鐵路應用軟件開發(fā)需要解決好的幾個問題

劉衛(wèi)國

（鐵道部 信息辦，北京 100844）

在鐵路信息化建設過程中，圍繞運輸組織、客貨營銷、經(jīng)營管理等領域，各單位、各部門組織開發(fā)了許多應用軟件，其中有好的軟件產(chǎn)品，也確有開發(fā)質(zhì)量不高、應用效果不佳的軟件，影響了系統(tǒng)應用效果。本文旨在結合鐵路應用軟件開發(fā)工作實際，就影響軟件開發(fā)質(zhì)量幾個突出問題進行一些探討，以期引起大家的關注，共同研究解決這些問題，提高鐵路應用軟件開發(fā)質(zhì)量。

1 軟件的特點及軟件開發(fā)中的問題

從軟件的基本構成要素來看，軟件是與計算機系統(tǒng)操作有關的程序、規(guī)程、規(guī)則及其任何與之有關的文檔。

軟件作為一種邏輯實體，具有下列特點：

抽象性：軟件產(chǎn)品不是實物產(chǎn)品，其可見性差。

嚴密性：軟件產(chǎn)品無正品和次品之分，不存在誤差，誤差即是錯誤。

一次性：任何軟件的研制都是一個新的開發(fā)過程，即一次性的、創(chuàng)造性的勞動。軟件的成批生產(chǎn)只不過是簡單的復制。

智力性：軟件研制主要是靠人的腦力勞動。軟件研制的絕大部分工作是靠人來完成的。

持久性：軟件產(chǎn)品的質(zhì)量與使用時間的長短無關，即軟件產(chǎn)品無磨損性。因此，軟件產(chǎn)品的故障不能用普通產(chǎn)品更換零部件的方法來解決。

依賴性：軟件的復雜性既來自它所處理的實際問題的復雜性，又來自程序邏輯結構本身的復雜性。因此，軟件技術的發(fā)展經(jīng)常是落后于人們對軟件的需求。

難以度量：目前對智力勞動尚無有效的度量方法，而軟件研制又是典型的智力勞動，因此，難以對其進行度量。

易出錯：軟件生產(chǎn)過程涉及一系列的“信息轉(zhuǎn)移”，在有信息轉(zhuǎn)移的環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生信息轉(zhuǎn)移的錯誤。

必須維護：軟件產(chǎn)品在交付使用后，可能需要經(jīng)常更改，因而軟件維護是軟件工程一個必不可少的階段。

成本昂貴：軟件產(chǎn)品研制需要投入大量的、復雜的、高強度的腦力勞動，其成本是非常高的。

在計算機軟件開發(fā)和維護過程中存在一系列嚴重問題，主要表現(xiàn)為：

（1）軟件開發(fā)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需要，軟件供不應求的現(xiàn)象使人們不能充分利用現(xiàn)代計算機硬件提供的巨大潛力。

（2）對軟件開發(fā)成本和開發(fā)進度估計很不準確。有的軟件開發(fā)成本過高，而有的為了節(jié)省成本或趕進度所采取的一些權宜之計又往往以損壞軟件質(zhì)量為代價，從而不可避免地引起用戶的不滿。

（3）用戶經(jīng)常不滿意所完成的軟件。軟件開發(fā)人員對用戶需求了解不透，就倉促上陣編寫程序。這種閉門造車式開發(fā)出來的軟件產(chǎn)品，勢必無法滿足用戶的實際需要。

（4）軟件價格昂貴。由于軟件開發(fā)需要大量的人力，軟件成本隨著軟件規(guī)模和數(shù)量的不斷擴大而持續(xù)上升，軟件成本在整個計算機系統(tǒng)中所占的比例急劇上升。

（5）軟件質(zhì)量難以保證，軟件質(zhì)量保證技術還沒有真正應用到軟件開發(fā)的全過程。

（6）軟件的可維護性差，軟件中的錯誤很難改正。

（7）軟件的可移植性差，當硬件環(huán)境發(fā)生變化時，軟件很難適應新的環(huán)境。

通過分析人們認為，引起上述問題的原因歸結起來主要有以下4點：

（1）軟件開發(fā)無計劃性：由于缺乏軟件開發(fā)經(jīng)驗和有關軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)積累，使得開發(fā)工作計劃很難制定。主觀盲目地制定計劃，執(zhí)行起來與實際情況有很大的差距。對于工作量估計不準確，開發(fā)工作的完成期限一拖再拖。對已經(jīng)拖延的項目，為了趕進度，往往以犧牲軟件質(zhì)量為代價。

