基于度量能力成熟度模型的組織級(jí)度量過(guò)程改進(jìn)研究

朱方洲　周偉良

摘要:文章討論了軟件企業(yè)在采用同一度量方法度量軟件過(guò)程和產(chǎn)品得到的質(zhì)量差別卻很大的現(xiàn)狀。通過(guò)分析度量能力成熟度模型及通用過(guò)程改進(jìn)模型,研究得出組織要改進(jìn)度量效果,必須把精力集中于提高度量能力。本文提出了基于度量能力成熟度模型度量過(guò)程改進(jìn)方法及流程,通過(guò)案例實(shí)施明顯地提高了公司的項(xiàng)目管理的成熟度水平,使公司產(chǎn)品研發(fā)和項(xiàng)目管理的能力得到很大程度的提升。

關(guān)鍵詞:度量能力成熟度模型;過(guò)程改進(jìn);關(guān)鍵過(guò)程域

中圖分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)22-pppp-0c

軟件度量(Software Measurement)是通過(guò)各種不同的量度(metric)對(duì)軟件生命周期中的各個(gè)元素進(jìn)行度量(Measure),它能夠?yàn)轫?xiàng)目管理者提供有關(guān)項(xiàng)目的各種重要信息,同時(shí)也是進(jìn)行大多評(píng)估活動(dòng)的基礎(chǔ),軟件度量是提高軟件品質(zhì)的一個(gè)重要方法。度量本身并不能增強(qiáng)或削弱軟件過(guò)程的自適應(yīng)能力,但它能給出對(duì)軟件過(guò)程內(nèi)、外部的清晰和明確的理解,為軟件過(guò)程管理提供決策信息。度量從計(jì)劃階段到數(shù)據(jù)采集階段再到度量應(yīng)用階段都明確體現(xiàn)了度量的過(guò)程性,度量過(guò)程既是軟件過(guò)程域的一部分,又是軟件管理過(guò)程的一部分。度量軟件產(chǎn)品、過(guò)程的質(zhì)量的高低依賴一個(gè)穩(wěn)定、有效的度量過(guò)程,度量過(guò)程本身也需要不斷改進(jìn)。

通過(guò)對(duì)采用度量決策支持系統(tǒng)的軟件研發(fā)組織的研究分析發(fā)現(xiàn),采用同一方法的不同軟件研發(fā)組織研發(fā)的軟件產(chǎn)品及過(guò)程的質(zhì)量差別卻很大,這差異的原因可能在于組織的度量能力的高低[1]。因此如何改進(jìn)度量過(guò)程是目前亟需研究的重要課題。

1 度量能力成熟度模型

通過(guò)大量度量程序案例研究得出,一些軟件組織的軟件度量能力強(qiáng)于另外一部分組織,部分原因可能在于它們度量能力的不同,例如軟件組織在軟件度量某些方面較成熟。度量能力是指組織能采用較低成本的方式度量產(chǎn)品,過(guò)程及資源的范圍,得到實(shí)現(xiàn)商業(yè)目標(biāo)所需的信息[2]。

1.1 體系結(jié)構(gòu)

度量能力成熟度模型類似于CMM,也包含五個(gè)不同組織度量能力級(jí)別。每個(gè)成熟度級(jí)別由許多需要組織實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵過(guò)程域組成,當(dāng)軟件組織實(shí)現(xiàn)第二級(jí)別的所有關(guān)鍵過(guò)程域,就認(rèn)為軟件組織達(dá)到度量能力成熟度模型的第二級(jí),當(dāng)軟件組織實(shí)現(xiàn)第二和第三所有關(guān)鍵過(guò)程域,軟件組織達(dá)到第三級(jí),依次類推。

