项目名称某型无人机飞行控制与任务管理软件V2.0研制项目文档编号SDP-TY-UAV-FCS-V2.0-2023-001密级内部版本号1.0编制单位编制日期1. 范围1.1 标识本文档是某型无人机飞行控制与任务管理软件以下简称“本软件”V2.0版本研制的顶层管理文件。软件标识如下软件名称某无人机飞行控制与任务管理软件软件版本V2.0软件标识符TY-UAV-FCS-V2.0所属系统某型无人机系统1.2 系统概述本软件是某无人机航电系统的核心组成部分负责实现无人机的自主起飞/降落、航线飞行、姿态稳定控制、导航解算、任务载荷管理、应急故障处理及数据链通信等功能。V2.0版本将在V1.0基础上增加复杂气象条件下自适应飞行、多机协同任务规划等新能力并对实时性和可靠性指标进行全面提升。1.3 文档概述本文档依据GJB 438C-2021《军用软件开发文档通用要求》编制旨在规定本软件V2.0版本的开发目标、采用的过程、方法、资源、进度及管理措施。本文档适用于项目所有参与方是项目策划、实施、监控和验收的基础。1.4 与其他计划的关系本计划与以下项目级计划协同一致《某无人机系统项目总体研制计划》《软件配置管理计划SCMP》《软件质量保证计划SQAP》《系统测试与验证总计划》2. 引用文件下列文件中的条款通过本计划的引用而成为本计划的条款。注日期的引用文件其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本计划。不注日期的引用文件其最新版本适用于本计划。GJB 438C-2021 《军用软件开发文档通用要求》GJB 5000A-2008 《军用软件研制能力成熟度模型》GJB 2786A-2009 《军用软件开发通用要求》GJB/Z 102A-2012 《军用软件安全性设计指南》项目合同书HT-2023-008号系统/子系统规格说明SSSSSS-TY-UAV-0013. 项目概述3.1 项目目标与交付物主要目标在18个月内完成满足《系统/子系统规格说明SSS》所有要求的飞行控制与任务管理软件V2.0的研制、测试和交付。软件可靠性MTBF不低于1000飞行小时关键功能失效概率小于1×10⁻⁷/小时。通过GJB 5000A三级认定的过程进行开发确保过程可控、产品质量可追溯。主要交付物可运行的软件目标代码及源代码。全套符合GJB 438C-2021要求的软件文档详见第12章。软件测试环境、工具及测试用例集。通过最终验收测试的软件产品。3.2 假设与约束假设硬件平台飞控计算机、传感器的交付进度能满足软件集成测试需求。用户能在需求评审和关键节点评审时及时参与并提供确认。约束必须使用经鉴定合格的国产化实时操作系统如ReWorks。软件开发需遵循DO-178C Level B的适航相关目标作为补充要求。项目总预算不超过人民币XXX万元。3.3 项目组织结构与职责本项目采用矩阵式管理结构具体职责分工如下图1项目组织结构图[项目领导小组] | [项目经理] | -------------------------------------------------- | | | [软件工程组] [软件质量保证组] [软件配置管理组] | | | --------------- | | | | | | | [需求分析] [设计实现] [测试验证] [过程审计] [产品检验] [配置控制] [版本管理]项目经理全面负责项目策划、资源协调、进度监控、风险管理和对外沟通。软件工程组负责需求分析、设计、编码、单元测试、集成和系统测试等全部工程活动。软件质量保证组SQA独立于工程组负责过程符合性审计和工作产品评审。软件配置管理组SCM负责建立和维护配置管理库控制变更管理版本和发布。4. 软件开发过程4.1 选用的生命周期模型本项目采用“改进的V模型”作为软件开发的生命周期模型。该模型强调早期验证与确认以及测试活动与前期开发活动的严格对应关系。图2改进的V模型示意图用户需求 - 系统需求 - 软件需求 - 概要设计 - 详细设计 - 实现 | | | | | | V V V V V V 系统验收测试-系统集成测试-软件集成测试-单元测试-代码走查-编码 | | | | | | [验证与确认活动] [验证活动] [验证活动]左侧下降沿定义与分解过程。从用户需求逐步分解到代码实现。右侧上升沿集成与测试过程。从单元测试逐步集成并验证到系统验收。水平连线表示每个开发阶段的工作产品都有对应的测试阶段进行验证。4.2 过程裁剪说明基于本项目软件规模预计源代码行数约15万行属于“中”型、高可靠性和安全性要求对标准过程进行如下裁剪文档合并将《软件测试计划STP》与《软件测试说明STD》合并编制但内部结构仍严格区分计划与说明部分。评审简化对《软件版本说明SVD》采用同行评审代替正式评审。增加活动在需求阶段增加“安全性分析”专题活动并输出《软件安全性分析报告》。5. 软件开发方法5.1 需求分析方法采用“结构化分析与面向对象分析相结合”的方法。