谈谈在V模型流程中引入敏捷开发

mengmianren

汽车软件在复杂性、高可靠性、安全性要求、变更管理以及物理系统特性方面处理起来很复杂，因此汽车软件开发流程都遵循V模型模式，然而随着汽车软件的复杂性呈指数级增长，传统的V模型往往导致后期验证阶段的成本非常高，并且对后期市场和客户需求缺乏灵活性。在当前行业对自动驾驶领域需求还不够明确，以及汽车的开发周期逐渐缩短的条件下，汽车软件开发需要引入敏捷开发流程，一来其可以保证产品更早地投放市场，二来快速响应市场和客户不断变化的需求，支持汽车行业从传统制造业向以"汽车客户需求"为中心的服务型制造业转型。

敏捷开发是一种灵活的方法，它允许软件的增量开发和迭代开发，而不是在开发过程结束时一次性交付所有软件【对传统的汽车ECU，车辆量产前会进行各ECU软件冻结，供应商一次性交付所有软件，在量产后如果需要某个ECU增加新功能，供应商不会再理会的，因为之前的开发合同已到期，需要重新签开发合同，除非是出现软件bug，需要修复】。

尽管这两种方法——敏捷和V模型——都有其优点，但挑战和局限性仍然存在，尤其是在汽车软件开发方面。接下来理一理敏捷开发在汽车软件开发中的应用、其优点、挑战和局限性。以及结合使用敏捷开发和传统过程V模型的效果。

将敏捷开发集成到V模型中的第一步是分析当前V模型面临的主要挑战，以及敏捷开发所具有的优势。两者的对比如图1所示，它都描述了V模型与敏捷开发不同的处理方式。

例如，就合作方式而言，在传统的V模型项目中具有详细而全面的客户合同。到合同结束后会有带来一些问题，由于复杂项目的不确定性以及不断变化的客户需求，合同上确定的需求与实际客户需求有出入。敏捷开发则在整个项目执行过程中保持持续的客户互动，持续接收客户的反馈和变更请求，并在过程中共同开发和审查软件，就预期结果达成一致。



图1 V模型与敏捷开发对比

但是在复杂的汽车软件开发项目中融入敏捷开发是一项艰巨的任务，如何在V模型中融入？会带来哪些挑战？效果会不会如描述的那么好？这些都是问题。

将敏捷开发融入到V模型的汽车软件开发的主要手段有以下几个方面：

1、在模块级别上实现增量开发，以分解复杂性，允许用户参与并支持后期更改。

2、通过就增量冲刺的目标达成一致，而不是为软件的完整交付而谈判合同，来促进用户的参与。这将计划的范围从完整的项目时间规划细分为一个个敏捷sprint规划。

3、摆脱基于纸质（或文档）的规范，使用根据使用场景和用户故事进行验证的工作软件。



图2 在V模型开发中融入敏捷开发

下面以将敏捷开发过程中的增量开发融入到V模型开发为例子，进行详细说明。

在基于V模型的软件开发中，通过对整个软件体系结构的分层分解，定义了一组软件模块，这些模块实现了客户所需的功能。在传统的V模型中，这些模块先经过充分的开发和测试，然后集成到整个系统中，再进行测试。这个过程的最后一步是客户的验收测试。这将导致客户很晚才参与到反馈中来，从而导致很晚才提出更改请求。

敏捷开发是将模块开发分解为几个增量步骤。这些步骤是作为敏捷冲刺sprint执行的，它根据客户要求的功能以增量方式实现功能。对于每个 sprint（或一组 sprint），客户都会参与每期sprint的输出审查。这是一个挑战，因为必须将每个sprint的开发任务集成到整个系统中，如果不集成到整个系统中，客户可能无法评估软件的质量。软件在环 (SiL)或模型在环 (MiL) 可能有助于软件的验证。

上述的这些想法也跟部分主机厂的工程师进行过一些沟通，为了应对当前不断变化的需求，主机厂的工程师其实也觉得在V模型开发中融入敏捷开发的思想是可行的。

然而这种转变并非易事，因为汽车行业几十年来一直遵循V模型开发流程。相关的标准是基于这些过程的，项目管理和客户交互工作也相应进行。需要主机厂与供应商共同努力，推进这种改变。

针对汽车软件开发中引入敏捷开发来应对V模型流程的挑战，以下是我的回复：

在汽车软件开发中，面对软件复杂性、高可靠性、安全性和物理系统特性的挑战，传统的V模型流程确实存在后期验证成本高昂、缺乏市场灵活性等问题。因此，引入敏捷开发流程至关重要。敏捷开发允许软件的增量开发和迭代开发，能显著减少开发时间和成本。通过早期产品投放市场，敏捷开发能够促进快速响应市场和客户不断变化的需求。同时，敏捷开发支持汽车行业从传统制造业向服务型制造业转型，更好地满足“汽车客户需求”为中心的理念。在具体实施中，应重视持续集成和交付、跨部门协同合作、风险管理等核心要素，确保在灵活开发的同时保障产品质量和安全性。这样，汽车软件在面临多重挑战时，通过敏捷开发能够更好地适应市场需求并实现可持续发展。

开垦者

在汽车软件开发流程中引入敏捷开发对于处理复杂性、高可靠性、安全性和变更管理等问题具有显著优势。在V模型流程中，敏捷开发能够提供更高的灵活性和响应速度。

针对汽车软件的复杂性，敏捷开发通过增量开发和迭代开发的方式，将大型软件项目分解为多个小模块，每个模块独立开发、测试，有效管理复杂性。对于高可靠性、安全性和物理系统特性方面的要求，敏捷团队会紧密协作，确保软件与硬件系统的无缝集成。面对变更管理，敏捷开发能够快速响应并有效管理变更，减少后期验证阶段的成本。总之，敏捷开发在保障产品质量的同时，能够灵活应对市场和客户需求的变化，促进汽车行业向服务型制造业转型。