GJB5000A四級(jí)組織過(guò)程能力模型研究

李 寧，袁亞南，關(guān)俊鵬

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081)

1 GJB5000A四級(jí)組織過(guò)程能力

GJB5000A四級(jí)的目標(biāo)是將統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制思想應(yīng)用于軟件項(xiàng)目管理中，以實(shí)現(xiàn)量化管理軟件項(xiàng)目。其中，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制是基于統(tǒng)計(jì)過(guò)程，監(jiān)控項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的性能狀態(tài)，識(shí)別項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)的偏差，分析產(chǎn)生偏差的原因，保證項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中的性能建立并保持在穩(wěn)定水平，以保證項(xiàng)目質(zhì)量和過(guò)程性能目標(biāo)得到滿足。

組織過(guò)程能力的目的是在歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立組織的過(guò)程性能基線和過(guò)程性能模型，用于預(yù)測(cè)后續(xù)項(xiàng)目是否能夠達(dá)到制定的質(zhì)量目標(biāo)，并根據(jù)過(guò)程性能基線和模型開(kāi)展定量項(xiàng)目管理。過(guò)程能力由過(guò)程測(cè)量值(如工作量、周期時(shí)間、缺陷消除的有效性)和產(chǎn)品測(cè)量項(xiàng)(如可靠性、缺陷密度、容量、響應(yīng)時(shí)間和成本)兩方面來(lái)表示其特征。有關(guān)的過(guò)程能力模型可用于表示過(guò)去和現(xiàn)在的過(guò)程能力，并預(yù)測(cè)過(guò)程未來(lái)的結(jié)果。

2 GJB5000A四級(jí)組織過(guò)程能力模型

2.1 確定質(zhì)量和過(guò)程性能目標(biāo)

對(duì)已有軟件項(xiàng)目開(kāi)展數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分類之前，需基于高成熟度過(guò)程實(shí)施框架，明確項(xiàng)目的質(zhì)量和過(guò)程性能目標(biāo)。本方案中，質(zhì)量和過(guò)程性能目標(biāo)圍繞第三方軟件測(cè)評(píng)的首次軟件缺陷率開(kāi)展，力求降低第三方軟件測(cè)評(píng)首次軟件缺陷率。

2.2 關(guān)鍵子過(guò)程確定

軟件測(cè)評(píng)軟件缺陷率由多個(gè)關(guān)鍵子過(guò)程確定，包括軟件需求變更次數(shù)、單位規(guī)模評(píng)審工作量、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員單位規(guī)模工作量、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能、合格性測(cè)試單位規(guī)模用例數(shù)、合格性測(cè)試單位規(guī)模工作量、系統(tǒng)測(cè)試單位規(guī)模用例數(shù)、系統(tǒng)測(cè)試單位規(guī)模工作量等多類因素。

從產(chǎn)生/移除缺陷的角度來(lái)看，關(guān)鍵過(guò)程包括方案設(shè)計(jì)、方案評(píng)審、方案實(shí)現(xiàn)、需求變更、單元測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、三方測(cè)評(píng)等多個(gè)方面。其中，方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)現(xiàn)的過(guò)程均有缺陷的注入。通過(guò)魚(yú)骨圖分析找到影響缺陷密度高的主要原因，通過(guò)柏拉圖進(jìn)行分析，找出影響缺陷密度的最重要的幾個(gè)關(guān)鍵原因。影響三方測(cè)評(píng)缺陷密度的原因有技術(shù)方法、資源、項(xiàng)目管理和開(kāi)發(fā)工具等，需確定其中最關(guān)鍵的幾個(gè)潛在原因。通過(guò)潛在失效模式與后果分析(FMEA：Failure Mode and Effects Analysis)方法，在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品的各子系統(tǒng)、對(duì)影響產(chǎn)品質(zhì)量的各個(gè)關(guān)鍵過(guò)程逐一進(jìn)行分析，找出引起潛在失效模式的關(guān)鍵過(guò)程，分析這些潛在失效模式可能引起的后果，評(píng)估這些后果可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，從而可以在找出的關(guān)鍵過(guò)程中預(yù)先采取解決方法，降低失效模式的發(fā)生概率，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。在FMEA分析的基礎(chǔ)上，對(duì)影響三方測(cè)評(píng)缺陷密度的風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先度做柏拉圖分析，找出影響缺陷密度的少數(shù)最關(guān)鍵的潛在因素，本項(xiàng)目需重點(diǎn)考慮需求變更、軟件開(kāi)發(fā)人員技能和系統(tǒng)測(cè)試通過(guò)率三個(gè)方面的因素。

