摘 要： 針對(duì)我軍軟件裝備研制過(guò)程質(zhì)量量化管理的需要，對(duì)軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量與評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究，提供了度量構(gòu)造、度量數(shù)據(jù)采集、度量結(jié)果分析與評(píng)價(jià)活動(dòng)準(zhǔn)則，建立了軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量與評(píng)價(jià)體系，并指導(dǎo)其實(shí)施。

       關(guān)鍵詞： 軍用軟件過(guò)程；質(zhì)量度量；指示器；質(zhì)量評(píng)價(jià)

　　隨著我國(guó)武器裝備信息化的發(fā)展，軍用軟件質(zhì)量成為關(guān)注的焦點(diǎn)。目前軍用軟件質(zhì)量監(jiān)管主要存在以下問(wèn)題：⑴較多的關(guān)注軟件產(chǎn)品質(zhì)量，忽視開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量；⑵缺乏軟件過(guò)程質(zhì)量度量體系與評(píng)價(jià)基準(zhǔn)；⑶軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)較多依賴于第三方測(cè)試和定型測(cè)評(píng)，導(dǎo)致成本大大增加；⑷缺少可供過(guò)程持續(xù)改進(jìn)的數(shù)據(jù)積累和經(jīng)驗(yàn)。這些問(wèn)題均與軟件過(guò)程質(zhì)量度量相關(guān)。

　　軟件過(guò)程管理的目標(biāo)是使軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程、產(chǎn)品的實(shí)際情況與期望結(jié)果之間的偏差盡可能小，偏差可控，最終控制并改進(jìn)項(xiàng)目過(guò)程、提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量[1]。軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量包括項(xiàng)目、過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量度量。其中項(xiàng)目度量評(píng)估項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程的質(zhì)量，預(yù)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)度、工作量等。過(guò)程度量確保已定義的過(guò)程在軟件組織中得到合理應(yīng)用，并通過(guò)不斷改進(jìn)來(lái)滿足項(xiàng)目目標(biāo)。產(chǎn)品度量使用戶對(duì)軟件產(chǎn)品滿意并接受產(chǎn)品[2]。其中產(chǎn)品度量可以采用軟件質(zhì)量模型McCall進(jìn)行度量，本文則主要圍繞軟件項(xiàng)目和過(guò)程質(zhì)量開(kāi)展相應(yīng)的度量研究。

1 建立軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量體系

　　1.1 度量構(gòu)造

　　度量的構(gòu)造過(guò)程為選擇度量實(shí)體和屬性，進(jìn)行基本測(cè)量和派生測(cè)量，設(shè)置指示器，然后產(chǎn)生度量信息，其層次結(jié)構(gòu)如圖1所示[3]。測(cè)量實(shí)體為可測(cè)量的事物。測(cè)量屬性為可度量實(shí)體某些方面的特征，例如：規(guī)模、工作量和缺陷數(shù)等。測(cè)量構(gòu)造設(shè)計(jì)得越合理，測(cè)量的軟件屬性和已標(biāo)記的信息結(jié)合得就越好，也就越容易得出可靠、客觀的決策。

　　軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量圍繞著持續(xù)改進(jìn)軟件質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本的目標(biāo)展開(kāi)，通常包含產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量、進(jìn)度和進(jìn)展、生產(chǎn)率、資源和成本、產(chǎn)品穩(wěn)定性、過(guò)程依從性和技術(shù)有效性這7類信息的度量。

　　1.2 度量數(shù)據(jù)采集

　　度量數(shù)據(jù)采集是過(guò)程度量的基礎(chǔ)，用于收集與所要求的度量值相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。合理選取數(shù)據(jù)來(lái)源是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵，應(yīng)保證數(shù)據(jù)的有效性、一致性和準(zhǔn)確性[4]。采集活動(dòng)的入口準(zhǔn)則：軟件度量計(jì)劃已經(jīng)發(fā)布；采集測(cè)量數(shù)據(jù)的表單或自動(dòng)化工具已經(jīng)就緒。輸入：軟件度量計(jì)劃；度量數(shù)據(jù)源。輸出：所需的測(cè)量數(shù)據(jù)記錄。出口準(zhǔn)則：軟件度量計(jì)劃所需的度量數(shù)據(jù)已經(jīng)獲取、驗(yàn)證并被正確的保存。采集活動(dòng)步驟如下。

