摘 要：論文針對(duì)氣象水文軟件開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題，分析了國(guó)內(nèi)外常用的軟件質(zhì)量控制方法以及它們所存在的問(wèn)題，提出了將質(zhì)量管理體系和CMMI相結(jié)合的質(zhì)量控制方法，建立了一種新的軟件質(zhì)量控制模型，為全面提升氣象水文軟件的質(zhì)量提供新的思路。

關(guān)鍵詞：軟件質(zhì)量；質(zhì)量管理體系；CMMI；GJB9001B-2009；質(zhì)量控制模型

中圖分類號(hào)：TP311.52

軟件在裝備系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，軟件產(chǎn)品的質(zhì)量已逐步成為軍隊(duì)信息化建設(shè)的核心，軟件質(zhì)量關(guān)系到武器裝備系統(tǒng)的生命，關(guān)系到軍隊(duì)信息化建設(shè)的整體水平，一旦軟件失效，就可能導(dǎo)致整套裝備系統(tǒng)的失效，甚至導(dǎo)致戰(zhàn)爭(zhēng)的失敗。目前，軟件在研發(fā)過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，導(dǎo)致軟件的質(zhì)量和可靠性遠(yuǎn)不如人意，特別是與硬件的可靠性相比，軟件的可靠性一般要低一個(gè)數(shù)量級(jí)[1]。

1 軟件開(kāi)發(fā)中存在的問(wèn)題

（1）裝備系統(tǒng)研發(fā)軟硬件管理不均衡，過(guò)分強(qiáng)調(diào)硬件。武器裝備的研發(fā)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到技術(shù)和管理的方方面面，而且其各個(gè)因素又是相互關(guān)聯(lián)和制約，不均衡的過(guò)分強(qiáng)調(diào)某幾個(gè)方面都是不科學(xué)的。而現(xiàn)狀是系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)分強(qiáng)調(diào)硬件的重要性，軟件只是被當(dāng)做硬件的一個(gè)附件來(lái)對(duì)待，未作為產(chǎn)品列入裝備系統(tǒng)計(jì)劃和技術(shù)配套表。

（2）總體單位不抓配套單位分系統(tǒng)軟件的質(zhì)量，監(jiān)控力度不夠。在軟件產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中不遵循軟件工程的要求，而且武器裝備系統(tǒng)的總體單位只抓本單位開(kāi)發(fā)的軟件質(zhì)量，對(duì)配套單位分系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程監(jiān)控不力，對(duì)配套單位交付給總體單位的軟件普遍不進(jìn)行軟件驗(yàn)收測(cè)試和軟件驗(yàn)收評(píng)審。

（3）軟件設(shè)計(jì)文檔的編制不規(guī)范，不符合國(guó)軍標(biāo)要求。編制時(shí)缺少文檔化的過(guò)程描述，尤其是缺少工作文檔、風(fēng)險(xiǎn)管理文檔和工作量統(tǒng)計(jì)文檔，而且文檔編制水平和質(zhì)量參差不齊。特別嚴(yán)重的是大多數(shù)單位的文檔是在軟件編程完成后補(bǔ)寫(xiě)的，失去了以文檔指導(dǎo)軟件實(shí)現(xiàn)的作用。

（4）高層管理者對(duì)軟件管理不夠重視，軟件配置管理不到位。管理要從高層做起，但是多數(shù)高層卻忽略了管理的重要性，有的軟件開(kāi)發(fā)組未設(shè)配置管理員，有的單位對(duì)配置管理的概念（如對(duì)基線標(biāo)識(shí)和配置控制等）模糊，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)庫(kù)、受控庫(kù)的設(shè)置與管理不當(dāng)，致使軟件在出廠前基本不受控。

（5）對(duì)軟件測(cè)試的概念和方法認(rèn)識(shí)模糊，缺乏對(duì)過(guò)程和產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試。軟件開(kāi)發(fā)測(cè)試人員和質(zhì)量控制人員之間缺乏對(duì)對(duì)方工作的基本認(rèn)知，雙方難以溝通，阻礙了研發(fā)工作的順利開(kāi)展。部分單位對(duì)第三方測(cè)試存有疑慮：擔(dān)心泄密，難以保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，或擔(dān)心經(jīng)費(fèi)不足和增加工作量延誤工程進(jìn)度。

