馬小龍 劉家才 唐衛(wèi)寧

(湖州師范學(xué)院商學(xué)院，浙江 湖州 313000)

0 引言

軟件產(chǎn)品的質(zhì)量是決定一個軟件企業(yè)能否成功的關(guān)鍵因素，而軟件產(chǎn)品的質(zhì)量是由開發(fā)軟件的過程質(zhì)量所決定的。因此，對軟件企業(yè)來說，為了在激烈的軟件市場競爭中更好地生存和發(fā)展，必須實施軟件過程改進(jìn)［1］。可以預(yù)見的是，凡是不能適應(yīng)軟件過程改進(jìn)這種理念的軟件企業(yè)，注定在未來數(shù)年內(nèi)被軟件行業(yè)的競爭所淘汰。

對于軟件企業(yè)而言，無論規(guī)模的大小，都必須要實施軟件過程改進(jìn)［2］。而實際上，中小軟件企業(yè)要實施完整的、規(guī)模巨大的軟件過程改進(jìn)工作非常艱難，如中小企業(yè)實施能力成熟度模型集成(capability maturity model integration，CMMI)。目前的研究集中在適用于大型軟件企業(yè)要求的CMMI和經(jīng)過剪裁的面向中小軟件企業(yè)的CMMI。但是中小軟件企業(yè)實施剪裁的CMMI也不容易，這是因為實施CMMI需要有一批實施專家，這對于中小軟件企業(yè)來說是一筆不小的成本。

本文通過提出一種基于CMMI和6 Sigma的軟件過程改進(jìn)框架來加速中小軟件企業(yè)實施CMMI，以期望中小軟件企業(yè)在較短的時間內(nèi)以較低的成本達(dá)到CMMI2或者CMMI3等級。

1 相關(guān)理論

1.1 CMMI

CMMI是由美國國防部、卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)的軟件工程學(xué)院和美國國防工業(yè)協(xié)會共同開發(fā)和研制的新一代成熟度模型［3］。CMMI分為階段式和連續(xù)式兩種表示方法。階段式表示方法提供了預(yù)定義的路線圖，路線圖被劃分為“成熟等級”的一系列階段。每個成熟度等級都有一組過程域，每個過程域用滿足其目標(biāo)的實踐來描述。而連續(xù)式模型沒有組織級成熟度相關(guān)的分散階段，允許軟件企業(yè)按照企業(yè)的目標(biāo)有節(jié)奏地實施不同的過程改進(jìn)工作。

CMMI分為五個等級，25個過程域。每個過程域都有一些特殊目標(biāo)和通用目標(biāo)，這些目標(biāo)通過相應(yīng)的特殊實踐和通用實踐來實現(xiàn)。

雖然CMMI的具體實施可以有效地幫助軟件企業(yè)進(jìn)行過程管理，但仍存在一些不足，其主要的不足之處在于模型只說明了要做什么，而沒有說明怎么做，企業(yè)對解決具體質(zhì)量問題缺乏明確的方法和工具。因此，軟件組織應(yīng)尋找一種實用的過程質(zhì)量改進(jìn)工具，從而使得組織內(nèi)的過程達(dá)到CMMI模型所要求的各項目標(biāo)。

1.2 六西格瑪

六西格瑪(6 Sigma)管理法是一種以客戶為導(dǎo)向的、持續(xù)改進(jìn)的管理模式，其特點是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，追求完美的質(zhì)量管理。六西格瑪管理法是對全面質(zhì)量管理的繼承和發(fā)展，其核心是將所有的工作作為一種流程，采用量化的方法分析流程中影響質(zhì)量的因素，并找出最關(guān)鍵的因素加以改進(jìn)，從而達(dá)到更高的客戶滿意度。六西格瑪管理法的實施主要采用所謂的DMAIC(DMAIC是指由定義D(define)、測量M(measure)、分析A(analyze)、改進(jìn) I(improve)、控制 C(control)五個階段構(gòu)成的過程)改進(jìn)方法模型對組織的關(guān)鍵流程進(jìn)行改進(jìn)［4］。

在DMAIC過程中，定義即確定客戶對于質(zhì)量認(rèn)知的首要因素和過程;測量即測量核心業(yè)務(wù)流程運(yùn)作的有效性;分析即分析收集的數(shù)據(jù)和流程圖，確定造成缺陷的關(guān)鍵因素及與競爭對手的差距所在;改進(jìn)即基于分析，針對關(guān)鍵因素確立最佳改進(jìn)方案;控制即主要對關(guān)鍵因素進(jìn)行長期控制并采取措施以維持改進(jìn)結(jié)果，進(jìn)而達(dá)到質(zhì)量管理的新水準(zhǔn)。

