朱斌

（南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引言

軟件和信息技術(shù)的應(yīng)用飛速發(fā)展，已經(jīng)廣泛地覆蓋并滲透到社會(huì)生活的方方面面。特別是近10年來，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)[1]推動(dòng)信息技術(shù)應(yīng)用進(jìn)入跨界融合的繁榮期。如何科學(xué)、規(guī)范地對軟件成本進(jìn)行度量和計(jì)價(jià)，一直是業(yè)界的難題和關(guān)注點(diǎn)。

目前國內(nèi)外以采用基于功能點(diǎn)的軟件成本估算方法（FPA）最為主流和成熟。2018年，國家市場監(jiān)管局和標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布的GB/T 36964—2018《軟件開發(fā)成本度量規(guī)范》也推薦使用功能點(diǎn)法作為度量軟件開發(fā)成本的估算方法[2]。

功能點(diǎn)法簡便易操作，適用于快速匡算信息化項(xiàng)目前期立項(xiàng)階段的總投資。但在近年來開展南方電網(wǎng)公司信息化項(xiàng)目造價(jià)工作中發(fā)現(xiàn)，將功能點(diǎn)法應(yīng)用于項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施階段及項(xiàng)目結(jié)算等環(huán)節(jié)仍有較大的局限性，主要原因包括以下幾點(diǎn)。

a）功能點(diǎn)法是基于用戶視角，可以在項(xiàng)目前期為甲方立項(xiàng)提供決策參考；但由于其不能反映項(xiàng)目建設(shè)過程中各個(gè)工序作業(yè)的資源耗量，因此不能測算出開發(fā)者在各個(gè)工序環(huán)節(jié)的實(shí)際投入成本，對項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施及結(jié)算階段的指導(dǎo)意義不大。

b）功能點(diǎn)法僅對項(xiàng)目9大階段中開發(fā)階段進(jìn)行量化評估，其余8個(gè)階段工作量的評估，通常是以開發(fā)工作量為基數(shù)按經(jīng)驗(yàn)值比例推算得到。由于應(yīng)用系統(tǒng)的定制化等因素，常導(dǎo)致需求分析、實(shí)施和運(yùn)維等成本與項(xiàng)目實(shí)際值偏差較大。

c）功能點(diǎn)算法模型顆粒度較粗，主觀判斷因素多。各類因子如開發(fā)語言調(diào)節(jié)因子、開發(fā)團(tuán)隊(duì)背景調(diào)節(jié)因子[3]的賦值原則較模糊，可調(diào)空間較大，容易導(dǎo)致計(jì)量爭議。

為此，南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院基于長期工作過程中的研究創(chuàng)新積累，提出了基于工序分解（WBS：Work Breakdown Structure）的信息化項(xiàng)目成本度量新方法，該方法將信息化項(xiàng)目工序按可交付成果分解成較小的，更易以進(jìn)行成本測算和管控的組成部分，借鑒參考電網(wǎng)基建工程的成本計(jì)量法[4]，將需求分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施等工作分解細(xì)化，將項(xiàng)目各級工序標(biāo)準(zhǔn)化，單價(jià)定額化，首次從開發(fā)者的角度對軟件的價(jià)值進(jìn)行度量，明確各項(xiàng)任務(wù)的邊界，并以公式或定額的方法進(jìn)行取值計(jì)算，提高標(biāo)準(zhǔn)的適用能力。

1 信息化項(xiàng)目工序法成本度量體系構(gòu)建

國內(nèi)外軟件工程體系[5]一般將信息化項(xiàng)目按全生命周期劃分為9個(gè)階段，如圖1所示。

圖1 信息化項(xiàng)目全生命周期階段圖

其中，需求分析、設(shè)計(jì)屬于信息系統(tǒng)開發(fā)前的準(zhǔn)備階段；系統(tǒng)開發(fā)集成、部署實(shí)施是系統(tǒng)建設(shè)成形的關(guān)鍵階段；應(yīng)用測試、聯(lián)調(diào)測試和入網(wǎng)安評測試是系統(tǒng)上線前的準(zhǔn)備階段；日常運(yùn)維、修理維護(hù)則貫穿系統(tǒng)從上線至壽命終止的全過程。

因此，基于WBS的信息化項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)工序構(gòu)建應(yīng)覆蓋整個(gè)項(xiàng)目周期的所有工作階段，工序的顆粒度應(yīng)能夠反映各種功能組件差異化的工作量，且易以進(jìn)行成本測算和造價(jià)管控。