（2）軟件需求分析不充分。作為軟件設計依據(jù)的軟件需求，在軟件開發(fā)初期階段提得不夠明確，或者未能確切的表達。開發(fā)過程中，軟件人員和用戶又未及時溝通，使得一些問題不能及時解決而隱藏下來，造成后期問題的集中暴露，而此時已難以挽回。

（3）開發(fā)過程無規(guī)范。開發(fā)過程沒有統(tǒng)一的、公認的方法論和規(guī)范來指導，參加開發(fā)的人員各行其是，加之不重視文檔的編寫工作，設計和實現(xiàn)過程的文檔很不完整，使得軟件很難維護。

（4）缺乏軟件評測手段。由于缺乏有效的軟件評測手段，軟件未經(jīng)過充分的測試就提交給用戶，質(zhì)量低劣的軟件，不能滿足用戶需要。

目前，鐵路應用軟件開發(fā)存在的問題與上述有相同之處。

2 鐵路應用軟件開發(fā)應當解決好的幾個問題

2.1 應用軟件開發(fā)應嚴格執(zhí)行軟件工程標準

為了解決上述這些問題，軟件工程專家和學者們提出了“軟件工程”的概念，即采用工程的概念、原理、技術和方法來開發(fā)與維護軟件。

軟件工程包括3個要素：方法與技術、工具與環(huán)境、管理與標準。

軟件工程方法與技術提供了關于軟件開發(fā)的一般原則、工作框架、開發(fā)策略和若干實用技術。其中包括軟件生產(chǎn)周期模型、自頂而下的方法、結構化開發(fā)方法、面向?qū)ο蠓椒?、需求工程和測試技術等等。

軟件工程工具與環(huán)境為軟件工程方法提供自動或半自動的軟件支撐環(huán)境，以提高軟件的生產(chǎn)效率，保證軟件質(zhì)量，便于軟件測試和集成，提高軟件開發(fā)過程的可見性和可控性。

軟件工程管理與技術標準是將軟件工程的方法和工具綜合起來，以達到合理、及時地進行計算機軟件的開發(fā)這一目的。軟件工程標準是為軟件開發(fā)和管理過程以及軟件產(chǎn)品規(guī)定的共同準則，包括國際標準、國家標準。這些標準是軟件開發(fā)必須遵循的基本規(guī)則和開發(fā)指南。

軟件工程管理的基本要求涉及軟件開發(fā)的計劃管理、階段評審、配置管理、方法與工具、文檔編制、人員組織和過程的不斷改進等方面。

遵循軟件工程基本要求，實施軟件工程，貫徹軟件工程標準，是保證軟件質(zhì)量的基礎。凡是與軟件開發(fā)工作有關的組織和人員，都應當學習和掌握軟件工程的基本原理、基本準則和標準，嚴格按軟件工程標準管理軟件開發(fā)工作，這是做好軟件開發(fā)工作的科學方法和有效手段。

目前鐵路應用軟件開發(fā)不規(guī)范等問題，歸結起來主要是沒有嚴格地執(zhí)行軟件工程標準。首先是對軟件工程相關標準學習的不夠，其次是沒有真正按軟件工程進行管理，雖然也采用了一些先進的方法，但由于執(zhí)行的不夠嚴格，形成了兩張皮現(xiàn)象，開發(fā)人員各行其是，軟件開發(fā)質(zhì)量沒有得到有效地控制，加之不重視文檔的編寫工作，設計和實現(xiàn)過程的文檔很不完整，使得軟件很難維護。

2.2 應用軟件開發(fā)要緊緊抓住需求這個源頭

應用軟件是根據(jù)用戶的需求和所服務的領域某種特定的用途而開發(fā)的軟件。一個優(yōu)秀的應用軟件產(chǎn)品，應該是能夠最大化的滿足用戶需求，能夠真正幫助用戶解決實際問題，能夠給用戶帶來顯著效益的產(chǎn)品。軟件開發(fā)最為困難的工作就是能夠準確說明開發(fā)什么，最為重要的就是要編寫出高質(zhì)量的需求分析報告。目前，由于開發(fā)人員對需求了解不深、不透，需求分析不到位、不完整、不準確，給后期軟件開發(fā)工作留下了許多問題，從根本上影響了軟件質(zhì)量。