上述問(wèn)題是裝備研發(fā)中普遍存在的現(xiàn)象，亟待改進(jìn)。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，為了解決上述問(wèn)題，最根本的一條是必須“樹(shù)立軟件產(chǎn)品的觀念”和“用軟件工程方法組織軟件開(kāi)發(fā)”[2]，并按照軟件工程方法的基本原則不斷改進(jìn)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)比較常用的控制軟件質(zhì)量的方法是質(zhì)量管理體系法，而國(guó)外比較流行的是運(yùn)用CMMI（Capability Maturity Model Integration，即能力成熟度模型集成）來(lái)控制軟件的質(zhì)量。

2 軟件質(zhì)量控制的常用方法及缺陷

2.1 軍用軟件研制質(zhì)量控制的一般做法及缺陷

我國(guó)一直采用質(zhì)量管理體系中全面質(zhì)量管理的原則來(lái)控制軍用軟件的質(zhì)量。按照全面質(zhì)量管理的觀點(diǎn)，“產(chǎn)品質(zhì)量是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出來(lái)的”，關(guān)注軟件開(kāi)發(fā)、研制的過(guò)程，通過(guò)強(qiáng)調(diào)過(guò)程模式，將組織內(nèi)所有的工作定義為一個(gè)個(gè)明確的過(guò)程來(lái)進(jìn)行質(zhì)量保證和評(píng)估，使影響軟件產(chǎn)品質(zhì)量的因素在產(chǎn)品形成的全過(guò)程中始終處于受控狀態(tài)，以此來(lái)提高其使用的可靠性、安全性，突出的把持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程作為提高質(zhì)量管理體系水平的重要手段。

目前，軍用軟件研制質(zhì)量控制的整套模型源于GJB9001B-2009，該國(guó)軍標(biāo)適用面廣，可面向于硬件、軟件、流程性材料和服務(wù)四大產(chǎn)品[3]，主要強(qiáng)調(diào)的是硬件產(chǎn)品的質(zhì)量控制，對(duì)軍用軟件的適用性稍弱，沒(méi)有針對(duì)軟件產(chǎn)品及其研發(fā)的特點(diǎn)展開(kāi)說(shuō)明，尤其是在型號(hào)的不斷改進(jìn)，裝備狀態(tài)的多次更改之后，對(duì)軍用軟件的配置管理等方面的更高層次的問(wèn)題，缺乏行之有效的解決方法，在實(shí)施該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)無(wú)法引起高層領(lǐng)導(dǎo)的重視，沒(méi)有對(duì)質(zhì)量提出更高的要求，忽略了該標(biāo)準(zhǔn)反復(fù)強(qiáng)調(diào)的“質(zhì)量管理必須堅(jiān)持持續(xù)進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)”，導(dǎo)致研制單位無(wú)法擁有一套適用的質(zhì)量管理體系。

2.2 國(guó)外軟件研制質(zhì)量控制的一般做法及缺陷

CMM（Capability Maturity Model for Software，即軟件能力成熟度模型）是對(duì)組織軟件過(guò)程能力的描述[4]。CMM 中最為核心的思想是：只有好的過(guò)程才能造就好的結(jié)果。它側(cè)重于軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的管理及軟件工程能力的改進(jìn)與評(píng)估，是一種高效的管理標(biāo)準(zhǔn)，有助于最大程度地降低成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和用戶滿意度。CMMI是CMM模型的最新版本，它把軟件開(kāi)發(fā)視為一個(gè)過(guò)程，并根據(jù)這一原則對(duì)軟件的研發(fā)和維護(hù)進(jìn)行過(guò)程監(jiān)管，以使其更加科學(xué)化、規(guī)范化。CMMI項(xiàng)目為軍工界和政府部門提供了一個(gè)集成的產(chǎn)品集，其主要目的是消除不同模型之間的不一致和重復(fù)性，降低基于模型的改善成本。CMMI將以更加系統(tǒng)和一致的框架來(lái)指導(dǎo)組織改善軟件過(guò)程，提高軟件產(chǎn)品的研發(fā)、獲取和維護(hù)能力。