1.1 深度分解信息化項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)工序

采用WBS方法，將信息化項(xiàng)目各個(gè)工作階段進(jìn)行分解，以設(shè)計(jì)階段為例，如表1所示。

由表1可見，項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的工作內(nèi)容被細(xì)化分解為項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中的流程化、標(biāo)準(zhǔn)化工序。分解后的工序?qū)?yīng)可交付、可量化的成果，能夠通過測定項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的具體工作量，精確地度量每個(gè)工序的資源消耗量及工序成本。同理，項(xiàng)目其余階段工序也按上述原則進(jìn)行WBS分解，本文省略。

表1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段工序分解

1.2 測定標(biāo)準(zhǔn)工序的定額消耗量

將工作標(biāo)準(zhǔn)化分解后，能夠分項(xiàng)測定各個(gè)工序的資源耗量定額。本文采用計(jì)時(shí)觀察法，通過觀察、記錄、整理和分析項(xiàng)目各個(gè)工序的人工消耗量，測定各個(gè)工序的工時(shí)定額。計(jì)時(shí)觀察法[6]以研究工時(shí)消耗為對象，是測定時(shí)間消耗的基本方法，工序定額時(shí)間測定的精度控制模型如下：

式（1）中：E——測時(shí)精度允許誤差；

n——觀察次數(shù)；

Δ——每次實(shí)測值與測時(shí)均值之差。

式（2）中：Kp——數(shù)列穩(wěn)定系數(shù)；

tmax——最大觀測值；

tmin——最小觀測值。

根據(jù)計(jì)時(shí)觀察法精度控制的邊界條件，給定精度控制參數(shù)E，則觀測次數(shù)n需要同時(shí)滿足模型中Kp和E對應(yīng)的約束條件。

以設(shè)計(jì)階段中“UI設(shè)計(jì)”工序?yàn)槔?，采用?jì)時(shí)觀察法測定“新增UI效果圖”工序完成1個(gè)頁面的工時(shí)消耗量過程如表2所示。

表2 工時(shí)定額測定過程

由表2可知，通過密集抽樣[7]進(jìn)行直接的工序時(shí)間測量，并根據(jù)計(jì)時(shí)觀察法模型檢驗(yàn)測量精度，將表2中的數(shù)據(jù)代入公式（1）-（2）計(jì)算，得出Kp=1.44，n=13，E=±4.03%，根據(jù)模型邊界控制條件：當(dāng)Kp≤0.5時(shí)，同時(shí)滿足E≤±5%，n≥9，則通過表2中的樣本測算的定額時(shí)間消耗量滿足精度要求，則“新增UI效果圖”工序的工時(shí)消耗定額為Xˉ=5.94工時(shí)/頁面。同理可測定信息化項(xiàng)目其他工序的定額消耗量，如表3所示。

表3 工序法工時(shí)定額示例

2 編碼工作量算法模型研究

開發(fā)階段的成本在信息化項(xiàng)目中一般占到總成本的40%左右[8]，其中，編碼是開發(fā)工作中的關(guān)鍵工序。故在構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)工序的基礎(chǔ)上，有必要研究一種基于詳細(xì)設(shè)計(jì)深度和結(jié)算深度的編碼工序計(jì)量法。

以“外部輸入（EI）”的編碼工作量為例，建立編碼工作耗時(shí)與組件復(fù)雜程度的關(guān)系式，研究對比功能點(diǎn)法與工序法的編碼工作量算法：

式（3）中：TEI——“外部輸入（EI）”的編碼工作耗時(shí)；

QDET、QFTR——該組件內(nèi)部的字段數(shù)（DET）和引用文件數(shù)（FTR）；

α、β——編碼耗時(shí)率，對應(yīng)組件內(nèi)部每個(gè)DET或FTR編碼工作占用的時(shí)間。

由式（3）可知，隨著QDET和QFTR增加，TEI相應(yīng)地增加，體現(xiàn)出編碼工作隨組件內(nèi)含增加復(fù)雜程度提高，編碼耗時(shí)增加的規(guī)律。根據(jù)式（3）的變量關(guān)系式，在三維坐標(biāo)系中以QDET和QFTR為平面坐標(biāo)值，TEI為垂直坐標(biāo)值，繪制編碼工作算法模型圖，能夠直觀地呈現(xiàn)功能點(diǎn)法與工序法算法的區(qū)別，如圖2-3所示。