功能需求使用数据流图DFD和功能分解树进行结构化分析。非功能需求与状态行为使用用例图、状态图和序列图进行面向对象分析。工具使用Enterprise Architect进行需求建模和管理确保需求的可追溯性。5.2 设计方法采用“基于构件的层次化设计”方法。架构设计遵循ARINC 653分区化架构思想将软件划分为“飞行控制”、“导航制导”、“任务管理”、“健康管理”和“通信服务”五个独立性强的分区。详细设计采用“结构化设计有限状态机”方法。对算法密集型模块如控制律使用结构化伪代码对逻辑复杂的模块如任务模式切换使用状态机进行描述。5.3 实现与编程语言主机环境Windows/Linux用于原型开发、单元测试和部分仿真。目标环境基于PowerPC架构的飞控计算机运行ReWorks实时操作系统。编程语言核心安全关键代码使用Ada 2012语言非关键辅助模块使用C语言遵循MISRA C:2012规范。编码规范严格执行本所《Ada编程安全规范》和《嵌入式C语言编程规范》。5.4 测试方法单元测试采用“自盒测试”为主目标语句覆盖率和分支覆盖率均达到100%MC/DC覆盖率对B级功能达到100%。集成测试采用“增量式集成”策略自底向上每集成一个模块即进行接口和功能测试。系统测试在“硬件在环HIL”仿真平台上进行模拟无人机动力学模型和各种飞行环境验证软件整体功能性能。配置项测试依据《软件需求规格说明SRS》在目标机真实环境下进行。6. 工作分解结构WBS本项目WBS分解至第三级如下所示图3工作分解结构WBS图1.0 某飞控软件V2.0研制项目 ├── 1.1 项目管理 ├── 1.2 软件开发 │ ├── 1.2.1 需求工程 │ ├── 1.2.2 软件设计 │ ├── 1.2.3 软件实现 │ └── 1.2.4 单元测试 ├── 1.3 软件测试 │ ├── 1.3.1 集成测试 │ ├── 1.3.2 配置项测试 │ └── 1.3.3 系统联试 ├── 1.4 质量保证与配置管理 ├── 1.5 评审与交付 └── 1.6 培训与维护注此处为图示实际计划中需列出完整的WBS字典包含每项工作的描述、交付物、责任人和工作量估算。7. 进度安排项目总周期为18个月2023年11月 - 2025年4月。关键里程碑节点如下表1项目关键里程碑计划里程碑编号里程碑事件计划完成日期主要交付物M1项目启动与计划评审2023年11月30日本SDP及配套子计划M2软件需求规格评审2024年02月15日《软件需求规格说明SRS》M3软件设计评审2024年05月31日《软件设计说明SDD》M4代码完成与单元测试通过2024年09月30日全部源代码、单元测试报告M5软件集成测试完成2024年12月15日集成测试报告、可集成版本M6配置项测试完成2025年02月28日配置项测试报告、软件初样M7系统联试验收完成2025年04月15日系统测试报告、软件产品规格说明M8项目结项评审2025年04月30日全套交付物、项目总结报告图4项目主进度甘特图示意时间轴2023年Q4 | 2024年Q1 | 2024年Q2 | 2024年Q3 | 2024年Q4 | 2025年Q1 | 2025年Q2 活动 1.1 项目管理 1.2.1 需求工程 1.2.2 软件设计 1.2.3 软件实现 1.2.4 单元测试 1.3.1 集成测试 1.3.2 配置项测试 1.3.3 系统联试 1.4 质量保证活动 |||||||||||||||||||| (贯穿全程) 里程碑 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M88. 项目资源8.1 人力资源角色人数技能要求主要职责阶段项目经理1项目管理、航空软件工程全程需求分析师2需求工程、系统建模需求阶段软件架构师1软件设计、实时系统设计阶段高级软件工程师3Ada/C编程、嵌入式开发实现、单元测试软件测试工程师2测试理论、HIL测试集成测试及以后SQA工程师1GJB 5000A、过程审计全程SCM工程师1配置管理工具、版本控制全程8.2 设备与工具资源开发环境IBM Rational Rhapsody建模 GNAT Pro for Ada开发 LDRA Testbed静态分析/单元测试 GitLab配置管理。测试环境硬件在环HIL仿真平台含无人机动力学模型、飞控计算机实物、逻辑分析仪、示波器。目标环境某无人机飞控计算机原型机。8.3 场地与设施专用软件开发实验室、HIL测试实验室均符合保密要求。9. 风险管理采用持续的风险管理方法。已识别的主要初始风险及应对措施如下表2初始风险清单风险ID风险描述可能性影响风险等级缓解/应对措施责任人RSK-001新增的“复杂气象自适应”算法研究周期超出预期中高高1. 设立预研专题提前启动算法仿真2. 准备简化版备选方案。软件架构师RSK-002国产实时操作系统ReWorks与Ada编译器的兼容性问题中中中1. 在项目早期搭建原型验证环境2. 