CMMI指導(dǎo)下信息系統(tǒng)需求變更度量框架的構(gòu)建與應(yīng)用

□李 萍

（1.上海理工大學(xué)管理學(xué)院，上海 200093；2.鹽城工學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，鹽城 224051）

隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的加劇，面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)信息化已經(jīng)成為促進(jìn)企業(yè)高速發(fā)展的催化劑。企業(yè)信息化是在優(yōu)化企業(yè)現(xiàn)有流程的基礎(chǔ)之上實(shí)施的，其核心就是信息系統(tǒng)［1］。信息系統(tǒng)在企業(yè)中的使用越來(lái)越廣泛，用戶對(duì)信息系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高，這使得信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成為了一項(xiàng)挑戰(zhàn)性的工作。需求開(kāi)發(fā)是信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵性一步，而需求管理是提高信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。需求是信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的依據(jù)，在信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，最理想的狀況是開(kāi)發(fā)人員在需求獲取階段一下子就能夠發(fā)現(xiàn)并確定所有的需求。但是由于多方面的原因，在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中需求是經(jīng)常變化的，并且這種變更將貫穿于信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的整個(gè)生命周期中。信息系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的實(shí)踐證明，需求變更的管理不善往往會(huì)導(dǎo)致信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的失控，從而使得整個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)度滯緩、成本突增，甚至失敗。因此，為了保證系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的進(jìn)度、成本和質(zhì)量，如何對(duì)需求變更加以有效的管理，便成為信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。

H.詹姆斯·哈林頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“量化管理是第一步，它導(dǎo)致控制，并最終實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。如果你不能量化某些事情，你就不能理解它；如果你不能理解它，你就不能控制它；如果你不能控制它，你就不能改進(jìn)它?！焙?jiǎn)單來(lái)說(shuō)，不能度量，就無(wú)法控制，也就無(wú)法管理，度量是管理的基礎(chǔ)。對(duì)于一般的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，如果不能度量，就難以把握現(xiàn)狀，難以預(yù)測(cè)趨勢(shì)，難以真正加以控制和管理，也就難以保證項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)質(zhì)量。因此，在信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為了能夠有效地管理和控制需求變更，我們考慮將度量的方法引入需求變更管理中，并試圖就此構(gòu)建一個(gè)切實(shí)可行的信息系統(tǒng)需求變更度量框架。

一、框架指導(dǎo)方法：用CMMI指導(dǎo)需求變更度量

為了確保所構(gòu)建的信息系統(tǒng)需求變更度量框架的合理性，我們迫切地需要一種科學(xué)的方法來(lái)指導(dǎo)它。目前業(yè)界比較流行的指導(dǎo)方法有ISO9000，全面質(zhì)量管理（TQM）、六西格瑪（6sigama）和CMMI等。ISO9000、TQM以及6sigama雖然致力于質(zhì)量改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)需求管理，但流程繁復(fù)，相比來(lái)說(shuō)CMMI的操作性較強(qiáng)，啟動(dòng)更容易，參與性更強(qiáng)。CMMI（Capability Maturity Model Integration）即能力成熟度集成模型，是由美國(guó)卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)的軟件工程研究所（SEI）在美國(guó)國(guó)防部的資助下所創(chuàng)立的。CMMI是組織進(jìn)行軟件過(guò)程改善和軟件評(píng)估的一個(gè)有效的指導(dǎo)框架，其目的是提高產(chǎn)品和服務(wù)的開(kāi)發(fā)、獲取和維護(hù)能力。

對(duì)需求管理的指導(dǎo)——CMMI定義了5個(gè)組織成熟度級(jí)別，包含25個(gè)過(guò)程域（PA，Process Area），這些過(guò)程域涵蓋了信息系統(tǒng)生命周期的各個(gè)領(lǐng)域。需求管理屬于成熟度2級(jí)（受管理級(jí)）的過(guò)程域，需求變更管理是過(guò)程域中一個(gè)特定實(shí)踐，CMMI對(duì)需求變更管理提出了明確的指導(dǎo)。CMMI指出，在項(xiàng)目生命周期中，需求在不斷變化，對(duì)需求變更要進(jìn)行控制，具體工作包括獲取需求變更，跟蹤易變的需求，記錄需求變更及維護(hù)其變更歷史和評(píng)價(jià)需求變更的影響等。

對(duì)度量的指導(dǎo)——CMMI模型中有獨(dú)立的度量與分析過(guò)程域，主要包含度量和分析兩部分內(nèi)容，如圖1所示。度量是為獲得過(guò)程或產(chǎn)品的表征數(shù)據(jù)；分析是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不一致、發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。此過(guò)程域定義嚴(yán)格，流程清楚，目標(biāo)明確，可以用它來(lái)指導(dǎo)軟件過(guò)程中的度量活動(dòng)［2］。此外，值得一提的是，該過(guò)程域與需求管理過(guò)程域是相關(guān)的，由此將CMMI作為信息系統(tǒng)需求變更度量的指導(dǎo)方法，是比較合適的。

