管理嵌入式软件的开发

　　近年来，关于软件定义汽车（Software-defined Vehicles）的讨论非常多。但事实上，其他电子产品也早已越来越多地依赖软件。这对制造商而言意味着：他们必须掌控全新的开发流程，以确保透明度、可追溯性与合规性。

　　在灵活的敏捷方法（Agile）与 V 模型的严格规范之间取得平衡，是专注于自动驾驶系统开发的 Navya 面临的最大挑战。该公司推出过首款可商业化的自动驾驶接驳车。其软件团队采用敏捷方法，与许多其他企业一样使用多种工具组合。然而团队之间的同步不足，没有必须遵守的流程，也缺乏对开发过程的可视性。这与移动出行行业在功能安全方面严格的监管要求相冲突。

　　Medtronic 医疗科技公司神经调节部门面临着类似的状况。开发团队虽然对功能性满意，但孤立的、手动整合的工具削弱了透明度，使得从需求到源代码的可追溯性，以及向 FDA 提交合规审计所需文档的导出变得困难。

　　他们需要的，是一个应用生命周期管理（Application Lifecycle Management，ALM）解决方案。ALM 是软件生命周期的组织支柱，从最初的需求收集，到设计、测试，再到部署和维护。通过整合各个阶段，ALM 能帮助企业优化流程，支持参与开发的所有部门协作，并显著提升产品质量。

　　ALM 系统的关键功能

　　要满足当前制造标准的要求，一个 ALM 系统应具备若干核心功能。最关键的是全面的文档管理和细粒度的可追溯性，以确保符合所有相关监管要求。

　　此外，与现有 IT 系统的集成也十分重要。ALM 系统必须能够在无人工干预的情况下同步来自不同来源的数据。只有这样，才能确保所有相关数据在一个集中平台上被一致、准确地管理，并让所有参与者访问最新、正确的信息。

　　强大的 ALM 还应支持 Scrum 或 Kanban 等敏捷开发方法，使团队能够以短迭代方式工作、快速整合反馈并实时进行调整。

　　Medtronic 神经调节部门在评估 ALM 软件时确定了以下标准：

　　"具有良好的用户体验、清晰可视化与便捷导航；

　　"可追溯性；

　　"灵活的配置选项以支持合规；

　　"强大的核心功能：需求管理、源代码管理、质量管理、测试功能、文档管理；

　　"合理的总体拥有成本（TCO）。

　　此外，ALM 软件还必须具备完整集成、稳健、灵活、云端化等特点。Navya 的要求也几乎完全一致--最终，两家公司都选择了 PTC 的 Codebeamer。

　　Medtronic 神经调节部门的患者护理软件总监 Sarb Singh-Kaur 说道："我们必须从客户需求一直追溯到产品需求、设计、测试和源代码。Codebeamer 是唯一能让我们顺畅实现这一点的工具。" 对于 Navya 来说，环境配置与动态对象的灵活性是其做出选择的主要原因。

　　成功实施 ALM

　　引入 ALM 系统往往不可能没有挑战。其中最常见的就是员工的抵触情绪。要缓解这种状况，需要全面的变革管理（Change Management），将所有相关人员积极纳入变革过程，并提升他们对新系统益处的认知。

　　此外，将流程调整为适应 ALM 系统的要求至关重要。企业越愿意批判性地审视现有工作流、必要时重新设计并打破既有结构，成功程度就越高。

　　在 Medtronic 神经调节团队那里，流程变革与 ALM 软件的导入同步进行。为了构建新的内部流程，公司配置了追踪器、项目、角色与工作流。Sarb Singh-Kaur 表示："我们彻底重塑了流程，并将 Codebeamer 作为推动变革的工具。不到 30 天我们就准备就绪了。"

　　另一个重要方面是数据迁移：必须谨慎迁移现有数据，并将系统与现有 IT 基础设施集成。只有这样才能确保所有重要信息保持集中、一致、随时可访问，ALM 系统才能成为规划、开发与管理的可靠基础。

　　打通软件与硬件

　　因为软件定义的电子产品仍然离不开硬件，因此必须尽可能无缝地连接软件、电子和机械三个开发团队。如果他们各自孤立工作，工程师和开发人员就需要花大量时间寻找所需信息--而且往往无法确认数据是否最新。当相关数据发生变更却无法及时查看时，错误与不一致会被延迟发现，从而导致延期与成本上升。

　　许多企业在硬件开发中已采用 PLM（产品生命周期管理）系统。通过整合 ALM 与 PLM，他们能够解决上述所有问题，使产品的数字与物理组件在全生命周期中保持一致。他们拥有一条"数字主线"（Digital Thread），有助于保障产品质量、以更高效的流程实现创新，并缩短上市时间。数字主线实现了可追溯性，从而支持需求、变更、配置与测试的管理，并确保符合法规要求。

　　嵌入式软件仍然是重要的创新驱动力。能够让团队高效协作的企业，将在创新竞赛中领先。

　　作者：

　　PTC公司CER业务发展主管 Tobias Fürtjes博士

　　PTC公司电子与高科技行业顾问 Steven Humphrey