　?、奴@取度量數(shù)據(jù)。按照度量計(jì)劃在開(kāi)發(fā)活動(dòng)中按度量數(shù)據(jù)采集表或使用自動(dòng)化工具采集度量數(shù)據(jù)；軟件負(fù)責(zé)人使用統(tǒng)計(jì)方法或工具計(jì)算導(dǎo)出度量的數(shù)據(jù)值。

　　⑵驗(yàn)證度量數(shù)據(jù)。軟件負(fù)責(zé)人對(duì)基本度量數(shù)據(jù)和導(dǎo)出度量數(shù)據(jù)進(jìn)行核查，確保度量數(shù)據(jù)的完備性、完整性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性。對(duì)數(shù)據(jù)的完整性檢查應(yīng)盡可能靠近數(shù)據(jù)源進(jìn)行，檢查可能包括搜索遺漏數(shù)據(jù)、超出邊界的數(shù)據(jù)值、異常模式和度量之間的相關(guān)性等。應(yīng)注意檢驗(yàn)和糾正由于人為判斷而造成的分類不一致；檢查用于計(jì)算的導(dǎo)出度量與基本度量之間的關(guān)系。

　?、谴鎯?chǔ)度量數(shù)據(jù)。軟件負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)按照度量計(jì)劃存儲(chǔ)度量數(shù)據(jù)；設(shè)置度量數(shù)據(jù)的訪問(wèn)權(quán)限，限制非法訪問(wèn)度量數(shù)據(jù)，防止泄露信息。

　　1.3 度量結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

　　分析與評(píng)價(jià)活動(dòng)入口準(zhǔn)則：度量數(shù)據(jù)已采集。輸入：度量數(shù)據(jù)。輸出：通報(bào)記錄。出口準(zhǔn)則：提交度量數(shù)據(jù)分析結(jié)果。分析活動(dòng)步驟如下。

　　⑴計(jì)算指示器值。軟件負(fù)責(zé)人使用輔助分析工具對(duì)度量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，制作度量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)表，并按照基本度量→導(dǎo)出度量→指示器的順序，由度量數(shù)據(jù)生成相關(guān)指示器的值；生成指示器圖表。

　?、品治龆攘繑?shù)據(jù)。軟件負(fù)責(zé)人首先按照度量數(shù)據(jù)分析規(guī)程對(duì)指示器進(jìn)行分析，理解指示器當(dāng)前值表示的含義。比如發(fā)現(xiàn)指示器值超出正常范圍；指示器值雖未超出閾值，但存在超出的趨勢(shì)；控制圖存在失控點(diǎn)等現(xiàn)象，這時(shí)軟件負(fù)責(zé)人應(yīng)與相關(guān)人員對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)審，查找導(dǎo)致異常狀態(tài)的原因。由軟件負(fù)責(zé)人綜合分析所有指示器值，得出項(xiàng)目進(jìn)展?fàn)顟B(tài)的分析結(jié)論。

　?、嵌攘吭u(píng)價(jià)。能力度分析、過(guò)程改進(jìn)分析與決策，給出評(píng)價(jià)報(bào)告。在評(píng)價(jià)報(bào)告中應(yīng)標(biāo)識(shí)問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，并提出相應(yīng)的解決問(wèn)題和緩解風(fēng)險(xiǎn)的建議。

2 實(shí)施軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量

　　軟件過(guò)程質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程包括確定評(píng)價(jià)需求、設(shè)計(jì)、執(zhí)行和度量結(jié)果總結(jié)，評(píng)價(jià)過(guò)程如圖2所示。軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量實(shí)施的組織結(jié)構(gòu)、角色和職責(zé)如表1所示，度量指示器如表2所示，評(píng)價(jià)基準(zhǔn)如表3所示。