1.2 關(guān)鍵過(guò)程域

除等級(jí)1外,每個(gè)成熟度等級(jí)被分解成幾個(gè)關(guān)鍵過(guò)程域,指明了為改進(jìn)軟件組織能力成熟度應(yīng)關(guān)注的幾個(gè)區(qū)域,關(guān)鍵過(guò)程域識(shí)別出為了達(dá)到某個(gè)成熟度等級(jí)必須解決的問(wèn)題。每個(gè)關(guān)鍵過(guò)程域識(shí)別出一串相關(guān)活動(dòng),當(dāng)這些活動(dòng)全部完成時(shí),能達(dá)到一組對(duì)增強(qiáng)度量能力至關(guān)重要的目標(biāo)。

為了使組織實(shí)現(xiàn)某個(gè)關(guān)鍵域,必須達(dá)到關(guān)鍵域上全部目標(biāo),當(dāng)在連續(xù)的基礎(chǔ)上,對(duì)所有項(xiàng)目均已達(dá)到一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域的目標(biāo)時(shí),該組織達(dá)到以此區(qū)域?yàn)樘卣鞯亩攘磕芰σ?guī)范化。

2 度量過(guò)程改進(jìn)

軟件度量過(guò)程是軟件過(guò)程中進(jìn)行確認(rèn)、定義、收集和分析度量,以用于理解、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和控制軟件過(guò)程和軟件產(chǎn)品的部分。度量過(guò)程是軟件過(guò)程不可分割的組成部分。

2.1 基于度量改進(jìn)的通用過(guò)程模型

度量的對(duì)象是軟件過(guò)程中的各項(xiàng)活動(dòng)以及各階段活動(dòng)的中間產(chǎn)物,度量過(guò)程貫穿軟件的整個(gè)生命周期。度量過(guò)程包括分析度量需求、制定度量計(jì)劃、收集度量數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等過(guò)程[3]。

圖1模型包含三個(gè)概念:組織面臨問(wèn)題或目標(biāo)、可能原因或可能的解決方案及設(shè)計(jì)度量程序或可能解決方法的實(shí)驗(yàn);四個(gè)步驟為分析、方案的實(shí)施、分析及通過(guò)可行方案解決組織的問(wèn)題或?qū)崿F(xiàn)組織目標(biāo)。該模型始于組織面臨問(wèn)題或目標(biāo),假設(shè)不考慮組織面臨問(wèn)題或目標(biāo)的大小情況。組織所遇到的問(wèn)題可能牽涉到軟件設(shè)計(jì)者或軟件組織,不論是組織還是個(gè)人,度量過(guò)程改進(jìn)都必須經(jīng)歷上述四個(gè)步驟。軟件組織首先通過(guò)自身組織的情況、相關(guān)專業(yè)知識(shí)及常識(shí)來(lái)分析所遇到的問(wèn)題,得出一個(gè)或多個(gè)可能原因;然后組織根據(jù)其研究能力、專業(yè)知識(shí)根據(jù)分析的原因推斷出其解決方案,多數(shù)情況下組織需要從多種原因中找出最可能的原因、多種方案中選出最優(yōu)的一種方案,并得出該方案需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為了收集與問(wèn)題相關(guān)重要數(shù)據(jù),軟件組織設(shè)計(jì)試驗(yàn)或建立一套度量程序;最后組織通過(guò)確定的方案實(shí)現(xiàn)組織的目標(biāo)或解決所遇到的問(wèn)題。

2.2有效度量程序關(guān)鍵要素

通過(guò)對(duì)度量成熟度模型及通用過(guò)程模型的分析,可以把M-CMM應(yīng)用到通用過(guò)程模型如下圖2所示。

分析發(fā)現(xiàn)M-CMM的所有關(guān)鍵過(guò)程域映射在通用過(guò)程模型的右半部分,這也說(shuō)明軟件組織要改進(jìn)度量效果,必須把精力集中于度量能力。如果企業(yè)的目標(biāo)并沒(méi)有定位于M-CMM之內(nèi),從度量的觀點(diǎn)它們的目標(biāo)是可以變化的。度量過(guò)程首先必須把企業(yè)目標(biāo)轉(zhuǎn)換成度量目標(biāo),最終再把收集的數(shù)據(jù)及反饋情況解釋給軟件組織。