圖1CMMI的度量和分析過(guò)程域

二、框架構(gòu)建：基于CMMI的信息系統(tǒng)需求變更度量框架

在CMMI模型的指導(dǎo)下，我們可以構(gòu)建出信息系統(tǒng)需求變更度量框架，如圖2所示。該框架主要有四部分構(gòu)成：計(jì)劃度量、執(zhí)行度量、度量分析和度量評(píng)估。值得一提的是，從計(jì)劃度量到度量評(píng)估，每一次度量活動(dòng)，將會(huì)繼續(xù)影響下一次度量活動(dòng)，因此整個(gè)度量過(guò)程是循環(huán)迭代的。此外，CMMI模型在指導(dǎo)實(shí)際度量工作中也存在著缺陷，它指出了度量的一般流程，但對(duì)于其各具體度量活動(dòng)，比如度量目標(biāo)的確定、度量元的設(shè)計(jì)、度量數(shù)據(jù)的收集以及度量分析等活動(dòng)的展開(kāi)方法并未明確說(shuō)明，對(duì)于這些不足，本文所提出的需求變更度量框架將予以補(bǔ)充。

圖2 基于CMMI的需求變更度量框架

（一）計(jì)劃度量

信息系統(tǒng)需求變更度量的進(jìn)行應(yīng)該是從計(jì)劃度量工作開(kāi)始的。計(jì)劃度量，根據(jù)CMMI模型，具體又可以分為三個(gè)階段：

1.確定度量目標(biāo)

度量目標(biāo)確定是信息系統(tǒng)需求變更度量的首要任務(wù)，只有在目標(biāo)確定之后，才能由此定義度量及進(jìn)行后續(xù)工作。那如何合理制定度量目標(biāo)呢？度量目標(biāo)是對(duì)信息需要的細(xì)化，是信息需要的作用體現(xiàn)，因此，獲取組織的信息需要是度量目標(biāo)制定的關(guān)鍵。目前信息需要的獲取方法最常用的有問(wèn)卷調(diào)查法、頭腦風(fēng)暴法、訪談法以及歷史數(shù)據(jù)分析法等。信息需要獲取后，并不是所有的信息需要都要滿足。實(shí)際操作時(shí)，還需要考慮資源的獲取能力、信息收集的成本以及技術(shù)的可行性等來(lái)確定哪些信息需要是可以滿足的。信息需要進(jìn)一步確認(rèn)之后，就可以確定度量目標(biāo)了。在信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，為了提高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)質(zhì)量，可通過(guò)上述方法獲取信息需要以確定度量目標(biāo)。比如，開(kāi)發(fā)人員的信息需要可能是“了解信息系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中的需求變化情況”，根據(jù)該信息需要確定其度量目標(biāo)可能是信息系統(tǒng)的“需求變更水平”等，具體見(jiàn)表1。

2.設(shè)計(jì)度量元

度量目標(biāo)確定之后，就可以設(shè)計(jì)相關(guān)的度量元了。針對(duì)“如何確定度量元”這一問(wèn)題，筆者參閱了大量文獻(xiàn)，現(xiàn)有研究中用得比較多的方法是GQM或其改進(jìn)方法GQ（I）M，在本文中我們主要借鑒GQM的思想。GQM法的基本思想是：首先確定一組目標(biāo)（goal）；其次針對(duì)各個(gè)目標(biāo)，提出可能會(huì)遇到的問(wèn)題（question），來(lái)定義這個(gè)目標(biāo)；最后，針對(duì)每一個(gè)問(wèn)題再給出一組測(cè)量方法，并用這一組測(cè)量方法測(cè)量出來(lái)的度量元（metric）就是對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回答［3］。筆者基于GQM思想，在已有研究成果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)度量元如表1所示。

表1 信息系統(tǒng)需求變更度量元設(shè)計(jì)

3.規(guī)定度量規(guī)程

根據(jù)CMMI模型中的度量和分析過(guò)程域，度量規(guī)程主要包括兩部分：一是數(shù)據(jù)收集及存儲(chǔ)規(guī)程的規(guī)定，二是分析過(guò)程的規(guī)定。數(shù)據(jù)收集及存儲(chǔ)規(guī)程主要是確定度量數(shù)據(jù)的來(lái)源和度量數(shù)據(jù)的值，建立數(shù)據(jù)收集機(jī)制，審查和修改數(shù)據(jù)收集和存儲(chǔ)規(guī)程，必要時(shí)可允許修改度量值和度量目標(biāo)。分析規(guī)程主要是包括對(duì)將要進(jìn)行的分析和將要制備的報(bào)告做出規(guī)定并安排優(yōu)先順序，選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分析方法和工具，為數(shù)據(jù)分析和通報(bào)分析結(jié)果制定管理規(guī)程，審查分析和報(bào)告的內(nèi)容范圍和格式的建議，必要時(shí)可允許修改度量值和度量目標(biāo)，規(guī)定用以評(píng)價(jià)分析結(jié)果可利用性以及度量和分析活動(dòng)執(zhí)行情況的準(zhǔn)則［4］。

