郭昱慧

（威馬汽車科技集團(tuán)有限公司成都研究院 四川省成都市 610000）

近幾年來隨著節(jié)能、數(shù)字化等話題不斷的強(qiáng)化；電動(dòng)機(jī)逐步崛起，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)逐漸淘汰；5G 逐步落地，自動(dòng)駕駛迅速發(fā)展。全球汽車產(chǎn)業(yè)不斷變革，并逐步走向“新四化”維度——電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化。伴隨著“新四化”的深入發(fā)展，軟件和整車電子架構(gòu)正在重新定義汽車行業(yè)。2019年中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)，匯集了來自汽車領(lǐng)域的專家們在大會(huì)上深度探討5G、人工智能、智能網(wǎng)聯(lián)、汽車輕量化、新能源、安全與檢測等熱點(diǎn)話題。預(yù)言未來的汽車將成為搭載全新差異化元素的平臺。[1]這種差異化元素可能包括最新的車載娛樂系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛和智能安全等以“高容錯(cuò)性”為根本的功能。[1]軟件將通過智能傳感器與硬件整合，進(jìn)一步深入數(shù)字堆棧。[1]

在需求多樣化和技術(shù)復(fù)雜化的時(shí)代，項(xiàng)目的成功率將成為各大企業(yè)的決勝因素。Stacey Matrix 是Ralph Douglas Stacey 為了整合主流管理理論與復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)，提出的一個(gè)圖表。該圖表說明了決策和控制的適當(dāng)形式取決于所面臨的變化情況的性質(zhì)。如圖1 所示是Zimmerman 改良版的Stacey Matrix。橫坐標(biāo)是確定性程度與確定或定義原因和影響之間的聯(lián)系有關(guān)度，即技術(shù)層面的復(fù)雜度；縱坐標(biāo)是團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)與組織之間就問題或決策達(dá)成一致的程度，即需求層面的復(fù)雜度。隨著技術(shù)和需求的復(fù)雜性不斷提高，人們利用過去的經(jīng)驗(yàn)來計(jì)劃未來的行動(dòng)并達(dá)到預(yù)期效果的思路將越來越模糊甚至混亂。為了降低復(fù)雜度并提高產(chǎn)品的成功率，定義過程（傳統(tǒng)）和經(jīng)驗(yàn)過程（敏捷）已成為各大企業(yè)的不二選擇。但當(dāng)定義過程的復(fù)雜度過高的時(shí)候，采用經(jīng)驗(yàn)過程將更為合適。表1 所示定義過程與經(jīng)驗(yàn)過程的原則對比。

本文將傳統(tǒng)汽車電子元器件開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程與敏捷思想（Scrum）相結(jié)合，提出一種基于Scrum 的汽車電子元器件開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程，旨在加快產(chǎn)品交付速度、保證產(chǎn)品軟硬件質(zhì)量以及產(chǎn)品穩(wěn)定可靠，為工程實(shí)踐過程中敏捷開發(fā)部分提供參考。

1 Scrum

1.1 Scrum定義

Scrum 是目前應(yīng)用最廣泛和最受人歡迎的敏捷思想，它包括一系列實(shí)用原則、組織價(jià)值觀和復(fù)雜工作管理方案。Scrum 是scrummage 的縮寫，源自英式橄欖球的一種打法：兩組前鋒面對面排成緊湊的隊(duì)形，試圖將被扔在他們之間的球踢回給隊(duì)友。1986年作者Hirotaka Takeuchi 和 Ikujiro Nonaka 在《哈佛商業(yè)評論》里的一篇文章中，將高績效、跨職能的團(tuán)隊(duì)與橄欖球隊(duì)使用的Scrum形式進(jìn)行了類比。

盡管Scrum 源自于軟件開發(fā)，但現(xiàn)如今它作為一種輕量級的框架，運(yùn)用于各行各業(yè)來交付復(fù)雜、創(chuàng)造性的產(chǎn)品和服務(wù)。Scrum 主要幫助人們解決復(fù)雜的適應(yīng)性問題，重點(diǎn)關(guān)注短期創(chuàng)造性的交付可能具有最高價(jià)值的商業(yè)價(jià)值。雖然Scrum 容易理解，但卻很難掌握。