3 組織級(jí)軟件度量過(guò)程改進(jìn)實(shí)現(xiàn)

軟件度量過(guò)程改進(jìn)的建立需要在組織的環(huán)境中進(jìn)行考慮,創(chuàng)建組織級(jí)的軟件度量過(guò)程改進(jìn)需要將軟件度量與組織標(biāo)準(zhǔn)的軟件過(guò)程集成在一起,使軟件度量成為組織軟件開(kāi)發(fā)活動(dòng)中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐[4]。不同的組織由于其目標(biāo)不同,所選擇的測(cè)量元是不同的。但是在不同的組織會(huì)擁有一些相同的度量模式。

3.1 度量過(guò)程改進(jìn)的目標(biāo)

在任何一個(gè)軟件組織中,組織實(shí)施過(guò)程改進(jìn)都需要花費(fèi)很大的人力、物力和財(cái)力,并學(xué)習(xí)采用新的過(guò)程。此外,還需要購(gòu)置輔助工具(軟件支持系統(tǒng))、對(duì)員工進(jìn)行相應(yīng)的專業(yè)培訓(xùn)、度量及邀請(qǐng)專家現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)。通過(guò)過(guò)程改進(jìn),軟件組織達(dá)到本組織所需要的目標(biāo),如企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)革新及高效的開(kāi)發(fā)能力、產(chǎn)品的質(zhì)量及效率、客戶的高滿意度及減少成本等等。

為了有效實(shí)現(xiàn)組織的改進(jìn)目標(biāo),應(yīng)用卡普蘭和諾頓提出了平衡積分卡(The Balanced Scorecard,簡(jiǎn)稱BSC)理論,提出了平衡積分卡度量框架[5],提供了一些相關(guān)的問(wèn)題和度量去判定組織的目標(biāo)和策略實(shí)現(xiàn)情況。它擴(kuò)展了軟件組織評(píng)價(jià)業(yè)績(jī)的指標(biāo)體系,不僅圍繞財(cái)務(wù)層面,而且還包括了顧客層面、內(nèi)部經(jīng)營(yíng)層面和學(xué)習(xí)成長(zhǎng)層面。對(duì)平衡積分卡的度量指標(biāo)進(jìn)行篩選時(shí),不但要遵循 SMART原則(即具體的Specific;可度量的 Measurable;可實(shí)現(xiàn)的Attainable;現(xiàn)實(shí)的 Realistic;有時(shí)限的Time—bound),而且要求各層面及各層面指標(biāo)之間呈因果鏈關(guān)系。上述四個(gè)方面主要內(nèi)容:

1) 財(cái)務(wù)層面:商業(yè)目標(biāo)及從項(xiàng)目所得利潤(rùn)。

2) 客戶滿意度:內(nèi)、外部客戶的滿意度,主要有性價(jià)比、平均故障時(shí)間及請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間等。

3) 軟件開(kāi)發(fā)層面:軟件需求分析、開(kāi)發(fā)、維護(hù)及服務(wù)過(guò)程的實(shí)踐及方法的改進(jìn),也包括組織人力資源的管理及協(xié)調(diào)能力的提高。

4) 學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)層面:組織開(kāi)發(fā)能力的提高,如全體職員的技術(shù)技能,領(lǐng)域知識(shí)的層次及員工的斗志等。

為達(dá)到改進(jìn)目標(biāo),可度量的指標(biāo)如下表:

通過(guò)這些改進(jìn)轉(zhuǎn)化為對(duì)現(xiàn)有和潛在客戶業(yè)務(wù)的擴(kuò)大,并最終轉(zhuǎn)化為財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)的提高,即達(dá)到既定的目標(biāo)。

