汽車制造業(yè)里，嵌入式軟件的潛力被白白浪費，現(xiàn)有研發(fā)模式的缺點也昭然若揭
　　
　　從手機、洗衣機，再到汽車之類的家用產(chǎn)品；從農(nóng)業(yè)機械、采礦工具再到飛機這樣的大宗產(chǎn)品，軟件開發(fā)在消費產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計程序中的地位越來越重要。
　　對那些曾經(jīng)大規(guī)模開發(fā)硬件設(shè)施的公司而言，如今的首要問題是為它們的產(chǎn)品開發(fā)出高質(zhì)量的穩(wěn)定的嵌入式軟件。在高科技商業(yè)領(lǐng)域，西門子公司聘請的工程師甚至比微軟、Oracle、SAP這些大軟件公司還多。工程化產(chǎn)品（engineered products）的核心和價值已經(jīng)從芯片轉(zhuǎn)化為編碼。
　　由于核心轉(zhuǎn)移，習(xí)慣于管理硬件開發(fā)的公司需要學(xué)習(xí)新的流程和規(guī)則來管理好軟件開發(fā)，這樣才能讓它們的流程更多產(chǎn)、軟件更穩(wěn)定。一般來說，解決一個系統(tǒng)各組成部分如何協(xié)同工作的問題時，硬件開發(fā)方面的不確定性總是少一些，大概就是某某部分關(guān)聯(lián)好了，或者沒有關(guān)聯(lián)好。軟件開發(fā)則不同，它有很多不明確的界限。因為一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)之間往往有著更多層次的關(guān)聯(lián)和更復(fù)雜的結(jié)合，在測試階段通常很難全部找到這些隱性問題。
　　要說明軟件開發(fā)的復(fù)雜性，汽車是一個不錯的例子。仔細(xì)研究一下汽車，還能為改進(jìn)嵌入式軟件的質(zhì)量和穩(wěn)定性提供借鑒并指明方向。
　　嵌入式軟件是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要驅(qū)動力，也決定著每一款車是否具有潛在價值，市場分額是否有可能增長。嵌入式軟件系統(tǒng)控制著車輛上種類繁多的應(yīng)用程序，并處理著大量完全不同的口令，比如懸架控制和衛(wèi)星導(dǎo)航——這些功能系統(tǒng)都實時地交換信息。
　　德國和日本制造商的高端車型使用了65至100個電子控制單元 (ECUs)，讓每輛汽車成為一個實時的計算網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這需要高度的穩(wěn)定性。不幸的是，關(guān)于嵌入式軟件的質(zhì)量報告卻是各式各樣的：報紙不斷地報道著種種質(zhì)量不合格和產(chǎn)品召回的消息。
　　為了提高嵌入式軟件的穩(wěn)定性，同時保全汽車品牌的聲譽，汽車制造商和供應(yīng)商們必須想辦法改進(jìn)質(zhì)量。
　　這不是件容易的事情，但是其他行業(yè)已經(jīng)有成功的例子。他們采納了更成熟的結(jié)構(gòu)、改良了設(shè)計、研發(fā)和測試的流程。比如航空航天業(yè)正在采用中央計算系統(tǒng)來促進(jìn)組件再利用，幫助企業(yè)處理復(fù)雜的系統(tǒng)，以求達(dá)到嚴(yán)格的穩(wěn)定性和質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)。在日用通信行業(yè)，手機制造商正在開發(fā)軟件協(xié)議群和應(yīng)用軟件之間的Symbian標(biāo)準(zhǔn)界面。這些方法能夠促進(jìn)制造商和供應(yīng)商之間的合作，從而加快產(chǎn)品推向市場的速度。
　　鑒于專屬優(yōu)勢（Proprietary advantage）在汽車業(yè)中至關(guān)重要，像汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)聯(lián)盟(Autosar)與日本汽車軟件標(biāo)準(zhǔn)化組織（Jaspar）這樣的機構(gòu)就很難制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。但是即使沒有標(biāo)準(zhǔn)，汽車制造商本身以及那些為大制造商供貨的企業(yè)團(tuán)體都可以努力改進(jìn)嵌入式軟件的穩(wěn)定性和汽車本身的質(zhì)量。
　　改進(jìn)軟件質(zhì)量是汽車制造商及其所依賴的零部件供應(yīng)商必須共同承擔(dān)的責(zé)任。麥肯錫正在研究嵌入式軟件的復(fù)雜性和設(shè)計選擇對汽車業(yè)乃至整個經(jīng)濟的影響，并與汽車制造商和供應(yīng)商的高層領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行研討。