1.2 Scrum 原理

Scrum 依賴于經(jīng)驗(yàn)過程控制理論。經(jīng)驗(yàn)主義認(rèn)為：知識源自經(jīng)驗(yàn)，決定基于已知的事物。它采用迭代、增量的方法來優(yōu)化可預(yù)測性和控制風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)施經(jīng)驗(yàn)過程控制的三大支柱是透明、審視和適應(yīng)。

透明：要求所有定義的方面都必須有一個(gè)共同的準(zhǔn)則（標(biāo)準(zhǔn)），以至于檢視者對于他們所看到的事物有一個(gè)共同的理解。

表1：定義過程與經(jīng)驗(yàn)過程

表2：Scrum 事件

表3：Scrum 工件

圖1：Zimmerman 改良版Stacey Matrix

審視：為了防止偏離期望的過程或者最終產(chǎn)品，需要人們定期檢查。審視工作應(yīng)分時(shí)間段進(jìn)行，但不能過度頻繁以至于妨礙正常的工作開展。

適應(yīng)：當(dāng)監(jiān)測者發(fā)現(xiàn)在工作實(shí)施過程中有一項(xiàng)或者多項(xiàng)目標(biāo)超出了可接受的范圍，或者產(chǎn)品結(jié)果不可接受時(shí)，實(shí)施過程或者資源必須要進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

圖2：ASPICE 實(shí)現(xiàn)引擎

圖3：基于Scrum 的汽車電子元部件開發(fā)過程

1.2.1 Scrum 價(jià)值觀

承諾、勇氣、專注、開放、尊重是Scrum 團(tuán)隊(duì)的價(jià)值觀。只有當(dāng)五大價(jià)值觀全面融于整個(gè)團(tuán)隊(duì)及組織的時(shí)候，經(jīng)驗(yàn)過程三大支柱才能被賦予生命并創(chuàng)建團(tuán)隊(duì)成員之間的信任。

承諾：Scrum 團(tuán)隊(duì)只需要承諾他們估算能完成的內(nèi)容。

勇氣：Scrum 團(tuán)隊(duì)需要有勇氣去面對阻礙他們成功的問題，勇敢的說不并尋求幫助，或者嘗試新的事物。

專注：Scrum 團(tuán)隊(duì)無論開始什么，他們都必須專注這項(xiàng)內(nèi)容并完成。

開放：Scrum 團(tuán)隊(duì)要持續(xù)尋找新思想和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，當(dāng)團(tuán)隊(duì)需要幫助的時(shí)候應(yīng)表現(xiàn)出需求。

尊重：Scrum 團(tuán)隊(duì)成員需相互尊重，尊重彼此的想法，認(rèn)可彼此的成就，偶爾允許對方度過糟糕的一天。

1.2.2 Scrum 團(tuán)隊(duì)

Scrum 團(tuán)隊(duì)由一位產(chǎn)品負(fù)責(zé)人(Product Owner)、開發(fā)團(tuán)隊(duì)(Development Team)和Scrum Master 三部分共同組成。Scrum 團(tuán)隊(duì)是自組織和跨職能的。Scrum 團(tuán)隊(duì)模型旨在優(yōu)化靈活性、創(chuàng)造性及生產(chǎn)力。

產(chǎn)品負(fù)責(zé)人：負(fù)責(zé)從開發(fā)團(tuán)隊(duì)工作產(chǎn)品中最大化產(chǎn)品價(jià)值，且必須是一個(gè)人。

開發(fā)團(tuán)隊(duì)：由專業(yè)人員組成，負(fù)責(zé)每個(gè)沖刺結(jié)束時(shí)，交付潛在可發(fā)布的“已完成”的產(chǎn)品增量。

Scrum Master: 負(fù)責(zé)推進(jìn)和支持Scrum 定義的工作事務(wù)，幫助團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員理解Scrum 理論，實(shí)踐，規(guī)則和價(jià)值觀。

1.2.3 Scrum 事件

Scrum 中使用規(guī)定的事件來創(chuàng)建規(guī)則，并最小化對Scrum 中未定義的會(huì)議需求。Scrum 中定義了四個(gè)事件：沖刺計(jì)劃、每日站立會(huì)、沖刺評審、沖刺回顧。如表2 所示。