1.3 CMMI和六西格瑪關(guān)系

六西格瑪作為一種過程改進(jìn)工具，用來幫助企業(yè)改進(jìn)制造過程、降低缺陷、提高產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)運(yùn)營效率并縮短周期。而實施CMMI的目的，在于提高軟件企業(yè)的開發(fā)效率和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量，其主要用于軟件過程的改進(jìn)，促進(jìn)軟件企業(yè)能力成熟度的提高。因此，六西格瑪和CMMI在改進(jìn)目的上是類似的，都是用來提高企業(yè)的整體質(zhì)量管理水平，只是CMMI注重的是流程的規(guī)范化和體系化，而六西格瑪則為解決具體軟件質(zhì)量問題提供了改進(jìn)方法體系。二者相結(jié)合，可以相互促進(jìn)，產(chǎn)生更加有效的改進(jìn)結(jié)果［5］。

2 剪裁的CMMI框架

CMMI不需要軟件企業(yè)完成大量的文檔。實施者的職責(zé)之一就是將文檔減少到合理的程度?；谙嗤脑瓌t，本文仔細(xì)研究了CMMI2和CMMI3的過程域，結(jié)合中小軟件企業(yè)的現(xiàn)狀，對其作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

剪裁的CMMI框架根據(jù)增量迭代模型的不同階段，將軟件開發(fā)分為項目開發(fā)活動和項目管理活動兩部分，使項目管理和軟件開發(fā)緊密結(jié)合［6］。項目開發(fā)活動歸入需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、編碼和單元測試、綜合測試和維護(hù)五個過程域;項目管理活動按不同性質(zhì)被納入需求管理、軟件項目計劃管理、軟件項目跟蹤和監(jiān)控、軟件質(zhì)量保證和軟件配置管理五個過程域。

2.1 項目開發(fā)過程

在剪裁的CMMI框架中，項目開發(fā)過程被劃分為以下五個過程域。

①需求分析過程域，對用戶進(jìn)行需求調(diào)研，獲取用戶需求并定義產(chǎn)品需求。

②系統(tǒng)設(shè)計過程域，設(shè)計開發(fā)軟件產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)、用戶界面、數(shù)據(jù)庫和子模式，確定所采用的技術(shù)工具，在需求和代碼之間建立橋梁，直到產(chǎn)品實現(xiàn)。

③編碼和單元測試過程域，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計文檔的要求對各模塊進(jìn)行編碼，對編碼的階段性產(chǎn)品進(jìn)行單元測試。

④綜合測試工程域，依據(jù)用戶需求、系統(tǒng)設(shè)計文檔對最終產(chǎn)品進(jìn)行全面測試，得到用戶所需求的產(chǎn)品。

⑤維護(hù)過程域，客戶依據(jù)合同和需求文檔對產(chǎn)品進(jìn)行測試和維護(hù)，以確保軟件滿足用戶的長久需求［8］。

2.2 項目管理過程

在剪裁的CMMI框架中，項目管理過程可劃分以下為五個過程域。

①需求管理過程域，分配需求被有效地建立成一個基線。這個基線是以后活動的基礎(chǔ)，軟件計劃、產(chǎn)品和活動與分配需求保持一致。

②項目計劃管理過程域，軟件估計被文檔化，以供計劃和跟蹤軟件項目使用，軟件項目的活動和約定是有計劃的，并形成文檔。

③項目跟蹤和監(jiān)控過程域，這個過程域周期性地跟蹤和監(jiān)督項目各單元，如進(jìn)度、工作量、成本和資源等，不斷了解項目的進(jìn)展情況，當(dāng)項目進(jìn)展顯著偏離計劃時，則采取糾正措施。

④軟件質(zhì)量保證過程域，通過提供一種有效的人員組織形式和管理方法，實現(xiàn)對產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量的檢查和監(jiān)督，從而持續(xù)改進(jìn)軟件質(zhì)量。

⑤軟件配置管理過程域是軟件過程的關(guān)鍵要素，其目的是建立并維護(hù)軟件產(chǎn)品在整個軟件生存期內(nèi)的完整性。這個過程域是開發(fā)和維護(hù)各個階段管理軟件演進(jìn)過程的方法和規(guī)程［7］。

