測試過程改進(jìn)及其在核電廠DCS工程中的應(yīng)用研究

蔡蕾+王佳+盧沖

【摘 要】介紹了測試過程改進(jìn)的目的，陳述了基于模型的、基于分析的、混合型和其他測試過程改進(jìn)方法及其特點(diǎn)，并以核電廠DCS工程為應(yīng)用背景，在IDEAL框架下描述了測試過程改進(jìn)過程，包括啟動改進(jìn)過程、診斷當(dāng)前過程、創(chuàng)建過程改進(jìn)計(jì)劃、過程改進(jìn)實(shí)施活動和從改進(jìn)過程中學(xué)習(xí)的過程。

【關(guān)鍵詞】測試過程；測試過程改進(jìn)；過程改進(jìn)；核電廠；DCS

中圖分類號： TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）32-0090-002

【Abstract】This paper introduces the purpose of testing process improvement， describes the methods and features of model-based， analytical， hybrid and other approach. And taking the nuclear power plant DCS project as the application background， describes the testing process improvement process， including initiating the improvement process， diagnosing the current process， establishing a process improvement plan， implementing the process improvement activities， and learning from the process using the IDEAL process improvement framework.

【Key words】Testing process； Test process improvement； Process improvement； Nuclear power plant； DCS

0 引言

測試是軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中的一部分，通過全面、科學(xué)且有效的測試，能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的缺陷，在缺陷解決的過程中提高軟件系統(tǒng)的質(zhì)量，包括軟件系統(tǒng)的功能性、可靠性、可用性、有效性等。同時(shí)，較完善的測試過程實(shí)施能夠降低整個(gè)軟件系統(tǒng)工程的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約時(shí)間和成本，幫助我們樹立對于軟件質(zhì)量的信心。

特別是在核電廠DCS工程領(lǐng)域，由于其軟件系統(tǒng)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全性要求高以及工期長等特點(diǎn)，其測試過程面臨著相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。而如何改進(jìn)、完善測試過程，更是核電廠DCS工程實(shí)施組織努力的目標(biāo)。

1 測試過程改進(jìn)方法

一般的過程改進(jìn)方法有持續(xù)改進(jìn)的戴明環(huán)框架，即包含計(jì)劃、實(shí)施、檢查和行動四個(gè)步驟的PDCA循環(huán)，以及IDEAL（）改進(jìn)框架，即包含啟動、診斷、創(chuàng)建、實(shí)施和學(xué)習(xí)五個(gè)階段得到過程改進(jìn)框架。測試過程改進(jìn)方法，也都是以一般的過程改進(jìn)方法為基本思想，主要有基于模型的改進(jìn)方法、基于分析的改進(jìn)方法、混合型改進(jìn)方法及其他改進(jìn)方法，如圖1所示。

1.1 基于模型的改進(jìn)方法

基于模型的改進(jìn)方法包括基于過程模型和基于內(nèi)容模型兩類。

測試過程改進(jìn)常用的過程模型有TPI？誖Next模型和TMMi（測試成熟度模型集成）模型。TPI？誖Next模型是連續(xù)式模型，覆蓋了測試過的16個(gè)關(guān)鍵過程域，采用矩陣式結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)測試過程成熟度級別，適用于規(guī)模不大的軟件團(tuán)隊(duì)。TMMi模型則是階段式模型，作為CMMi（能力成熟度模型集成）的互補(bǔ)模型，采用累增式結(jié)構(gòu)將測試過程成熟度分為初始、已管理、已定義、已測量和優(yōu)化5個(gè)級別，對每個(gè)過程域都有詳細(xì)的要求，適用于有一定規(guī)模的軟件團(tuán)隊(duì)。