3.2 過(guò)程改進(jìn)的計(jì)劃

通常,軟件組織進(jìn)行過(guò)程改進(jìn),是由于軟件開(kāi)發(fā)組織在管理過(guò)程中存在著問(wèn)題,有改進(jìn)的需要。典型的問(wèn)題如顧客的不滿、軟件的質(zhì)量缺陷、預(yù)算范圍內(nèi)無(wú)法按時(shí)交貨和過(guò)度返工,如果軟件組織的各層次人員都感覺(jué)到存在這些問(wèn)題,推動(dòng)過(guò)程改進(jìn)計(jì)劃是比較有力的,得到組織中高層領(lǐng)導(dǎo)或高層管理的支持和參與的過(guò)程改進(jìn)是比較易于實(shí)施和推廣的。制定度量過(guò)程的計(jì)劃包括兩個(gè)方面的活動(dòng),一個(gè)是確認(rèn)范圍,一個(gè)是定義程序步驟[6]。確認(rèn)范圍根據(jù)是要明確度量需求的大小,以限定一個(gè)適合于企業(yè)本身需求的度量過(guò)程。因?yàn)樵谡麄€(gè)度量過(guò)程中是需要花費(fèi)人力物力等有限資源的,不切實(shí)際的大而全或不足以反映實(shí)際結(jié)果的需求都會(huì)影響度量過(guò)程的可靠性以及企業(yè)的發(fā)展能力。在確認(rèn)了范圍后,就需要定義操作及度量過(guò)程的步驟,在構(gòu)造的同時(shí)建立過(guò)程改進(jìn)計(jì)劃書(shū)。計(jì)劃書(shū)主要內(nèi)容如下表:

根據(jù)組織的戰(zhàn)略不同,改進(jìn)的目標(biāo),管理優(yōu)先級(jí),實(shí)踐運(yùn)行的層次,實(shí)施每次實(shí)踐對(duì)組織的價(jià)值也不相同。軟件工程過(guò)程組必須確定那些需要作過(guò)程改進(jìn),如何實(shí)現(xiàn)更改,以及如何獲得所需要的改進(jìn)。在實(shí)施計(jì)劃時(shí),過(guò)程組可以用度量成熟度模型的不同階段和關(guān)鍵領(lǐng)域來(lái)構(gòu)造部門可操作的行動(dòng)計(jì)劃和定義軟件過(guò)程。

3.3 建立過(guò)程改進(jìn)的組織架構(gòu)

設(shè)置過(guò)程改進(jìn)的角色和職責(zé)是啟動(dòng)和規(guī)劃過(guò)程改進(jìn)的一個(gè)關(guān)鍵部分。有些場(chǎng)合的討論會(huì)、工作組、或領(lǐng)導(dǎo)班子能夠承擔(dān)這些角色和職責(zé)。支持過(guò)程改進(jìn)的基礎(chǔ)架構(gòu)取決于多種因素,其中包括該組織的文化和規(guī)模,多樣性的軟件群體,和軟件過(guò)程改進(jìn)的方式選擇。

最好的基礎(chǔ)架構(gòu)和組織的各層次都有良好的協(xié)調(diào)配合。通常有三個(gè)或四個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)因素。

SEPG(Software Engineering Process Group)是指由軟件過(guò)程專家組成的團(tuán)隊(duì),負(fù)責(zé)在軟件組織內(nèi)推動(dòng)和促進(jìn)軟件過(guò)程改進(jìn)。

進(jìn)程行動(dòng)小組(Process Action Teams)是指由項(xiàng)目經(jīng)理和軟件工程師組成的團(tuán)隊(duì),負(fù)責(zé)軟件開(kāi)發(fā)和改進(jìn)任務(wù),通常由SEPG和一些兼職專家領(lǐng)導(dǎo),任務(wù)一旦完成一般就解散的團(tuán)體。