　　這項工作的結(jié)果促進(jìn)了四個關(guān)鍵領(lǐng)域的聯(lián)合，它們共同的努力將推進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的質(zhì)量的改進(jìn)，以及研發(fā)帶來的產(chǎn)量提升。
　　
　　降低復(fù)雜性
　　
　　任何翻閱過一部新汽車長達(dá)500頁使用指南的人都知道：制造商每年都在為產(chǎn)品增加新的特征和賣點。汽車業(yè)應(yīng)該嚴(yán)肅地審視每一個附加特征的價值，因為這些特征的復(fù)雜性與質(zhì)量評估和保修成本息息相關(guān)。我們的研究表明，包含300個特征點的小規(guī)模項目產(chǎn)量（我們用公制來計量特征復(fù)雜的程度）比包含了30000個特征點的大項目要高出三倍。
　　汽車制造商們應(yīng)該分析顧客和評審機構(gòu)評價汽車特征的方式，再來設(shè)計汽車，以避免不必要的復(fù)雜性。比如，一個安全氣囊的供應(yīng)商意識到安全氣袋的質(zhì)量是由“ 新車評估體系”（New Car Assessment Program，一個國際性的安全與質(zhì)量評估系統(tǒng)）給與的星級來判斷的，于是他們著力于研究能在評測過程中突顯功能的軟件。
　　這樣的做法可以圈定研發(fā)的范圍，使企業(yè)能夠通過新穎的設(shè)計和消除無止境的復(fù)雜性來打擊競爭者。
　　
　　更成熟的架構(gòu)
　　
　　好的軟件架構(gòu)，即作為軟件設(shè)計基礎(chǔ)的模式和結(jié)構(gòu)，都是組合式的。它們應(yīng)當(dāng)有一個組織得很完善的分層系統(tǒng)，就像圖書館的圖書分類號，使開發(fā)者能夠?qū)�組件進(jìn)行再利用。
　　但是在實際操作中，很多嵌入式軟件開發(fā)者卻依賴于那些逐漸增加的、偶然性很強的軟件架構(gòu)，這導(dǎo)致產(chǎn)生“意大利面條”式的編碼。
　　事實上，我們的研究發(fā)現(xiàn)，嵌入式軟件的架構(gòu)是研發(fā)過程中最脆弱的部分，相比傳統(tǒng)的軟件開發(fā)的進(jìn)展，要滯后半個等級。這些缺陷必須要改正，因為軟件架構(gòu)對生產(chǎn)力有著極大的影響：越成熟的架構(gòu)越能實現(xiàn)組合式和標(biāo)準(zhǔn)化，越能對組件進(jìn)行再利用，點對點的界面也就會越少。
　　從一個成熟等級發(fā)展到另一個等級能帶來2.5倍的研發(fā)效果。在大多數(shù)情況下，質(zhì)量的改進(jìn)來自于摒棄已有的平臺，采用發(fā)展得更完備的構(gòu)架作為共同的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架。隨著標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)、硬件、綜合平臺的改良，嵌入式軟件的開發(fā)者們可以期望達(dá)到傳統(tǒng)個人電腦軟件開發(fā)商們能夠達(dá)到的更高的生產(chǎn)水平。
　　一個電信設(shè)備公司從專屬系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到嵌入式Linux架構(gòu)，發(fā)現(xiàn)后者的研發(fā)加快了6倍。一個發(fā)動機控制設(shè)備供應(yīng)商投資開發(fā)了一套更靈活、層次更豐富的架構(gòu)，將上市的時間從4個月減少至3個月。
　　
　　學(xué)點經(jīng)濟學(xué)知識
　　
　　成本的壓力會誘惑供應(yīng)商和制造商通過選擇便宜的投入來省錢，但是這種做法往往導(dǎo)致保修成本增加。硬件方面，廉價的組件更容易壞掉或者損耗。而對嵌入式系統(tǒng)而言，錯誤通常源自粗糙的設(shè)計和不充分的檢測。
　　當(dāng)供應(yīng)商和原始設(shè)備制造商們想采取低成本設(shè)計策略時，他們必須學(xué)習(xí)如何從更廣泛的標(biāo)準(zhǔn)角度來考慮問題，不能忽略復(fù)雜軟件和廉價硬件帶來的產(chǎn)品使用壽命縮短的成本。
　　一個期望降低組件成本的汽車制造商不得不分析使用廉價硬件是否真的有意義，因為這種做法會對軟件開發(fā)提出更多的要求，也有可能導(dǎo)致更多的產(chǎn)品缺陷。這種不必要的復(fù)雜性增加了保修成本，這時該公司發(fā)現(xiàn)，只有生產(chǎn)量增加到26萬輛車以上，才能保本。但是如果使用更貴一點的硬件，則可以把盈虧平衡點降至12萬輛。
　　
　　改進(jìn)研發(fā)流程
　　