1.2.4 Scrum 工件

Scrum 工件代表著團(tuán)隊(duì)工作或者價(jià)值，賦予審視和適應(yīng)兩大支柱一個(gè)透明的機(jī)會(huì)。工件包括產(chǎn)品積件(Product Backlog)、沖刺積件(Sprint Backlog)、產(chǎn)品增量(Increment)。如表3 所示。

1.2.5 沖刺

圖4：Scrum 團(tuán)隊(duì)單次沖刺過程

沖刺（Sprint）是Scrum 的核心，也是Scrum 團(tuán)隊(duì)工作的一個(gè)工作時(shí)間盒，每次沖刺都應(yīng)保持在1 周到一個(gè)月之間。沖刺必須是連續(xù)的，一個(gè)接一個(gè)的，從而保證一個(gè)穩(wěn)定的、固定的項(xiàng)目節(jié)奏。每次沖刺都以開發(fā)計(jì)劃為起點(diǎn)，以評審已完成的工作和額外的評審團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式為終點(diǎn)。每次沖刺都由整個(gè)Scrum 團(tuán)隊(duì)共同完成整個(gè)產(chǎn)品或項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)增量。每個(gè)完成的增量必須是潛在可釋放的，也就是每一個(gè)增量必須是在沖刺結(jié)束后經(jīng)過充分測試和充分認(rèn)可的。

2 電子元器件開發(fā)過程

質(zhì)量專家戴明博士說過：“如果你不能描述做事情的過程，那么你就不知道你在做什么”。過程是產(chǎn)品開發(fā)過程中有能力的工程師和先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合的紐帶，因此產(chǎn)品開發(fā)過程直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和研發(fā)。

2.1 ASPICE

ASPICE(Automotive software process improvement and capacity determination) 興起于歐洲，于2005 年由AutoSIG 發(fā)布，是SPICE（ISO/IEC15504）在汽車行業(yè)的衍生標(biāo)準(zhǔn)，作為一種用于改進(jìn)和評估機(jī)電系統(tǒng)開發(fā)過程的標(biāo)準(zhǔn)，從安全及安保的角度支持關(guān)鍵產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，主要關(guān)注汽車行業(yè)的軟件改進(jìn)和能力測定。廣泛用于整車廠和供應(yīng)企業(yè)自身的過程能力改進(jìn)，以及對供應(yīng)商的風(fēng)險(xiǎn)評估。

ASPICE 的管控過程分為3 類：主要生命周期過程、組織生命周期過程和支持生命周期過程。隨著需求和應(yīng)用場景的多樣化，機(jī)械及電子元器件部分越來越受各大廠家的關(guān)注，圖2 是Automotive SPICE 第三版的“插件概念”階段的過程。整個(gè)階段貫穿項(xiàng)目管理(MAN.3)、風(fēng)險(xiǎn)管理(MAN.5)、重用項(xiàng)目管理(REU.2)、供應(yīng)商監(jiān)管(ACQ.4)、質(zhì)量保證(SUP.1)、文檔管理(SUP.7)、配置管理(SUP.8)、問題解決管理(SUP.9)、變更需求管理(SUP.10)。左上角是硬件設(shè)計(jì)V 模型，右上角是軟件設(shè)計(jì)V 模型，正下方分別是機(jī)械設(shè)計(jì)V模型、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)V 模型以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)V 模型。最中間的三個(gè)V 模型組成的是組件及單元級別的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程，中間靠外側(cè)的是域子系統(tǒng)級別的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程，最外側(cè)的是系統(tǒng)級別的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程。其中每一個(gè)V 模型中都包含需求分析階段、架構(gòu)設(shè)計(jì)階段、單元及集成測試階段、質(zhì)量測試階段。

2.2 基于Scrum的電子元器件開發(fā)過程

在Scrum 理論及事件的基礎(chǔ)上，借鑒ASPICE 的過程控制方案，構(gòu)造出一種基于Scrum 的汽車電子控制器開發(fā)過程，如圖3 所示。在整個(gè)控制器開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程中，傳統(tǒng)的開發(fā)過程是以整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃為基線對產(chǎn)品進(jìn)行審視、監(jiān)控及產(chǎn)品輸出反饋；而Scrum 則是以沖刺為單位，將整個(gè)項(xiàng)目根據(jù)商業(yè)價(jià)值拆分為多個(gè)子計(jì)劃，采用固定的時(shí)間、固定的方式對產(chǎn)品迭代產(chǎn)出，并由多個(gè)沖刺連續(xù)拼接出最終的整個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃，即增加了項(xiàng)目的審視和監(jiān)控過程的次數(shù)，縮短整個(gè)產(chǎn)品反饋時(shí)間間隔，保證項(xiàng)目計(jì)劃實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