（二）執(zhí)行度量

計(jì)劃度量工作完畢后，就可以開(kāi)始執(zhí)行度量了。執(zhí)行度量涉及度量數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的驗(yàn)證以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

1.收集度量數(shù)據(jù)

度量數(shù)據(jù)的來(lái)源主要有兩個(gè)方面，一是歷史數(shù)據(jù)，用來(lái)預(yù)測(cè)和計(jì)劃項(xiàng)目；二是實(shí)際數(shù)據(jù)，隨著項(xiàng)目的進(jìn)展而及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。管理需求變更是CMMI的需求管理過(guò)程域中的一個(gè)特定實(shí)踐。每次變更發(fā)生時(shí)，必須及時(shí)收集相關(guān)度量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集的內(nèi)容主要包括：度量記錄員；進(jìn)行度量的時(shí)間；度量數(shù)據(jù)的值、類型和格式；可接受的值或值的范圍等。

2.驗(yàn)證數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)進(jìn)入存儲(chǔ)之前必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，因?yàn)椴豢煽康臄?shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生不可靠的結(jié)果。在定義或記錄數(shù)據(jù)時(shí)總會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤和遺漏，最好的補(bǔ)救措施就是：在盡可能靠近數(shù)據(jù)源的位置進(jìn)行數(shù)據(jù)的完整性檢查，以盡早識(shí)別錯(cuò)誤、確定遺漏數(shù)據(jù)的來(lái)源。

3.存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

將項(xiàng)目的歷史信息或研究結(jié)果存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)庫(kù)里，便于基線度量和目標(biāo)管理。對(duì)于信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織來(lái)說(shuō)，建立度量庫(kù)是非常重要的。信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中變更得到確認(rèn)后，其變更信息，如變更時(shí)間、類型以及原因等，都會(huì)存儲(chǔ)在度量庫(kù)里，為當(dāng)前或以后項(xiàng)目提供決策。

（三）度量分析

度量分析是將當(dāng)前收集到的數(shù)據(jù)以及儲(chǔ)存的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總分析后，與既定的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤比較，得出相應(yīng)的結(jié)論，用以指導(dǎo)信息系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)于需求變更度量的分析討論大都停留在簡(jiǎn)單觀察分析和穩(wěn)定性分析這兩個(gè)層面上。簡(jiǎn)單觀察分析主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，依托于各類數(shù)據(jù)分析軟件，如Excel、Spss及Matlab等，實(shí)施并繪制成各類圖形，如餅圖、條形圖、直方圖、折線圖、散點(diǎn)圖、帕累托圖，通過(guò)這些圖形觀察出直觀的結(jié)論。例如，張獻(xiàn)國(guó)等（2006）［5］通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)需求變更、需求分布和需求狀態(tài)等數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、分類等，繪制成圖形，及時(shí)了解信息系統(tǒng)項(xiàng)目需求的穩(wěn)定性、需求變更的原因、需求及其變更的分布情況。簡(jiǎn)單觀察分析所得結(jié)果雖然直觀，但其使用對(duì)分析者提出了較高的要求。它需要分析者具有比較豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，能夠?qū)?shù)據(jù)比較敏感，善于從不同的視角發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。而穩(wěn)定性分析主要是基于過(guò)程穩(wěn)定性的原理，通過(guò)對(duì)一定量的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)程穩(wěn)定性的判斷分析，來(lái)發(fā)現(xiàn)特殊偏差，排除異常點(diǎn)，由此提出改進(jìn)建議。例如，王青等（2003）［6］以統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制原理對(duì)軟件項(xiàng)目的需求變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)控制，并對(duì)異常波動(dòng)進(jìn)行度量分析。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制是比較成熟的質(zhì)量管理手段，但也有它的缺陷，如對(duì)于兩個(gè)項(xiàng)目組之間是否真正具有可比性不好判斷。此外，上述兩種分析方式成立的前提是假設(shè)各個(gè)需求變更相互獨(dú)立的，但實(shí)際信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，它們之間往往是相互影響的，如某一個(gè)需求變更往往會(huì)影響其他需求。因此，對(duì)于信息系統(tǒng)需求變更度量有必要進(jìn)行相關(guān)性分析，如考慮需求變更影響。這也是后期要開(kāi)展的研究工作。

