2024年10月23日，2023年度上海市科学技术奖公布，隆重表彰为上海科技事业和现代化建设作出突出贡献的科技工作者。在华东师大软件工程学院创院院长何积丰院士的指导下，由学校牵头的《高安全嵌入式控制软件全生命周期关键开发技术与环境》项目荣获上海市技术发明一等奖。

▲ 团队主要成员合影

聚焦“安全可信”引领科技创新高峰

习近平总书记指出，基础软硬件、开发平台等瓶颈仍然突出，要努力实现关键核心技术自主可控。作为航空航天等重要领域关键装备的核心，用于控制关键设备行为的嵌入式控制软件出现安全问题将会引发重大经济损失或人员伤亡。对我国而言，以软件建模、测试与验证工具为代表的软件生产环境基础工具长期被国外垄断。

2014年，项目团队萌发了一个想法，就是要探索构建高安全、高可信的工业嵌入式控制软件开发方法和支撑工具。“我国高安全嵌入式软件开发核心工具及环境严重受制于人，迫切需要‘能用、管用、好用’的国产设计研发类工业软件。”

在科技部、国家自然科学基金委员会、上海市科委和上海市经信委在内的多方支持下，在学校、学院的关心和指导下，项目团队从基础理论入手，经过在产业界与学术界的长期探索与大量实践，突破了嵌入式软件开发需求精确表达、设计缺陷有效发现、复杂代码高效测试等核心关键技术，研发了具有完全自主知识产权的高安全嵌入式控制软件开发环境，实现了对三款国外关键软件开发工具的替代和超越，形成了国内首款嵌入式控制软件全生命周期的模型驱动开发基础软件工具集，摆脱了我国在该领域严重受制于人的局面。

▲ 项目形成的工业软件产品

实现“自主可控”护航关键领域安全

国内外学术研究和产业实践表明，保障软件的安全可靠需要对软件开发生命周期阶段产物进行分析与验证，尽可能在软件开发早期消除缺陷。经十余年协同创新，项目第一完成单位华东师大依托上海工业控制安全创新科技有限公司实现了从学术成果到工具产品的技术转化与落地，并联合中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院（上飞院）、中国航发商用航空发动机有限责任公司（中国航发商发）、中国航空无线电电子研究所（中航工业615所）、北京控制工程研究所（航天五院502所）和上海交通大学开展技术攻关，极大程度解决了形式化需求建模方法缺失、软件设计缺陷发现难、代码实现测试效率低等“卡脖子”难题，走出了一条“高校—新型研发机构—行业用户”的新型协同创新之路。

为确保C919飞机按期取证和交付运行，华东师大联合上飞院针对C919飞机软件开发验证以及适航取证工作中的技术难点，提出了符合中国国情的软件符合性方法，极大地加快了国产大型飞机研制和取证进度。在C919大型客机项目试飞取证的决战决胜时刻，中国商飞公司专门向华东师范大学发来感谢信。

多年来，华东师大与中国航发商发深入合作，开发的相应支撑工具成功应用于中国航发商发的发动机控制软件研制过程中，有效提升了软件安全性，支撑了国产航空发动机研制等一批重要任务。在与中航工业615所的合作过程中，双方通过运用相关测试工具并优化软件验证方法，保证了开发的机载航空电子系统的研制和交付，为多个重大装备和民机型号的研制做出了重大贡献。

由航天五院502所协同华东师大围绕形式化建模与验证所获研究成果，保障了“嫦娥五号”着陆器和上升器等为代表的探测器软件的需求与代码正确性，有效提升了软件开发质量和效率。在上海交通大学的协同下，嵌入式车载操作系统智能控制模块的安全可靠性得到了保障。

在安全攸关领域众多头部企业看来，本项目的技术创新取得了显著的社会和经济效益，为国民经济发展和国防建设做出了重要贡献，亦使他们“对打破国外同类软件产品的垄断更添信心”。

坚持“科教融汇”

赋能拔尖人才培养

漫漫科研路，矜矜育人心。

项目研究期间，相关技术成果取得授权发明专利16项、软件著作权23项，出版专著1部，发表高水平论文36篇；获科技部“核高基”和国家自然科学基金等国家和省部级及重要企业项目资助，中国计算机学会技术发明一等奖、上海市高新技术成果转化自主创新十强等重要奖励，形成的工业软件产品入选上海市及国家重要国产产品名录，有力支撑国家战略和上海全球科创中心建设。

华东师大通过科学研究和关键技术突破形成了人才高地效应，并向产业界提供持续的人才培养服务，实现“产教学研”深层次融合。近三年来，面向航空领域，学校为民机产业开展软件安全开发方法及适航审定取证等培训，为民机产业培养了众多适航标准领域的人才；与中国商飞、中国电子科技集团等近10家重要企业签订联合培养协议，围绕软件的高安全开发方法联合培养工程博士。

▲ 项目团队成员、华东师大软件工程学院教授级高级工程师蔡喁为上飞院青年工程师做机载软件培训

研发高水平国产工业软件是维护国家安全的重要手段，更是实现中国式现代化的必由之路。项目团队将以滴水湖国际软件学院建设发展为契机，一如既往地紧密围绕国家和地方发展战略，聚焦软件高安全开发方法和工具研发，为重大国家级技术攻关提供共性技术，通过协同创新和产业化应用形成国产软件人才和产业的集聚效应，引领我国国产软件工具产业发展，形成有中国特色的“高安全软件”品牌效应。

项目主要完成单位

华东师范大学

上海工业控制安全创新科技有限公司

中国商用飞机有限责任公司

上海飞机设计研究院

中国航发商用航空发动机有限责任公司

中国航空无线电电子研究所

北京控制工程研究所

上海交通大学

项目主要完成人

蒲戈光、张民、李钦、缪炜恺、顾斌、郭建、蒋君仁、殷锴、肖前远、蔡喁、冯劲草、王江涛、赵涌鑫、许成伟、宋海涛