　　軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量采用分層度量，各級(jí)單位可選取不同的指示器進(jìn)行重點(diǎn)度量。表2中的項(xiàng)目級(jí)指項(xiàng)目開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，組織級(jí)包括承研單位的管理部門、總體單位和軍隊(duì)機(jī)關(guān)的管理組織。承研單位的管理部門主要關(guān)注本單位項(xiàng)目的質(zhì)量和進(jìn)展情況，為后續(xù)項(xiàng)目的開(kāi)展提供參考和促進(jìn)過(guò)程改進(jìn)，主要關(guān)注的指示器包括：缺陷密度、客戶滿意度、項(xiàng)目里程牌進(jìn)度、項(xiàng)目成本、生產(chǎn)率和重用率等。作為總體單位主要關(guān)注各承包單位的項(xiàng)目完成質(zhì)量的比較和項(xiàng)目總體進(jìn)度的掌握，為提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量和后續(xù)項(xiàng)目的發(fā)包提供參考，主要度量指示器包括：缺陷消除率、客戶滿意度、項(xiàng)目進(jìn)度、成本、需求穩(wěn)定性、評(píng)審發(fā)現(xiàn)的缺陷數(shù)、測(cè)試充分性和有效性等。機(jī)關(guān)單位主要關(guān)注各類軟件裝備的開(kāi)發(fā)質(zhì)量、效率和成本，為后續(xù)軟件項(xiàng)目設(shè)立和過(guò)程改進(jìn)提供參考，例如：嵌入式軟件、非嵌入式軟件及非嵌入式中的指控和數(shù)據(jù)分析軟件其開(kāi)發(fā)進(jìn)度、成本、質(zhì)量評(píng)價(jià)方法均不一樣。機(jī)關(guān)單位的主要度量指示器包括：項(xiàng)目進(jìn)度、成本、生產(chǎn)率、測(cè)試效率、代碼重用率等。

　　以進(jìn)度偏差為例，當(dāng)采集到進(jìn)度后可以使用掙值圖、網(wǎng)絡(luò)圖、S型曲線比較等分析方法，得到進(jìn)度超前、正?；驕蟮慕Y(jié)果，然后再做進(jìn)一步的分析與決策。例如進(jìn)度超前的可能原因包括：估計(jì)保守，實(shí)際項(xiàng)目組能力和經(jīng)驗(yàn)比預(yù)想的好；或者迄今為止沒(méi)有充分執(zhí)行當(dāng)前的任務(wù)或遺漏某些細(xì)節(jié)。擬采取的措施包括：重新估計(jì)后續(xù)任務(wù)進(jìn)度，盡早釋放資源；或者評(píng)審已完成的任務(wù)，查漏補(bǔ)缺。出現(xiàn)進(jìn)度滯后的可能原因包括：估計(jì)偏低；項(xiàng)目組成員經(jīng)驗(yàn)不足，領(lǐng)域知識(shí)匱乏；采用新技術(shù)造成開(kāi)發(fā)難度增大；未獲得充分資源；或者之前產(chǎn)品存在返工。擬采取措施包括：重新估計(jì)進(jìn)度；指派經(jīng)驗(yàn)豐富的人；投入更多的資源；減少任務(wù)范圍或降低活動(dòng)要求；通過(guò)改進(jìn)方法或技術(shù)提高生產(chǎn)效率。

　　軍用軟件根據(jù)其規(guī)模和重要程度也可分為分A、B、C、D四級(jí)，其在度量標(biāo)準(zhǔn)上也存在嚴(yán)格程度上的差異。例如：目前軍用軟件中軟件測(cè)試充分性度量，參考《航天型號(hào)軟件工程化要求》規(guī)定[6]，針對(duì)A級(jí)和B級(jí)軟件在進(jìn)行單元測(cè)試時(shí)，語(yǔ)句、分支和MC/DC覆蓋率均應(yīng)該達(dá)到100% ，而對(duì)于C級(jí)和D級(jí)軟件則不做要求。集成測(cè)試時(shí)A級(jí)軟件的調(diào)用覆蓋率應(yīng)達(dá)到100%，其他等級(jí)不做要求。配置項(xiàng)測(cè)試時(shí)A級(jí)軟件的目標(biāo)碼覆蓋率應(yīng)達(dá)到100%，其他等級(jí)不做要求。

　　本文研究軍用軟件過(guò)程質(zhì)量度量方法，建立度量與評(píng)價(jià)體系，提供度量構(gòu)造、度量數(shù)據(jù)采集、度量結(jié)果分析與評(píng)價(jià)活動(dòng)準(zhǔn)則，指導(dǎo)度量活動(dòng)實(shí)施。同時(shí)探索軍用軟件開(kāi)發(fā)承研單位、總體單位和機(jī)關(guān)針對(duì)不同的管理目標(biāo)進(jìn)行軟件過(guò)程質(zhì)量分層度量，為各級(jí)單位提供指示器裁剪，對(duì)于提高軍用軟件過(guò)程質(zhì)量具有重要的戰(zhàn)略意義。

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