（四）度量評(píng)估

度量評(píng)估應(yīng)包括四個(gè)方面的內(nèi)容，具體包括：（1）評(píng)估度量元，判斷度量元是否滿足項(xiàng)目的信息需要；（2）評(píng)估度量過(guò)程，檢驗(yàn)度量過(guò)程的效率，如度量能力等；（3）評(píng)估結(jié)果，識(shí)別在度量產(chǎn)品和過(guò)程評(píng)估中發(fā)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，用于項(xiàng)目改進(jìn)；（4）識(shí)別和實(shí)施改進(jìn)活動(dòng)，根據(jù)評(píng)估結(jié)果，應(yīng)用于當(dāng)前的項(xiàng)目中，也可用于未來(lái)的項(xiàng)目改進(jìn)中。

除此之外，采用合適的評(píng)估方法也是非常重要的。SCAMPI已經(jīng)成為目前軟件行業(yè)較為流行的度量評(píng)估方法。SCAMPI是基于標(biāo)準(zhǔn)CMMI評(píng)估方法的過(guò)程改進(jìn)，它可以通過(guò)量化的方式找出公司軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)與不足，準(zhǔn)確評(píng)估其軟件開(kāi)發(fā)能力，從而確定軟件開(kāi)發(fā)成熟級(jí)別。

三、框架應(yīng)用分析

CMMI是一種行之有效的、能夠提高軟件開(kāi)發(fā)質(zhì)量的方法。將CMMI模型應(yīng)用于信息需求變更度量框架的構(gòu)建，有助于信息系統(tǒng)需求變更管理的規(guī)范化。基于CMMI的信息系統(tǒng)需求變更管理度量框架的構(gòu)建對(duì)信息系統(tǒng)需求變更管理有一定的指導(dǎo)意義和理論價(jià)值，但是在實(shí)際工作中，對(duì)其應(yīng)用的條件也是有要求的。這就要求信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織能夠結(jié)合自身情況，努力創(chuàng)造條件，在信息系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)進(jìn)行中注意做好相關(guān)方面的工作。

（一）健全度量指標(biāo)體系

決策的質(zhì)量依賴于信息的質(zhì)量，信息的質(zhì)量依賴于精準(zhǔn)的度量，而精準(zhǔn)的度量當(dāng)然與健全有效的指標(biāo)體系是分不開(kāi)的。一個(gè)設(shè)計(jì)科學(xué)的指標(biāo)體系可以描述現(xiàn)象的全貌和發(fā)展的全過(guò)程，并說(shuō)明研究對(duì)象各個(gè)方面相互依存和相互制約的關(guān)系。因此，為了提高信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)質(zhì)量，保證度量的準(zhǔn)確性，信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織可結(jié)合歷史經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況，建立一套健全有效的度量指標(biāo)體系。健全有效的指標(biāo)體系必須滿足：指標(biāo)要素齊全適當(dāng)，主輔指標(biāo)功能匹配以及滿足多方信息需要。這也可以成為信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織構(gòu)建度量指標(biāo)體系的依據(jù)。

（二）控制活動(dòng)

如前所述，信息系統(tǒng)需求變更度量框架中的各度量活動(dòng)不是獨(dú)立的，從計(jì)劃度量到度量評(píng)估，每一次度量活動(dòng)，都會(huì)繼續(xù)影響下一次度量活動(dòng)，整個(gè)度量過(guò)程是循環(huán)迭代的。因此，為了保證其效率，對(duì)于框架中的度量活動(dòng)的協(xié)調(diào)和控制是很有必要的。具體可以從三個(gè)方面來(lái)加強(qiáng)度量活動(dòng)的控制：一是整合已有資源；二是對(duì)各環(huán)節(jié)實(shí)行必要的監(jiān)控，并有可靠的反饋機(jī)制；三是建立后續(xù)跟蹤改進(jìn)機(jī)制，確保控制活動(dòng)有效實(shí)施。

（三）有效的信息溝通

信息系統(tǒng)的需求開(kāi)發(fā)需要各類人員的參與，如有專家、系統(tǒng)投資人、用戶、系統(tǒng)分析人員、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員，這些人以不同的角度和不同的知識(shí)背景，來(lái)獲得信息系統(tǒng)的需求，可能得到的結(jié)果有差異。這在一定程度上會(huì)影響到信息系統(tǒng)的需求變更管理。針對(duì)這一情況，構(gòu)建有效的信息傳遞模式對(duì)于信息系統(tǒng)的需求開(kāi)發(fā)是非常重要的。在對(duì)信息系統(tǒng)需求變更度量中，應(yīng)對(duì)各方信息進(jìn)行充分整合，確保信息能得到有效溝通，即在主體中向下、平行和向上流動(dòng)。

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