測試過程改進(jìn)常用的內(nèi)容模型有STEP（系統(tǒng)化測試和評估過程）模型和CTP（關(guān)鍵測試過程）模型。與基于過程模型的方法不同，基于內(nèi)容模型的方法是靈活且有針對性的，可以針對組織或業(yè)務(wù)的需要確定關(guān)注的測試過程特性和改進(jìn)的優(yōu)先級，而不用像基于過程模型的方法要按部就班的按照規(guī)范要求的優(yōu)先順序進(jìn)行。CTP模型是可以從識別的12個(gè)關(guān)鍵測試過程中，識別和確定要改進(jìn)的過程，并按具體組織或業(yè)務(wù)的優(yōu)先級進(jìn)行排序，通過評估一系列度量元的測量及定性因素的評估，提出改進(jìn)的建議。STEP模型則定義了3個(gè)要評估的測試主要階段，根據(jù)組織或業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，進(jìn)行定量和定性度量元的評估，然后提出改進(jìn)建議。與CTP不同的是，STEP在使用時(shí)提出了一系列較為嚴(yán)格的測試過程假設(shè)，不適用于那些沒有滿足或不認(rèn)可這些假設(shè)的組織。

1.2 基于分析的改進(jìn)方法

基于分析的改進(jìn)方法，一般是基于具體問題和目標(biāo)的，確定相應(yīng)的度量項(xiàng)，通過對測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析確定待改進(jìn)項(xiàng)，以及采取的改進(jìn)，然后通過對改進(jìn)實(shí)施后測量的度量項(xiàng)數(shù)據(jù)評估改進(jìn)的效果。GQM（目標(biāo)-問題-度量）方法是基于分析的改進(jìn)方法，涉及了概念、操作和量化三個(gè)層次，在概念層面確定組織的與產(chǎn)品質(zhì)量、過程和資源有關(guān)的目標(biāo)，在操作層面確定組織層的那些目標(biāo)在實(shí)現(xiàn)過程中的問題，然后是在量化層面將那些問題轉(zhuǎn)化為定量的或定性的度量項(xiàng)。常用的度量項(xiàng)有測試有效性度量、測試效率和成本度量，交付周期度量、可預(yù)測性指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量度量、測試成熟度度量幾大類，可根據(jù)實(shí)際情況選取使用。基于分析的改進(jìn)方法不適用那些不能有效測量或采集相關(guān)度量項(xiàng)數(shù)據(jù)的組織。

1.3 混合型改進(jìn)方法

混合型改進(jìn)方法，是指將多種較為成熟的基于模型或基于分析的方法結(jié)合的方法，可以突出各種方法的優(yōu)點(diǎn)，是改進(jìn)過程更加有效。如TMMi模型方法結(jié)合GQM分析方法，突出階段過程的規(guī)范性，又有通過度量項(xiàng)增加過程改進(jìn)的客觀性，或?qū)PI-Next模型方法與STEP模型方法相結(jié)合等。endprint

1.4 其他改進(jìn)方法

如果組織或工程不想在改進(jìn)測試過程上花費(fèi)較多的成本，也可以從前面提到的方法中單獨(dú)選取要改進(jìn)的方面開展改進(jìn)工作，如通過提高人員技能，使用工具來實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。人員技能的提高，可以從測試和軟件工程知識、業(yè)務(wù)領(lǐng)域知識以及溝通報(bào)告等軟技能提升。工具的使用，諸如測試管理工具、靜態(tài)測試工具、測試執(zhí)行和記錄工具、性能和監(jiān)測工具等，都能幫助測試過程的改進(jìn)，但合適工具的選擇、以及組織內(nèi)現(xiàn)有過程與工具使用過程的契合度，都會影響改進(jìn)的效果。