度量專組應(yīng)該利用真實(shí)的項(xiàng)目對(duì)度量過(guò)程進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整,然后才能將該過(guò)程應(yīng)用到整個(gè)組織中去,專組應(yīng)確保所有的項(xiàng)目都能理解并執(zhí)行度量過(guò)程,并幫助他們實(shí)現(xiàn)具體的細(xì)節(jié)。專組根據(jù)度量總結(jié)報(bào)告步審視度量過(guò)程是否滿足了企業(yè)的目標(biāo)需求,在進(jìn)一步確認(rèn)后應(yīng)進(jìn)行文檔化管理,使其成為企業(yè)組織軟件標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中的一部分,同時(shí)定義工作的模板,角色,以及責(zé)任,今后組織按照已經(jīng)定義的度量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行過(guò)程的實(shí)施。

3.4 過(guò)程改進(jìn)的實(shí)施

過(guò)程的實(shí)施也包括兩方面的活動(dòng),一個(gè)是數(shù)據(jù)的采集,一個(gè)是數(shù)據(jù)的分析。數(shù)據(jù)的采集根據(jù)已定義的度量操作進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,記錄及存儲(chǔ)。此外,數(shù)據(jù)還應(yīng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男ｒ?yàn)以確認(rèn)有效性。在進(jìn)行該項(xiàng)活動(dòng)時(shí)應(yīng)具有一定的針對(duì)性,對(duì)于不同的項(xiàng)目或活動(dòng)所需要的實(shí)際數(shù)據(jù)量是有差別的,而且對(duì)活動(dòng)狀態(tài)的跟蹤也是非常重要的。

數(shù)據(jù)的分析包括分析數(shù)據(jù)及準(zhǔn)備報(bào)告,并提交報(bào)告,當(dāng)然進(jìn)行評(píng)審以確保報(bào)告足夠的確實(shí)性是有必要的。這些程序步驟可能會(huì)需要更新,因?yàn)閳?bào)告可能沒(méi)有為使用者提供有益的幫助或使用者對(duì)報(bào)告中的內(nèi)容不理解,在這兩種情況下,都應(yīng)回饋并更新度量過(guò)程以再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3.5 持續(xù)過(guò)程的改進(jìn)

過(guò)程的改進(jìn)是一個(gè)不斷持續(xù)的過(guò)程。我們應(yīng)建立一種機(jī)制便于過(guò)程小組把有助于過(guò)程改進(jìn)的方法反饋給SEPG,并應(yīng)用與將來(lái)的過(guò)程改進(jìn)策略和計(jì)劃[7]。以外,對(duì)度量過(guò)程本身進(jìn)行評(píng)估,報(bào)告的使用者會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行反饋。這些反饋可能來(lái)自其他的活動(dòng),但一般都會(huì)溶入到度量過(guò)程新一輪的生命周期中去,對(duì)度量過(guò)程進(jìn)行新的確認(rèn)及定義。在整個(gè)改進(jìn)過(guò)程中不斷地根據(jù)反饋進(jìn)行監(jiān)督,并建立有效的項(xiàng)目管理工具集、有效的軟件開(kāi)發(fā)工具集、有效的質(zhì)量保證和測(cè)試工具、有效的軟件過(guò)程和方法、有效的組織結(jié)構(gòu)及高效的管理者隊(duì)伍,以提高組織的競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)企業(yè)階段目標(biāo)及終極目標(biāo)。

4 總結(jié)

軟件過(guò)程改進(jìn)是提高軟件組織開(kāi)發(fā)能力的重要途徑,它具有的漸進(jìn)性、系統(tǒng)性、長(zhǎng)期性等特征,客觀上需要在軟件研發(fā)過(guò)程中持續(xù)地積累和有效地應(yīng)用,通過(guò)在項(xiàng)目的實(shí)施,過(guò)程改進(jìn)取得了一定的成果,明顯地提高了公司的項(xiàng)目管理、度量能力的成熟度,增強(qiáng)了項(xiàng)目管理的可視性和可預(yù)測(cè)性,降低了項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn),提高了客戶的信任感和滿意度。

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