　　很多使用嵌入式軟件的公司，無論是汽車制造商，還是電信設(shè)備生產(chǎn)商，抑或消費電子產(chǎn)品行業(yè)，其產(chǎn)品生產(chǎn)都有著很強的工程學(xué)傳統(tǒng)。因此，他們通常采用硬件驅(qū)動式的生產(chǎn)方式，重視物理組件，并且傾向于用機械的眼光來看待各零件如何組成整體。這樣的公司就需要改進(jìn)他們研發(fā)和整合軟件系統(tǒng)的技術(shù)。
　　在過去的20年里，軟件行業(yè)通過采取全球化的質(zhì)量測評標(biāo)準(zhǔn)，如軟件功能成熟度模型（Capability Maturity Model），或者那些以功能點為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)，使其開發(fā)方法更專業(yè)化。但是嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)卻已經(jīng)滯后于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。適合于嵌入式系統(tǒng)的軟件研發(fā)工具越來越少，已有的那些工具卻只注重設(shè)計過程的局部，而非全局。
　　由于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)要求研發(fā)人員在軟件、硬件工程和物理學(xué)方面都是專家，因此理想的操作方式應(yīng)當(dāng)包括跨功能的專家隊伍（以特征為基礎(chǔ)的研發(fā)），應(yīng)用常規(guī)模型和模擬工具的研發(fā)方法，以及時間盒（為開發(fā)者交付方案提供具體的時間限制）。通過建立跨功能的專家隊伍和時間盒，一個導(dǎo)航系統(tǒng)公司能夠?qū)⑵洚a(chǎn)量提高到產(chǎn)業(yè)平均水平的兩倍。
　　
　　改變既有觀念
　　
　　正如其他產(chǎn)業(yè)一樣，汽車產(chǎn)品質(zhì)量越來越依賴于軟件。
　　與許多其他軟件開發(fā)者相比，開發(fā)汽車業(yè)嵌入式系統(tǒng)的工程師們沒有遵循一些既有的標(biāo)準(zhǔn)，比如，衡量研發(fā)過程的產(chǎn)量（每個人、每個月的特征點），以及軟件質(zhì)量（每個特征點的缺陷）的標(biāo)準(zhǔn)，盡管這些標(biāo)準(zhǔn)曾經(jīng)在其他地方推進(jìn)過生產(chǎn)力。
　　這些開發(fā)者們?nèi)匀辉趥鹘y(tǒng)思維下辛勤勞動，以硬件為導(dǎo)向的產(chǎn)品衡量標(biāo)準(zhǔn)仍然左右著他們的思維。直到公司開始使用以軟件為導(dǎo)向的公制來衡量研發(fā)過程的績效，他們才努力改進(jìn)他們的方法，進(jìn)行正確的轉(zhuǎn)型，比如增加在軟件架構(gòu)方面的先期投資，提高軟件質(zhì)量。
　　改變既有觀念，是經(jīng)理們的另一項艱巨任務(wù)。在公司里，他們必須說服工程師們采用能夠緊密監(jiān)控產(chǎn)量的方法——很少有工程師能對此表現(xiàn)熱情。他們還必須就淘汰已有的架構(gòu)和研發(fā)程序，使用績效更佳的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行激烈的爭論。其他行業(yè)的例子能夠幫助經(jīng)理們處理這些變化，如果更多的供應(yīng)商加入這一行列推動這一進(jìn)程的話，事情肯定會容易許多。
　　在龐大的汽車供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)里，單獨的商家必須熟知他們的系統(tǒng)和其他供應(yīng)商的系統(tǒng)是如何協(xié)同工作的。專屬優(yōu)勢的確很重要，但是他們再也不能進(jìn)行黑箱操作，也不能期望制造商們鋪好所有的道路。在缺少權(quán)威的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，實現(xiàn)了系統(tǒng)整合的人將會有更多的新機會。
　　汽車制造只是一個行業(yè)（但是個極有代表性的例子），在這個行業(yè)里，嵌入式軟件的潛力被白白浪費，現(xiàn)有研發(fā)模式的缺點也昭然若揭。如果汽車業(yè)和其他行業(yè)的制造商想維護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量的聲譽，他們和他們的供應(yīng)商們必須提高嵌入式軟件的質(zhì)量，并提高其研發(fā)成果的生產(chǎn)能力，縮短推向市場的時間。

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