■ 方義 方偉 朱燁 /中國航發(fā)動控所

通過引入以開發(fā)和運營維護一體化為核心的信息化管理理念——DevOps，建立標準化流程、建設(shè)統(tǒng)一工具鏈以提高自動化能力和增強智能反饋機制，實現(xiàn)了開發(fā)環(huán)境、測試環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境的高相似度及可編程、自動化的全生命周期配置維護管理，從而適應(yīng)快速變化、高可用性、高可靠性要求，幫助組織更快地獲取價值與反饋。

在完成原型機的設(shè)計后，功能的完善、問題的修復(fù)、硬件環(huán)境的變化以及用戶體驗等需求，會導(dǎo)致軟件的頻繁變更，使得軟件維護的成本遠超過軟件原型設(shè)計階段的成本，在這種交付壓力和人員投入的平衡性被逐漸打破的局面下，提高軟件持續(xù)交付能力成為了人們關(guān)注的焦點。

DevOps是Development和Operations的組合，是一組過程、方法與系統(tǒng)的統(tǒng)稱，用于促進開發(fā)（應(yīng)用程序/軟件工程）、技術(shù)運營和質(zhì)量保障（QA）部門之間的溝通、協(xié)作與整合。DevOps可以看作開發(fā)、技術(shù)運營和質(zhì)量保障三者的交集。

中國航發(fā)動控所的創(chuàng)新團隊以DevOps作為信息化管理理念，通過建立標準化流程、統(tǒng)一工具鏈建設(shè)、完善自動化能力、提高可視化反饋機制，來縮短軟件迭代的循環(huán)周期，完成了持續(xù)集成、持續(xù)部署、狀態(tài)看板和性能監(jiān)測的功能，從而提高了軟件研發(fā)效率。

項目總體思路與方案

建立標準化流程

圖1 自動化工具鏈路集群部署圖

以提高持續(xù)交付質(zhì)量為目標，建立高度自動化的研發(fā)流程，包括自動化測試執(zhí)行、自動化測試回歸、自動化發(fā)布和部署等，節(jié)約勞動力，提高生產(chǎn)效率。

統(tǒng)一工具鏈建設(shè)

重新定義項目關(guān)聯(lián)的唯一標識，以配置管理作為流程驅(qū)動的基礎(chǔ)，打通9個工具間的數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)中心為載體，將軟件研發(fā)過程的碎片數(shù)據(jù)規(guī)格化和可視化，積累組織資產(chǎn)，提供性能監(jiān)測基礎(chǔ)。

完善自動化能力

搭建全生命周期的持續(xù)集成平臺，涵蓋編譯構(gòu)建、靜態(tài)分析、單元測試、數(shù)據(jù)追蹤、數(shù)據(jù)分析等分布式自動化節(jié)點，實現(xiàn)軟件研發(fā)過程的自動化執(zhí)行，自動化發(fā)布和自動化部署。

目前已完成單點環(huán)境的資源部署，并形成與軟件研發(fā)流程相融合的自動化鏈路。服務(wù)器集群的部署如圖1所示。

提高可視化反饋機制

為了在提高軟件交付質(zhì)量的同時縮短軟件迭代周期，可視化的反饋機制作為工具鏈的后端顯得尤為重要，結(jié)合工作場景，反饋的形式包括郵箱、即時通信和監(jiān)控看板，工具間的數(shù)據(jù)打通是實時反饋的基礎(chǔ)，關(guān)鍵技術(shù)在于突破各通信交互間的接口。

并行開展實施的方案

Hubot方案：基于異步處理與TCP通信，采用當前最流行的nodejs框架，通過調(diào)用即時通信系統(tǒng)的接口單點接入，實現(xiàn)用戶個性反饋；通過單點接入技術(shù)與流程的結(jié)合，向軟件研發(fā)人員定時（每天、每周）、實時推送定制化消息，實現(xiàn)人機交互的溝通模式。

TBox方案：借鑒OSGI模塊化設(shè)計和C/S部署架構(gòu)，為所有的自研工具打造一個下載管理和監(jiān)控的平臺，構(gòu)造線程池管理消息隊列，采集在線情況并存儲為組織級的度量數(shù)據(jù)，該方案原理如圖2所示。

報表展示方案：基于數(shù)據(jù)庫讀取的報表工具，從海量的數(shù)據(jù)中提取和加工為項目評估數(shù)據(jù)，以實時看板提高對用戶的反饋速度，提高項目運行效率，其方案原理如圖3所示。

通過UI的設(shè)計后，項目的過程數(shù)據(jù)和健康狀態(tài)通過儀表盤的方式實時展示給團隊成員。

項目成效

圖2 TBox系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖3 基于實時數(shù)據(jù)庫的報表展示系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖4 軟件研發(fā)過程自動化狀況