3 6SBC模型

基于CMMI和6 Sigma的6SBC模型，融合了CMMI和六西格瑪兩種改進(jìn)方法的優(yōu)點。6SBC模型框架圖如圖1所示。

圖1 6SBC模型框架圖Fig.1 Block diagram of 6SBC model

本文建議在戰(zhàn)略層面使用六西格瑪法，從而更好地控制軟件過程改進(jìn)活動。如果在基于CMMI的基礎(chǔ)上引入六西格碼作為軟件過程改進(jìn)方法，可以縮短改進(jìn)的時間，提高改進(jìn)的質(zhì)量［9］。此外，在六西格瑪法實施中產(chǎn)生的分析和控制文檔，滿足了CMMI許多具體和通用的要求，公司不需要再投入額外的費用去完成這些文檔資料。

對于中小軟件企業(yè)而言，首先是識別企業(yè)需要改善的關(guān)鍵域，選擇一個能從總體上代表公司水平的項目工程，被選擇的工程估計至少要有3～6個月的時間項目周期［10］。企業(yè)至少要投入3個人到這個項目中，以便他們能在組織內(nèi)部推動六西格瑪，減少雇傭六西格瑪黑帶大師的費用。本文力推公司的高層領(lǐng)導(dǎo)作為黑帶大師，而項目經(jīng)理作為黑帶(項目經(jīng)理)來管理項目。黑帶的職責(zé)是啟動六西格瑪項目。

第一階段是定義階段，在這個階段，團(tuán)隊成員和團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)就項目做什么和項目的目標(biāo)是什么達(dá)成一致意見。為了定義一個工程，黑帶要制訂項目章程。作為這一階段的成果，將有一個預(yù)期改善明確的聲明，推動這個項目以項目章程的形式通過這個階段。

第二個階段是測量階段，這個階段的目標(biāo)是通過對當(dāng)前過程現(xiàn)狀的了解，盡可能發(fā)現(xiàn)組織的弱點。這一過程將定義和收集過程數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行基線分析。通過對數(shù)據(jù)收集和評估工作，可以獲得對問題和改進(jìn)機(jī)會的定量化認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上獲得項目實施方面的信息。

第三個階段是分析階段，這個階段需要對度量數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲分離和穩(wěn)定性的判斷，目的是明確引起過程偏差的原因。在這個階段需要團(tuán)隊成員識別現(xiàn)有過程的缺點，驗證缺點的根源，并在改進(jìn)階段解決。

第四個階段是改善階段，改善階段用來實施已確定的解決方案，并用事實和數(shù)據(jù)來證明實施的方案能解決問題。這個階段的最后，需要組織重新評估過程域，確定是否需要進(jìn)一步的改善。

第五個階段是控制階段，這個階段用來監(jiān)督整個六西格瑪項目的執(zhí)行?？刂齐A段的活動將進(jìn)一步確保問題不會再次發(fā)生，新的工作方式要制度化，要進(jìn)一步按照組織的目標(biāo)改進(jìn)［11］。

本文建議中小企業(yè)采用控制圖表來幫助這個階段。這個階段的結(jié)果是預(yù)計使用新的過程來形成一個組織層面的政策和制定改善計劃。

一旦一個組織完成了六西格瑪項目的整個過程，可以期望一個團(tuán)隊在較短的時間內(nèi)以較少的努力達(dá)到期望的能力水平。此外，一步步的框架允許項目團(tuán)隊繼續(xù)關(guān)注開發(fā)軟件產(chǎn)品而不是擔(dān)心過程改進(jìn)活動。中小企業(yè)可以在隨后的過程域中使用相同的過程，從而提升他們的能力。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)我國軟件業(yè)的實際情況，通過對CMMI2和CMMI3的各關(guān)鍵過程域進(jìn)行剪裁和重定位，結(jié)合6 Sigma的DMAIC方法提出了軟件過程改進(jìn)模型6SBC——一種適合我國中小型軟件企業(yè)的軟件開發(fā)模型，為我國中小軟件組織走上軟件開發(fā)規(guī)范化道路、進(jìn)而真正實施CMMI起到一定的幫助作用。

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［11］Cvetan Redzic，Jongmoon Baik.Six Sigma approach in software quality improvement［C］//Fourth International Conference on Software Engineering Research，Management and Applications，Seattle，WA，USA，2006:9 －11.