CMMI是目前國(guó)際上最流行、最實(shí)用的一種軟件質(zhì)量控制模型，強(qiáng)調(diào)各個(gè)方面的均衡發(fā)展，注重基于模型的、循序漸進(jìn)的過(guò)程改進(jìn)，可以幫助軟件企業(yè)有效地管理軟件過(guò)程，但是CMMI也存在缺陷，CMMI本身是國(guó)外的體系，是基于法治的體系，而我國(guó)強(qiáng)調(diào)的是人治的氛圍，這種文化性問(wèn)題是CMMI能否適用于我軍的關(guān)鍵；實(shí)施該體系時(shí)單位對(duì)于軟件研發(fā)人員缺少必要的有關(guān)質(zhì)量管理方面的培訓(xùn)，導(dǎo)致軟件研制人員與質(zhì)量管理人員難以溝通，阻礙了研發(fā)工作的進(jìn)度；CMMI只強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵過(guò)程域，無(wú)法保證軟件產(chǎn)品能被成功的研制出來(lái)。

3 基于質(zhì)量管理體系和CMMI的氣象水文軟件質(zhì)量控制方法

3.1 質(zhì)量管理體系與CMMI的共同性

質(zhì)量管理體系與CMMI面向的都是組織和軟件產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，都是以現(xiàn)代質(zhì)量管理理念為基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)了質(zhì)量管理、質(zhì)量保證、全面質(zhì)量控制、全面質(zhì)量檢驗(yàn)等思想。它們都非常關(guān)注產(chǎn)品的質(zhì)量，都以相同的質(zhì)量原理為基礎(chǔ)，都強(qiáng)調(diào)通過(guò)良好的過(guò)程來(lái)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，都在強(qiáng)調(diào)外部溝通的同時(shí)強(qiáng)調(diào)內(nèi)部溝通，都以組織的領(lǐng)導(dǎo)者和管理者作為最關(guān)鍵的成功條件，都采用PCDA方法，都重視規(guī)范化、活動(dòng)規(guī)程和必要的文檔與記錄。

3.2 質(zhì)量管理體系與CMMI的差異性

作為質(zhì)量管理的標(biāo)準(zhǔn)性文件，CMMI與GJB 9001B是有著明顯的差別的。GJB 9001B是一個(gè)適用于各類產(chǎn)品的通用型標(biāo)準(zhǔn)，主要是針對(duì)制造業(yè)制定的，而CMMI是專門針對(duì)軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，可以幫助軟件企業(yè)有效地管理軟件過(guò)程；GJB 9001B強(qiáng)調(diào)完整的組織體系，可以用來(lái)建立符合ISO9000管理的組織管理，而CMMI本身對(duì)管理體系沒(méi)有明確要求，默認(rèn)組織體系是有效的、健全的；GJB 9001B評(píng)估的目的是要認(rèn)證組織是否建立了有效的質(zhì)量管理體系，為此給出比較簡(jiǎn)明、科學(xué)、原則性的要求，評(píng)估出結(jié)論合格與否，而CMMI則用于評(píng)估組織的軟件能力的改善，確定采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，或找出軟件過(guò)程的強(qiáng)項(xiàng)和弱項(xiàng)，明確改進(jìn)途徑，為此給出良好軟件過(guò)程的詳細(xì)描述和能力提高的簡(jiǎn)明科學(xué)途徑。

3.3 基于質(zhì)量管理體系和CMMI的氣象水文軟件質(zhì)量控制模型的建立

GJB 9001B鼓勵(lì)在建立、實(shí)施質(zhì)量管理體系以及改進(jìn)其有效性時(shí)采用過(guò)程方法，通過(guò)滿足顧客要求，增強(qiáng)顧客滿意，而CMMI的本質(zhì)是通過(guò)對(duì)軟件研制過(guò)程中關(guān)鍵過(guò)程域的精確定義，來(lái)使軟件研制從一個(gè)不確定的“黑箱”操作過(guò)程，變成一個(gè)各步驟可視的、可對(duì)偏差隨時(shí)控制的“透明”操作過(guò)程。根據(jù)質(zhì)量管理體系和CMMI的相關(guān)理念和技術(shù)要求設(shè)計(jì)出適用于氣象水文軟件的質(zhì)量控制模型。