打造一個優(yōu)秀的應用軟件產(chǎn)品，首先要抓住需求這個源頭，認真做好需求開發(fā)工作。需求開發(fā)包括獲取需求、分析需求、確認需求，以及需求變更管理等。獲取需求就是通過認真的需求調(diào)研，編寫出高質(zhì)量的用戶需求說明書；分析需求就是通過詳細地分析和研究，編寫出高水平的軟件需求說明書；確認需求就是要對形成的用戶需求說明書、軟件需求說明書進行認真地評審并確認；需求變更管理就是當需求發(fā)生變化時，要通過一定的程序，實施嚴格地管理，避免需求變化的隨意性，減少軟件開發(fā)風險。

做好需求開發(fā)工作，要充分認識需求開發(fā)階段的工作對于整個軟件工程和軟件質(zhì)量的重要性，高度重視需求分析。高質(zhì)量的需求分析是做好軟件開發(fā)的基礎和先決條件。因為，軟件工程風險主要存在于需求分析階段，若需求分析問題沒有解決好，必然會影響軟件質(zhì)量，引起用戶不滿。因此，要舍得在需求分析階段花精力、下功夫，千方百計做好需求分析工作，做到既要站得高，看得遠，又要注重細節(jié)，精益求精。

需求分析不能只停留在一般意義上的調(diào)查、整理和歸納上，而是首先要在獲取用戶一般性需求的基礎上，通過深入地研究和提煉，進一步開發(fā)用戶潛在的需求，引導和幫助用戶進行需求創(chuàng)新。其次要處理好業(yè)務需求、用戶需求和功能需求（包括非功能性需求）之間的關系。這3個層次的需求，各有側(cè)重，相互關聯(lián)，互相影響，不能簡而化之，更不能以一代之，而是要做到著眼于業(yè)務需求，立足于用戶需求，落腳于功能需求。

做好需求分析：（1）開發(fā)人員必須熟悉和理解用戶的業(yè)務，并與用戶進行充分的交流，從多角度、深層次了解用戶的需求，在此基礎上進行分析和提煉。（2）要想用戶之所想，滿足用戶之所需。做到這一點，首先要思考用戶希望解決什么問題，開發(fā)出來的產(chǎn)品能給用戶帶來多大的益處？（3）既要“瞻前”也要“顧后”。所謂“瞻前”就是要站在一定的高度，保證軟件的前瞻性和先進性。要以對用戶高度負責的態(tài)度和創(chuàng)新的精神，主動從客戶的發(fā)展戰(zhàn)略目標出發(fā)，想客戶之未想，看客戶之未看到的，積極引導用戶的需求，深入挖掘用戶的需求，努力創(chuàng)新用戶的需求，提出用戶尚沒有發(fā)現(xiàn)而卻有價值的需求，做到不僅能夠滿足用戶當前的需求，還能夠滿足客戶不斷發(fā)展的需求。所謂“顧后”就是要充分考慮到操作人員的具體需求，只有讓他們滿意，高層才能滿意。

鐵路應用軟件開發(fā)，就是要緊緊圍繞運輸組織、客貨營銷、經(jīng)營管理3大領域，抓住轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式、經(jīng)營管理方式，提高生產(chǎn)效率、服務水平和管理水平，保障運輸安全等關鍵問題，以實現(xiàn)運輸組織的智能化、客貨營銷服務的社會化和經(jīng)營管理的現(xiàn)代化為目標，從業(yè)務需求分析入手，高度關注用戶的高層次需求，認真研究和明確業(yè)務需求，充分體現(xiàn)用戶具體需求，并最終落實到系統(tǒng)功能上。對于軟件開發(fā)來說，雖然業(yè)務需求只是一個指導性的，但它卻反映了用戶的戰(zhàn)略目標和主要業(yè)務要求，不僅為軟件開發(fā)后續(xù)工作建立了框架，而且是其他任何說明需要遵循的規(guī)定，應當引起我們的充分重視。

