　　分配執行評價任務

　　3.4.1創建評價計劃

　　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，進入評價計劃創建頁面。評價計劃的內容包括：計劃名稱，計劃描述，以及是否從已有的評價計劃創建，如果選擇從已有的評價計劃中創建，則新創建的評價計劃包含選擇的已有評價計劃的所有相關聯的信息，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，創建一個新的評價版本。評價版本的內容包括：輸入版本的標識，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/刪除評價標準到評價計劃

　　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【添加評價標準到評價計劃】按鈕，進入向評價計劃中篩選評價標準的界面。

　　將已經導入好的評價標準加入到該評價計劃。選擇一個評價標準集，可以看到該評價標準及下的所有評價標準。

　　選擇該評價計劃中要執行的評價標準，根據版本下拉列表來選擇該評價計劃下需要執行的評價標準的版本。選擇好后，選擇【增加選擇的評價標準】按鈕，可以將選擇好的評價標準分配給該評價計劃。選擇【添加/刪除選擇的評價標準】按鈕，可以將選擇好的評價標準移除該評價計劃。

　　3.4.5分配執行評價任務

　　選擇主頁【評價計劃管理】模塊下的【分配執行評價任務】菜單，進入分配執行評價任務頁面，可以為當前評價計劃中所包含的每個評價標準指定一個具體的執行人員。

　　3.5執行評價

　　執行評價的目的是根據評價需求，按照評價規定中的評價規定和評價計劃中的計劃，對軟件產品的測量和驗證中獲得結果。

　　選擇主頁橫向導航欄中的【執行評價】進入執行頁面。

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

　　其中評價結果分四種情況：

　　未執行：該評價標準沒有執行

　　通過：該評價標準通過

　　失敗：該評價標準沒有執行成功

　　中斷：由于其他評價標準失敗，導致該評價標準無法執行，被中斷。

　　3.6評價結果分析

　　本管理系統根據評價過程中記錄的數據，提供了多種度量統計功能，可以直觀的得到評價管理過程中需要進行分析和總結的數據。選擇主頁橫向導航欄中的【評價報告和度量】或者評價執行模塊中的【評價報告和度量】，即可進入評價結果報告頁面。

　　4 結論

　　本系統可以指導評價者更加高效地進行軟件質量評價。它可以保證過程數據得以及時和準確地收集，通過軟件的監督使整個評價過程符合標準，并得以實施和貫徹，為持續改進核電廠儀控系統軟件質量和軟件過程改進提供基礎。旨在為評價過程提供系統化的指導，減少評價過程的成本和時間，提高對整個軟件產品評價管理過程的可控性。

　　參考文獻：

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

　　[2] GB/T 16260-2006 軟件工程 產品質量 質量模型系列標準[S].