每個(gè)沖刺都要經(jīng)歷沖刺計(jì)劃會(huì)、每日站立會(huì)、沖刺評審會(huì)及沖刺回顧會(huì)四個(gè)正式的會(huì)議。為了保證需求更加明確以及計(jì)劃規(guī)劃的更為合理，Scrum 啟動(dòng)了一項(xiàng)非正式會(huì)議——產(chǎn)品積件精化會(huì)議，該會(huì)議由產(chǎn)品負(fù)責(zé)人和團(tuán)隊(duì)成員采用私下的碎片時(shí)間進(jìn)行產(chǎn)品積件的細(xì)化溝通。每個(gè)正式的會(huì)議都需要按順序、持續(xù)連貫的開展，從計(jì)劃到每日隊(duì)員自省和團(tuán)隊(duì)同步，再到產(chǎn)品增量驗(yàn)收，最后團(tuán)隊(duì)回顧反思優(yōu)化。整個(gè)沖刺過程給團(tuán)隊(duì)提供了一個(gè)全員跨職能和自管理的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)產(chǎn)品及團(tuán)隊(duì)呈現(xiàn)一種螺旋上升的趨勢。

傳統(tǒng)的開發(fā)流程采用多職能部門分工項(xiàng)目的瀑布式開發(fā)方式，往往在同一個(gè)產(chǎn)品層面無法打破“部門墻”，并充分的調(diào)動(dòng)各個(gè)開發(fā)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)的資源。而Scrum 采用自組織和跨職能團(tuán)隊(duì)，即每一個(gè)開發(fā)團(tuán)隊(duì)所具備的職能必須要包括完成該產(chǎn)品增量所具備的所有技能。因此輕而易舉的解決了資源固定，難以流動(dòng)的問題。為了確保團(tuán)隊(duì)的靈活性和生產(chǎn)力，Scrum 要求開發(fā)團(tuán)隊(duì)人數(shù)控制在3 到9 人。然而，在實(shí)際項(xiàng)目中，一個(gè)項(xiàng)目往往需要多個(gè)Scrum 團(tuán)隊(duì)共同完成。

每個(gè)Scrum 團(tuán)隊(duì)在單次沖刺過程中，將ASPICE 中提及的電子元器件部分的開發(fā)過程與Scrum 的工件相結(jié)合。如圖4 所示。與傳統(tǒng)的瀑布式開發(fā)V 模型不同，Scrum 要求所有職能人員同步開發(fā)制造產(chǎn)品增量，即形成一個(gè)洋蔥式的同步開發(fā)方式。以此來縮短各個(gè)職能工作之間的交互等待時(shí)間，給各個(gè)職能部分提供一個(gè)持續(xù)高效溝通空間。

3 結(jié)論

本文闡述了Scrum 思想下的價(jià)值觀、團(tuán)隊(duì)、工件、事件，及ASPICE 提出的電子元器件部分的管控過程。提出了一種基于Scrum 的敏捷思想的電子控制器的開發(fā)流程，解決汽車電子控制器研制過程中產(chǎn)品需求多樣化、開發(fā)周期短等問題，在保證電子控制器的研制效率和快速并高滿意度的滿足客戶需求的同時(shí)，縮減不必要的資源開支及流程，幫助企業(yè)更好更快的占領(lǐng)市場。

汽車電子控制器研制項(xiàng)目開展過程中可根據(jù)軟件工程中的相關(guān)實(shí)際情形，形成適用于具體情況的本地化敏捷開發(fā)規(guī)則，并在工程實(shí)踐中有效、充分的實(shí)施，對提高我國汽車電子控制器的研制效率有著重要的意義。該敏捷思想已經(jīng)在全球的汽車整車廠及零部件廠商的電子控制器研制過程中廣泛推廣和實(shí)施。