2.3 應用軟件開發(fā)需要科學的管理

做好應用軟件開發(fā)，需求分析固然十分重要，但僅此是不夠的，還必須采取科學有效的管理辦法，加強對軟件開發(fā)過程的嚴格控制。目前，在軟件項目開發(fā)方面有許多好的方法。如CMM、CMMI和ISO9000等，這些方法是開發(fā)高質(zhì)量軟件產(chǎn)品必要的手段和基本條件，也是衡量一個軟件企業(yè)水平的重要方面。但這里有一個“要我用”和“我要用”的問題。一些單位在執(zhí)行過程中往往存在著一定的應付現(xiàn)象，沒有真正發(fā)揮其有效作用。我們要轉(zhuǎn)變思想，真正把實施CMM、CMMI和ISO9000等先進方法作為自己的內(nèi)在需要，作為打造優(yōu)秀軟件產(chǎn)品的一種重要保證手段和必然選擇，使其成為一種習慣、一種文化、一種自覺行動，由被動變主動，由“要我用”變?yōu)椤拔乙谩?。實施CMM、CMMI和ISO9000等，有許多約束條件，不按計劃執(zhí)行不行，光說、光干不寫也不行。所做的必須是寫下來的（指必須按標準執(zhí)行），做完的還必須寫下來。這在具體執(zhí)行中看似有些麻煩，但對于規(guī)范管理，保證質(zhì)量，非常有好處，習慣成自然。實施這些先進的管控方法，還有另外一個好處，就是它不僅可以保證軟件質(zhì)量，還不至于讓軟件綁定在某一個人身上，從而降低了軟件風險。利用這些先進的管控方法是保證軟件產(chǎn)品開發(fā)工作質(zhì)量非常重要的手段，我們要把這些科學的方法和手段應用好，切實發(fā)揮它應有的作用。

2.4 應用軟件開發(fā)需要一個良好的環(huán)境

開發(fā)一個優(yōu)秀的軟件產(chǎn)品，需要有一個良好的環(huán)境，既包括硬環(huán)境，也包括軟環(huán)境。硬環(huán)境包括工作條件、開發(fā)條件、測試條件等。軟環(huán)境包括企業(yè)理念、文化氛圍、管理氛圍、激勵機制等。要注意處理好以下3個關系：

（1）處理好與客戶的關系。要不斷向客戶學習，建立良好的溝通機制，及時了解客戶的想法，始終跟蹤客戶的業(yè)務發(fā)展趨勢，不斷提高專業(yè)化服務能力和水平。

（2）處理好與合作伙伴的關系。隨著信息技術的發(fā)展，信息技術分工越來越細。專注于某一項研究，必然有它的優(yōu)勢。我們既要看到自己的優(yōu)勢，也要了解別人的長處。要加強與合作伙伴的合作。通過合作把他們的經(jīng)驗和知識不斷的豐富到自己的產(chǎn)品中來，使得我們自己的產(chǎn)品能夠與時俱進，能夠更好、更快地滿足客戶的要求，進而保持我們核心的競爭優(yōu)勢。

（3）處理好與競爭對手的關系。要正確對待行業(yè)內(nèi)的競爭，有競爭才能有發(fā)展，這是市場經(jīng)濟的法則。只有在激烈的競爭中，才能始終有一種危機意識，才能不斷地改進自己的產(chǎn)品和服務。要把競爭對手看成促進自己不斷提高和發(fā)展的動力。通過競爭提高自己，通過競爭發(fā)展自己。有時也要善于把競爭對手變?yōu)楹献骰锇?，在競爭中共同提高、共同發(fā)展。

2.5 應用軟件開發(fā)需要有一支優(yōu)秀的團隊

鐵路信息化的建設和發(fā)展，培養(yǎng)和造就了一大批優(yōu)秀的人才，這些人才是鐵路信息化建設的寶貴財富。鐵路行業(yè)不同于其他行業(yè)，鐵路信息化也不同于其他行業(yè)的信息化。鐵路行業(yè)是一個復雜的系統(tǒng)，涉及專業(yè)多，相互關聯(lián)緊密，作業(yè)流程復雜，安全性要求高。既有管理，也有生產(chǎn)，既有人工作業(yè)，也有復雜的控制系統(tǒng)。我們要努力營造有利于人才成長的環(huán)境和氛圍，建立一支既精通信息技術，又全面熟悉鐵路業(yè)務的信息技術隊伍，這是打造優(yōu)秀軟件產(chǎn)品的必要條件。

3 結束語

鐵路應用軟件開發(fā)是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要采用先進的方法、科學嚴格地管理、良好的開發(fā)環(huán)境，更需要一支能夠適應鐵路信息化建設需要，技術精湛、業(yè)務過硬、兢兢業(yè)業(yè)、任勞任怨、努力拼搏，無私奉獻的信息技術隊伍，這是鐵路信息化和鐵路現(xiàn)代化事業(yè)的根本保證。

[1]石 柱. 軟件工程標準手冊[S]. 北京：中國標準出版社，2004.

[2]彭 一. 信息化主管案頭手冊[S]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]薛華成. 管理信息系統(tǒng)[M]. 3版. 北京：清華大學出版社，1999.