2 測試過程改進(jìn)在核電廠DCS工程中的應(yīng)用

以下將以IDEAL框架為基礎(chǔ)，詳細(xì)策劃核電廠DCS工程的測試過程改進(jìn)。

2.1 啟動測試改進(jìn)過程

啟動測試過程改進(jìn)，要確定核電廠DCS工程測試過程改進(jìn)的需求，設(shè)置改進(jìn)的目標(biāo)和范圍，并關(guān)注啟動過程中工程實(shí)施組織的人員和文化的影響。改進(jìn)的需求主要以調(diào)查的方式獲得，如從業(yè)主和買方的角度，希望測試能夠更加有效，確保DCS系統(tǒng)滿足功能、性能要求的同時(shí)易用且易于維護(hù)；從測試人員的角度，希望建立更加系統(tǒng)的測試。以改進(jìn)的需求為基礎(chǔ)，考慮與工程質(zhì)量、成本、時(shí)間和合同目標(biāo)相結(jié)合，設(shè)置如提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低測試成本、縮短測試工期、減少測試工作量等與組織改進(jìn)目標(biāo)一致的具體的改進(jìn)目標(biāo)。確定改進(jìn)的范圍，如在工程實(shí)施團(tuán)隊(duì)所在的組織中開展，或者在工程實(shí)施團(tuán)隊(duì)中開展，本文選擇只在工程的測試團(tuán)隊(duì)中開展?？紤]團(tuán)隊(duì)成員的知識、文化和對改進(jìn)的接受程度，選用不同的改進(jìn)方式。

2.2 診斷當(dāng)前測試過程

通過正式評審的方式評估和診斷當(dāng)前測試過程。首先制定評估計(jì)劃，策劃和安排評估活動，然后對組織的測試相關(guān)的程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書，以及工程的測試計(jì)劃、測試說明書等文檔進(jìn)行初步分析，對已進(jìn)行的測試過程進(jìn)行調(diào)查，與團(tuán)隊(duì)測試人員面談，確保獲得真實(shí)的測試過程狀態(tài)信息。之后對獲取的信息進(jìn)行分析，在評估報(bào)告中總結(jié)出待改進(jìn)和存在問題的方面，并列出改進(jìn)建議，如異常管理流程的優(yōu)化、測試用例模板的改進(jìn)、測試自動化框架的開發(fā)等。

2.3 創(chuàng)建測試過程改進(jìn)計(jì)劃

創(chuàng)建測試過程改進(jìn)計(jì)劃，包括明確改進(jìn)的目標(biāo)，明確評估改進(jìn)的度量項(xiàng)指標(biāo)，確定改進(jìn)活動的優(yōu)先級，選擇適用的過程改進(jìn)方案，成立實(shí)施改進(jìn)的團(tuán)隊(duì)，執(zhí)行改進(jìn)任務(wù)。對于一個(gè)DCS工程的測試過程改進(jìn)，建議使用自底向上的方案，易于開展，在資金有限的情況下也能夠較快的反應(yīng)成本收益比。

2.4 測試過程改進(jìn)實(shí)施活動

對測試過程改進(jìn)任務(wù)的實(shí)施要格外謹(jǐn)慎，既要遵循核電行業(yè)法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，也要滿足團(tuán)隊(duì)所在組織的質(zhì)量大綱和程序文件，以及工程專用作業(yè)文件的要求。對改進(jìn)的活動要實(shí)時(shí)跟進(jìn)，記錄度量項(xiàng)所需的數(shù)據(jù)，并評價(jià)改進(jìn)的效果。如果發(fā)現(xiàn)偏離了改進(jìn)目標(biāo)，則要及時(shí)采取糾正措施。必要時(shí)可以進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn)，以降低改進(jìn)失敗的風(fēng)險(xiǎn)，減少不必要的損失，還能夠積累有用的經(jīng)驗(yàn)。

2.5 從測試過程改進(jìn)中學(xué)習(xí)

從測試過程改進(jìn)中學(xué)習(xí)，不僅是在測試過程改進(jìn)期間，也包括改進(jìn)活動結(jié)束后，要對改進(jìn)的效果進(jìn)行分析和與改進(jìn)前進(jìn)行對比評價(jià)，特別是從改進(jìn)成功的活動中吸取經(jīng)驗(yàn)，從改進(jìn)失敗的活動中總結(jié)教訓(xùn)。

3 結(jié)束語

測試過程的改進(jìn)是一個(gè)持續(xù)的過程，核電廠DCS工程也不例外。在核電廠DCS工程領(lǐng)域的應(yīng)用測試過程改進(jìn)，能夠不斷地提高核電廠DCS工程測試過程的有效性、提高工程產(chǎn)品質(zhì)量、提高測試效率以減少測試時(shí)間、節(jié)省測試成本，讓業(yè)主對工程產(chǎn)品滿意放心，這也是其他領(lǐng)域測試過程改進(jìn)的主要目標(biāo)。

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