圖5 軟件研發(fā)過程中優(yōu)化的活動分布

基于DevOps的安全關(guān)鍵軟件研發(fā)工具鏈分階段部署上線后，已在100個項目上投入使用，根據(jù)2017年年底統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，按照軟件研發(fā)的5大過程來看，自動化取得的成效如圖4所示，優(yōu)化了原有25個活動中的16個活動，優(yōu)化的活動分布如圖5所示。

除此以外，還實現(xiàn)了54個自研軟件工具、6個商用軟件工具和20臺設(shè)備的管理，為用戶提供了統(tǒng)一的工具/設(shè)備環(huán)境的下載使用和監(jiān)控平臺，為頻繁迭代的自研工具提供了管理手段；同時工具/設(shè)備的使用情況得到實時監(jiān)控，采集周期精確到60s，截至2017年已累積了9個月的工具使用數(shù)據(jù)。

與此同時，實現(xiàn)了140個關(guān)鍵業(yè)績指標（KPI）數(shù)據(jù)中88個的自動采集，52個KPI數(shù)據(jù)的半自動采集，覆蓋4類決策場景，并利用B/S架構(gòu)的設(shè)計，方便不同場地的接入查詢，利用即時通信系統(tǒng)及時地通知到個人。截至2017年年底，完成智能推送消息8714條，有效提高了項目和組織管理效率。

項目創(chuàng)新

基于DevOps的安全關(guān)鍵軟件研發(fā)工具鏈自上線以來，有超過100個軟件研發(fā)項目在該平臺上使用，管理了約150人規(guī)模的科研人員。本項目在方案探索和研制過程中克服了諸多關(guān)鍵技術(shù)和難點，對項目管理、軟件工程等的經(jīng)典方法論進行了有機整合，技術(shù)創(chuàng)新總結(jié)如下：

● 實現(xiàn)了基于版本的軟件全生命周期數(shù)據(jù)的管理，打通了9類工具間的數(shù)據(jù)互聯(lián)，利用項目和軟件版本作為關(guān)鍵索引解決了數(shù)據(jù)孤島問題；

● 利用分布式的部署環(huán)境支持多樣性的自動化服務(wù)，為軟件研發(fā)流程提供了大量的自動化工作，解決了流程操作的重復(fù)性工作和人工檢查的重復(fù)性工作；

● 以應(yīng)用商店為平臺，建立了組織內(nèi)部的“云管理商店”，對生命周期的研制環(huán)境進行了有效的監(jiān)控和管理，確?？蓪崟r基于歷史項目的過程數(shù)據(jù)和對應(yīng)的工作環(huán)境，產(chǎn)出期望的工作產(chǎn)品，以滿足控制軟件30年內(nèi)的數(shù)據(jù)可快速恢復(fù)、檢索的要求；

● 實現(xiàn)了140個KPI數(shù)據(jù)中88個的自動采集，52個的半自動采集，覆蓋4類決策場景，采集周期精確到60s，B/S架構(gòu)的設(shè)計能方便不同地點的接入，同時利用即時通信系統(tǒng)給個人推送定制化消息，消息的延時在120s以內(nèi)。

總結(jié)

基于DevOps的安全關(guān)鍵軟件研發(fā)工具鏈集成，一方面繼承了原有的成熟需求管理、配置管理等貨架管理平臺的優(yōu)勢，利用了原有的技改建設(shè)基礎(chǔ)；另一方面依據(jù)自身的研發(fā)組織及技術(shù)特點進行了大量的集成、定制及自動化開發(fā)。通過對軟件研發(fā)全生命周期工程數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)的分類、標記和整合，解決了原有系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)沖突、數(shù)據(jù)檢索困難等問題，促進了嵌入式控制軟件研發(fā)的效率和質(zhì)量控制能力。

通過大量管理活動的自動化集成及文檔的自動化生成集成，使得軟件研發(fā)人員可以更關(guān)注于軟件開發(fā)測試技術(shù)本身，節(jié)省不必要的流程簽署及文檔生成工作。

創(chuàng)新項目保留了原有的成熟的貨架軟件研發(fā)管理工具，在繼承了上百個項目近10年的開發(fā)過程及數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對所有的生命周期數(shù)據(jù)進行了標記和分類，開發(fā)了數(shù)據(jù)總線及大量自動化操作，采用了儀表盤、語義識別機器人等新的信息化技術(shù)，為后續(xù)進一步提升嵌入式控制軟件研發(fā)提供了保障和技術(shù)基礎(chǔ)。