2.3 數(shù)據(jù)分析與建模

2.3.1 數(shù)據(jù)處理

本項(xiàng)目基于積累的項(xiàng)目過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，梳理出包含軟件開(kāi)發(fā)組成員、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)、開(kāi)發(fā)周期(人天數(shù))、代碼行數(shù)、軟件類型、軟件需求變更次數(shù)、項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)間、系統(tǒng)測(cè)試用例數(shù)量、系統(tǒng)測(cè)試用例非預(yù)期數(shù)量、系統(tǒng)測(cè)試用例偏差數(shù)量、三方測(cè)評(píng)首輪靜態(tài)測(cè)試軟件問(wèn)題數(shù)、三方測(cè)評(píng)首輪動(dòng)態(tài)測(cè)試用例數(shù)/執(zhí)行用例數(shù)/通過(guò)數(shù)/問(wèn)題數(shù)、三方測(cè)評(píng)回歸靜態(tài)測(cè)試軟件問(wèn)題數(shù)、三方測(cè)評(píng)回歸動(dòng)態(tài)測(cè)試用例數(shù)/執(zhí)行用例數(shù)/通過(guò)數(shù)/問(wèn)題數(shù)等多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目，基于這些數(shù)據(jù)推導(dǎo)出系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)、系統(tǒng)測(cè)試通過(guò)率、系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率、軟件千行缺陷數(shù)(靜態(tài)和動(dòng)態(tài)問(wèn)題)、軟件千行缺陷數(shù)(動(dòng)態(tài)問(wèn)題)等相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，軟件千行缺陷數(shù)由第三方測(cè)評(píng)首次測(cè)試問(wèn)題數(shù)量和軟件代碼行數(shù)確定，依據(jù)動(dòng)態(tài)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題數(shù)量獲??；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)根據(jù)軟件開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)職稱與數(shù)量確定，高級(jí)工程師取1分，工程師取0.5分，助理工程師取0.1分；軟件需求變更次數(shù)根據(jù)軟件需求規(guī)格說(shuō)明的版本變更確定；系統(tǒng)測(cè)試單位規(guī)模用例數(shù)由軟件代碼行數(shù)和系統(tǒng)測(cè)試用例確定；系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率所檢開(kāi)展系統(tǒng)測(cè)試時(shí)的缺陷率。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)=(1.0×高級(jí)工程師人數(shù)+0.5×工程師人數(shù)+0.1×助理工程師人數(shù))/(高級(jí)工程師人數(shù)+工程師人數(shù)+助理工程師人數(shù))

系統(tǒng)測(cè)試通過(guò)率=(所檢首輪測(cè)試用例數(shù)量-非預(yù)期數(shù)量-有偏差數(shù)量)/所檢首輪測(cè)試用例數(shù)量

系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率=1-系統(tǒng)測(cè)試通過(guò)率

軟件千行缺陷數(shù)(2類問(wèn)題)=1000×(三方測(cè)評(píng)首輪靜態(tài)測(cè)試軟件問(wèn)題數(shù)+三方測(cè)評(píng)首輪動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件問(wèn)題數(shù))/代碼行

軟件千行缺陷數(shù)(動(dòng)態(tài)問(wèn)題)=1000×三方測(cè)評(píng)首輪動(dòng)態(tài)測(cè)試軟件問(wèn)題)/代碼行

2.3.2 數(shù)據(jù)分析與建模

利用Minitab工具開(kāi)展多元線性回歸分析，建立過(guò)程能力基線和過(guò)程能力模型如下。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系統(tǒng)基線上限為1.256，下限為0，均值為0.578。Ln(軟件需求變更次數(shù))基線上限為2.975，下限為0，均值為1.484。系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率基線上限為32.05%，下限度為0，均值為10.76%。建立第三方測(cè)試軟件缺陷率與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)、軟件需求變更次數(shù)、系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率多個(gè)參數(shù)之間的回歸模型方程為：軟件千行缺陷數(shù)=0.430-0.266系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)-0.134Ln(軟件需求變更次數(shù))+1.06系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率。

方差分析結(jié)果中，F(xiàn)=98.76，P=0.00，說(shuō)明系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員平均技能系數(shù)、Ln軟件需求變更次數(shù)、系統(tǒng)測(cè)試首次缺陷率與軟件千行缺陷數(shù)之間有顯著相關(guān)性，建立的回歸模型方程是顯著的。各個(gè)自變量的P值均小于0.05，說(shuō)明每個(gè)自變量均具有顯著意義。R-Sq(調(diào)整)=96.7%，說(shuō)明該模型是合理的。本項(xiàng)目基于的歷史數(shù)據(jù)有限，隨著項(xiàng)目的開(kāi)展、數(shù)據(jù)的積累，可以在更充分?jǐn)?shù)據(jù)的支撐下重新建立過(guò)程性能基線和模型，對(duì)軟件研制過(guò)程進(jìn)行定量項(xiàng)目管理，提高軟件質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

GJB5000A四級(jí)中，通過(guò)對(duì)軟件研制過(guò)程開(kāi)展定量項(xiàng)目，確保實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)定質(zhì)量目標(biāo)的控制。基于前期已有的項(xiàng)目數(shù)據(jù)，確定質(zhì)量和過(guò)程績(jī)效目標(biāo)為第三方軟件測(cè)評(píng)軟件缺陷率，識(shí)別得出需求變更、軟件開(kāi)發(fā)人員技能和系統(tǒng)測(cè)試等關(guān)鍵子過(guò)程，對(duì)積累的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，從而建立了過(guò)程能力基線和過(guò)程能力模型，相關(guān)工作流程對(duì)項(xiàng)目量化管理具有一定的參考價(jià)值。