質(zhì)量控制是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，該模型將質(zhì)量控制歸納成七個(gè)階段：（1）明確準(zhǔn)備目標(biāo)、項(xiàng)目范圍和資源需求，依據(jù)CMMI的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軟件的現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估，定義相應(yīng)的目標(biāo)和指導(dǎo)原則，為下一階段準(zhǔn)備好相應(yīng)的評(píng)估資料；（2）根據(jù)客戶的要求和技術(shù)指標(biāo)制定軟件的開(kāi)發(fā)流程，該階段表達(dá)了組織層上下同心、擬定目標(biāo)和愿望的狀態(tài)，這是對(duì)將來(lái)有一個(gè)共同思考的過(guò)程；（3）在新的開(kāi)發(fā)流程下引入GJB 9001B質(zhì)量管理體系的相關(guān)要求，對(duì)組織當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行判決，及時(shí)向組織傳達(dá)發(fā)現(xiàn)的情況和問(wèn)題，并根據(jù)GJB 9001B的要求，確定需要進(jìn)一步改進(jìn)的方向；（4）根據(jù)上述要求擬定軟件管理流程，確定關(guān)鍵業(yè)務(wù)主題、各團(tuán)隊(duì)的角色和職責(zé)、需要進(jìn)行的活動(dòng)以及改進(jìn)進(jìn)度安排；（5）在此流程的基礎(chǔ)上導(dǎo)入成熟的開(kāi)發(fā)和管理理論及方法，并根據(jù)客戶的要求建立相應(yīng)的規(guī)則、度量方法、模板，作為改進(jìn)和實(shí)施的基礎(chǔ)；（6）按層次和相關(guān)要求編寫(xiě)各層次文件，根據(jù)國(guó)軍標(biāo)的要求編寫(xiě)相應(yīng)的工作文檔、風(fēng)險(xiǎn)管理文檔以及工作量統(tǒng)計(jì)文檔；（7）依據(jù)軟件運(yùn)行的實(shí)際情況改進(jìn)流程，在這個(gè)過(guò)程中組織的所有人員確定需要改進(jìn)的目標(biāo)，分析現(xiàn)有的工作步驟、客戶需求和存在的問(wèn)題，給出改進(jìn)方案，驗(yàn)證并更新實(shí)施流程，在提高技能、績(jī)效的同時(shí)，也提高軟件的質(zhì)量。質(zhì)量控制是一個(gè)總結(jié)、再學(xué)習(xí)和提高的過(guò)程，通過(guò)不斷的改進(jìn)建立下一輪工作的更高目標(biāo)，制定組織進(jìn)一步工作的計(jì)劃，只有通過(guò)這種反復(fù)的評(píng)估改進(jìn)才能不斷提高軟件質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

在信息化高速發(fā)展的今天，要高質(zhì)量、高效率地開(kāi)發(fā)出復(fù)雜的大型軟件系統(tǒng)已不再是單個(gè)質(zhì)量控制方法所能完成的任務(wù)，只有通過(guò)融合多種方法的優(yōu)點(diǎn)推出一種新的質(zhì)量控制模型，才能保證氣象水文軟件產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。本模型旨在GJB 9001B的基礎(chǔ)上結(jié)合CMMI的理念和技術(shù)要求，把GJB 9001B作為CMMI的保障，而把CMMI作為GJB 9001B的“使能器”，兩者相互促進(jìn)，全面提升氣象水文軟件的質(zhì)量及服務(wù)能力，進(jìn)而提高武器裝備軟件的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]仍然.從國(guó)際軟件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)論我國(guó)軟件產(chǎn)業(yè)質(zhì)量保證體系[J].情報(bào)學(xué)報(bào)，1999（18）：49-451.

[2]Watts S.Humphrey.Managing the Software Process[J].Addison Wesley，2002（19）：58-63.

[3]GJB 9001B-2009，質(zhì)量管理體系要求[S].

[4]楊一平，王以良，郝海靜.軟件能力成熟度模型CMM方法及其應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2001.

作者簡(jiǎn)介：劉高飛（1961-），男，江蘇南京人，副教授，研究方向：氣象水文裝備；程國(guó)（1990-），男，山東棗莊人，碩士研究生，研究方向：軟件質(zhì)量與可靠性。

作者單位：解放軍理工大學(xué)氣象海洋學(xué)院，北京 100081