与操作系统供应商建立技术支持通道。高级软件工程师RSK-003关键硬件IMU传感器交付延迟低高中1. 在HIL环境中使用高精度仿真模型替代2. 与硬件组保持紧密沟通监控进度。项目经理风险监控频率每月在项目例会上评审和更新风险清单。10. 软件质量保证本项目的质量保证活动将严格遵循独立的《软件质量保证计划SQAP》本计划主要规定其要点SQA独立性SQA组直接向项目领导小组汇报独立于软件开发组。过程符合性审计定期每月审计项目活动是否遵循本SDP和既定流程并发布审计报告。工作产品评审对所有关键工作产品如SRS, SDD, 代码 测试用例组织正式或同行评审SQA监督评审过程并验证问题闭环。质量目标缺陷密度交付后≤ 0.5个缺陷/KLOC需求双向追溯率100%单元测试覆盖率目标见5.4节。11. 软件配置管理配置管理活动将遵循独立的《软件配置管理计划SCMP》本计划主要规定其要点配置标识对所有配置项包括代码、文档、工具、环境进行唯一标识。配置库结构建立开发库、受控库和产品库三级库。使用GitLab进行版本控制。变更控制任何变更必须通过正式的变更申请CR、评估、批准流程。成立变更控制委员会CCB。版本发布明确软件基线的建立时机如需求基线、设计基线、产品基线和发布流程。12. 文档编制计划根据GJB 438C-2021和项目需要确定需编制的文档清单如下表3软件文档编制计划文档名称 (GJB 438C对应)文档标识符编制责任人计划完成日期评审要求软件开发计划 (SDP)SDP-TY-UAV-FCS-V2.0项目经理2023-11-30正式评审软件需求规格说明 (SRS)SRS-TY-UAV-FCS-V2.0需求分析师2024-02-10正式评审接口需求规格说明 (IRSS)IRSS-TY-UAV-FCS需求分析师2024-01-31正式评审软件设计说明 (SDD)SDD-TY-UAV-FCS-V2.0软件架构师2024-05-20正式评审软件测试计划/说明 (STP/STD)STP-TY-UAV-FCS-V2.0测试工程师2024-06-30正式评审软件测试报告 (STR)STR-TY-UAV-FCS-V2.0测试工程师各测试阶段后正式评审软件产品规格说明 (SPS)SPS-TY-UAV-FCS-V2.0项目经理2025-04-10正式评审软件用户手册 (SUM)SUM-TY-UAV-FCS-V2.0高级工程师2025-03-31同行评审软件版本说明 (SVD)SVD-TY-UAV-FCS-V2.0SCM工程师每次发布后同行评审新增软件安全性分析报告SSAR-TY-UAV-FCS-V2.0软件架构师2024-03-15正式评审13. 评审与审计计划所有评审均需形成《评审报告》记录问题、决议和行动项。技术评审包括需求评审、设计评审、测试计划评审等详见第12章。管理评审每月召开项目例会评审进度、风险、资源和问题。阶段审计在需求、设计、编码、测试四个阶段结束时由SQA组织阶段审计确认阶段出口条件是否满足。里程碑评审在表1所列的每个里程碑节点组织正式的里程碑评审会议邀请用户和上级单位参加。14. 培训计划为确保团队能力制定以下培训Ada 2012语言及安全编码规范培训面向全体开发人员时间2023年12月。DO-178C Level B目标及符合性方法培训面向项目经理、架构师、SQA时间2024年1月。HIL测试平台操作与维护培训面向测试人员时间2024年8月。15. 软件维护计划本软件交付后将进入为期5年的维护期。维护组织设立由原项目核心成员组成的维护小组。维护类型包括纠错性维护修复缺陷、适应性维护适应硬件/环境变化和完善性维护经批准的微小功能增强。维护流程所有维护请求必须通过用户提交《软件问题报告单》经评估批准后依据本SDP中定义的开发流程进行修改、测试和发布并更新相关文档。版本管理维护版本号遵循X.Y.Z格式其中X为主版本Y为次版本Z为修订号。批准项目经理签字日期2023年10月26日审核软件工程部主任签字日期2023年10月27日会签质量保证部、配置管理部日期2023年10月27日文档结束案例总结本《软件开发计划SDP》案例严格遵循GJB 438C-2021的框架与精神为一个虚构的“某无人机飞控软件”项目提供了完整、详细、可执行的规划蓝图。它体现了以下特点结构合规性完全覆盖了标准要求的核心章节并增加了“风险管理”等现代项目管理要素。内容具体性所有描述均基于一个具体的项目场景使得计划内容真实、可操作而非空洞的模板。逻辑严密性从目标到过程、方法、资源、进度环环相扣并通过WBS、甘特图、职责表等工具确保计划的层次性和条理性。图文并茂包含了组织结构图、V模型图、WBS图、甘特图示意以及多个表格增强了文档的可读性和直观性。专业深度融入了军用软件特有的考虑如安全性、可靠性、国产化要求、与GJB 5000A和DO-178C的衔接等。此文档可作为理解和编制符合GJB 438C-2021标准的SDP的详细参考范例。在实际应用中需根据具体项目的规模、复杂度和合同要求进行裁剪和细化。