圖2 功能點(diǎn)法編碼工作量算法模型圖

由圖2可見，功能點(diǎn)法從用戶視角按高、中、低3種復(fù)雜度級別劃分功能組件的開發(fā)耗時(shí)率[9]，在DET和FTR的分段區(qū)間范圍內(nèi)編碼耗時(shí)率均為常量，超過臨界點(diǎn)則耗時(shí)率躍升一個(gè)梯度，故組件耗時(shí)只有高、中、低3種情況對應(yīng)的取值。

由圖3可見，工序法是從開發(fā)者的視角來構(gòu)建算法模型的，編碼耗時(shí)漸變趨勢更為平滑，度量更為精確。與功能點(diǎn)法不同，工序法的編碼工作算量首創(chuàng)了直接對組件的構(gòu)成DET、RET和FTR編碼耗時(shí)進(jìn)行測定的方法，首次從開發(fā)者的視角按組件內(nèi)含區(qū)分不同情況的編碼耗時(shí)程度，精確地反映出開發(fā)耗時(shí)隨組件具體內(nèi)容的增減呈連續(xù)變化的實(shí)際情況，能夠同時(shí)滿足項(xiàng)目前期估算、詳細(xì)設(shè)計(jì)預(yù)算和項(xiàng)目結(jié)算深度的需要。

圖3 工序法編碼工作量算法模型圖

各類編碼工作的定額消耗量按前文方法測定，結(jié)果如表4所示。

表4 工序法編碼工時(shí)定額

由表4可知，結(jié)合測定的工序定額耗時(shí)和行業(yè)發(fā)布的開發(fā)人員工日單價(jià)，確定各個(gè)工序的定額單價(jià)，示例如表5所示。

表5 編碼工序定額單價(jià)示例

3 基于標(biāo)準(zhǔn)工序度量信息化項(xiàng)目成本

本文選取一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目，對基于標(biāo)準(zhǔn)工序方法度量信息化項(xiàng)目成本進(jìn)行實(shí)例演示。

采用工序法度量項(xiàng)目直接建設(shè)成本，需按照標(biāo)準(zhǔn)工序表計(jì)算各個(gè)分項(xiàng)的工作量及費(fèi)用，將各個(gè)分項(xiàng)的費(fèi)用進(jìn)行合計(jì)得出項(xiàng)目的直接建設(shè)成本，示例如表6所示。

如表6所示，基于標(biāo)準(zhǔn)工序表和定額單價(jià)計(jì)列出應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)過程中各階段的工作量及對應(yīng)成本，能夠清晰地呈現(xiàn)出各個(gè)階段、各級工序的資源消耗量和費(fèi)用，滿足了對信息化項(xiàng)目造價(jià)進(jìn)行精細(xì)管控要求；標(biāo)準(zhǔn)工序表的工作階段應(yīng)嚴(yán)格地依照項(xiàng)目過程的先后順序排列，使前后工序的邏輯關(guān)系清晰關(guān)聯(lián)，便于對成本的合理性進(jìn)行評估，同時(shí)能夠按時(shí)間順序擬定項(xiàng)目的成本計(jì)劃，滿足對信息化項(xiàng)目造價(jià)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要。

表6 標(biāo)準(zhǔn)工序計(jì)價(jià)表示例

項(xiàng)目管理費(fèi)、審查費(fèi)等可按費(fèi)率預(yù)估或根據(jù)實(shí)際情況計(jì)列，本文不進(jìn)行論述。

4 結(jié)束語

本文針對信息化項(xiàng)目成本度量難題，提出了基于WBS的信息化項(xiàng)目成本度量方法，首次從應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者的視角，將信息化項(xiàng)目全生命周期的工作按梯度分解為可交付、可管控的工序集合，采用科學(xué)方法測定各工序定額消耗量，有效地避免了主觀因素偏差；首創(chuàng)了滿足項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)預(yù)算和項(xiàng)目結(jié)算深度的編碼工作量算法模型，顯著地提升了開發(fā)工作量的算法顆粒度，減少了技術(shù)誤差。工序法能夠清晰地呈現(xiàn)項(xiàng)目全局和各個(gè)工序的成本，并且工序及成本邏輯關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，使得項(xiàng)目成本計(jì)劃更加合理，適用面更廣，滿足信息化項(xiàng)目造價(jià)進(jìn)行精細(xì)管控和實(shí)時(shí)監(jiān)控的需要。