多品种小规模型号项目软件管理方法研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：李勇军（1981），男，汉族，四川巴中人，工学硕士，副研究员，研究方向为项目管理。-5-多品种小规模型号项目软件管理方法研究 李勇军 谢卫锋 田 雷 西安机电信息技术研究所，陕西 西安 710065 摘要：摘要：在型号项目软件信息化过程中，软件的复杂性在不断增加，但是开发周期在不断缩短，怎样才能保证多品种、小规模的型号软件高质量、快速交付，并能对出现的软件质量问题进行及时、高效地处理，从而提升用户的满意度，这是当前急需解决的问题。本文结合单位多品种小规模软件需求特点,立足于研发管理过程，提出一种从改进型号项目策划和项目监控过程活动软件研制过程系列化、模块化管理的方法,致力于降低开发成本和风险,保障开发任务。关键词：关键词：软件；过程管理；多品种小规模 中图分类号：中图分类号：F49 0 引言 型号软件是特殊的、专门为军事系统设计的软件。型号软件的特殊性，要求其具备高精度、高可靠性和低延迟性及有效性，提供实时控制和数据处理能力，实现对武器平台高效应用及管理。型号软件管理目标是减少开发费用和风险，保障开发质量，实现软件功能与性能，按期完成开发工作并及时列装使用。随着型号项目软件的信息化和智能化进程，软件的复杂性不断增加，开发周期不断缩短。面对这一新情况，各部门急需解决如何保证软件高质量、大规模、快速交付的问题。为了确保软件的高质量交付，可以采用一系列软件工程实践，包括需求分析的严谨性、设计的规范性、代码的质量和可靠性、测试的全面性等方面。可以引入软件质量管理体系，确保工作流程的有效性和规范性，以及质量控制的持续改进。针对多种类、小型软件工程实现问题，可以采用模块化和组件化的设计思想，将软件系统划分为独立的模块或组件，通过清晰的接口定义和良好的模块间通信，实现快速、可靠的开发和集成。在快速、高效地处理软件质量问题方面，可以建立有效的问题跟踪和反馈机制，及时发现、记录和解决问题。同时，利用自动化测试工具和代码分析工具，加强对代码和系统的质量检查，快速定位和修复问题。另外，为了提升客户满意度，可以加强与客户的沟通交流，定期与客户进行反馈，确保软件需求的准确性和合理性，并及时响应用户反馈问题，不断改进和优化软件功能及性能。1 型号软件特点及目前存在的问题 1.1 型号软件特点 软件项目管理是指通过科学的管理措施，监控整个软件开发过程，确保研发进度，降低开发成本，保证软件质量，提高生产效率。软件项目管理包含多个方面，包括项目计划、人员的组织与管理，软件度量、风险管理、软件质量等。软件项目管理过程中，工作人员必须精准掌控整个过程及每一项流程，包括设计、编码等，都需要管理人员进行控制。鉴于软件项目管理的独特性，管理人员需要在工作中不断摸索、及时总结，从过去的案例中找出可供参考的管理方案，并掌握软件项目管理的基本结构和科学方法，以保证项目开发正常进行。我单位所承担的模型软件产品有如下特点：单机产品中的软件数目比较多，中小型软件数目也比较多，还存在大量嵌入式软件，具有开发时间快、需求变化快等特点。型号产品的软件主要以嵌入式软件为主，通常情况下，它会运行在某款嵌入式设备中，比如单片机、DSP或ARM芯片等，软件规模通常在300到100000行之间，属于中小规模，一个软件的开发周期通常在半年以上。在整个产品研制进入联试阶段后，硬件的状态基本确定，技术状态的改进基本依赖软件完成，因此软件的需求变更较多1。1.2 型号软件研制管理过程中存在的问题 1.2.1 型号软件研制过程 型号软件的研制过程与型号系统的研制过程相互关联。从总体上讲，型号系统的研制过程可以划分为中国科技期刊数据库 工业 A-6-方案论证、工程实施、状态鉴定、列装定型四个阶段。根据型号系统的软件研制任务书，可以将软件开发划分为六个阶段，即任务确定、需求分析、软件设计、代码编制与测试、软件集成调试以及合格性测试。型号软件研制阶段与型号系统研制阶段的对应关系如表1 所示2。表 1 软件研制阶段与系统研制阶段对应关系 系统研制阶段 软件研制阶段 方案论证 任务确定 工程实施 需求分析 软件设计 状态鉴定 代码编制与测试 软件集成调试 列装定型 合格性测试 1.2.2 型号软件管理过程 按照二级管理体系要求进行研制过程管控。按照项目目的，软件项目的执行环节可细化为以下 11 个阶段：项目启动、确定项目已定义过程、软件项目估计、制定软件项目开发计划、计划变更、建立项目工作环境、工作例会、阶段总结、里程碑评审、问题处理和项目总结。过程和产品质量保证活动可以划分为 5 个实践环节：策划质量保证、过程和产品审核、问题跟踪及解决、阶段工作总结、二级认证后增加的项目管理和项目支持。表 1 列出了增加的项目管理和项目支持的工作以及每项工作对应职责的简要说明。1.2.3 型号软件管理过程存在的问题 在软件项目管理中实施控制，可以从全面的视角对管理流程展开控制，以便在最短时间内找到并纠正缺陷。这种方式十分有效，通过对项目进行适当的调节，可以确保软件的品质，降低无谓的资源消耗，既保证了工程的质量，又可使工程运营效益得到明显提升。在进行一个工程之前，通常都会制订出一套相关的方案，以明确工程的运作方向。采取这种方式的原因在于，项目开发者对于自己存在的问题和改善的观念并不十分清晰，对整个设计流程也没有一个清晰的管理、控制理念，导致项目执行过程中与原计划偏离，从而影响了软件工程整体进程，因此必须通过项目管控，对系统中出现的错误及时进行修正。根据管理流程规定，每个软件项目团队都应该包含负责人、质量保证人员、配置管理人员以及软件设计人员。相对于还没有实现软件研发过程的情形，每个项目都额外添加了软件负责人、质量保证人员和配置管理人员，但是软件研发组织结构并不会发生改变，对人员的要求也没有提高。对于中小型规模软件，软件管理所占工作量与技术研制工作量占比基本相当，软件开发质量是关系型号项目成本的关键，在人员没有增加、进度不可能延长的情况下，软件研制过程管理的质量不会高，甚至会影响软件的质量，这与实施软件研制过程管理的初衷不符，软件研制过程管理的质量与目前的现状之间的矛盾亟待解决3。2 改进措施 2.1 软件过程管理与项目管理系统的协同 从现实情况来看，软件工程项目管理影响因素较多，既包括与软件产品相关的工作量、范畴、应用以及风险等，也包括相应的资源分配。与传统的项目管理相比，软件工程项目管理更需要多方配合、监督。在软件工程开发过程中，经常会遇到管理方案繁多、管理者难以应对的问题，这就要求有一套科学、合理的管理机制和管理体系。参照企业项目管理思想，软件流程管理方式分两个层次，分别是项目层和软件层，主要运用“产品”的概念，对型号软件项目进行统一管理。在项目管理过程中，项目规划主管首先确定产品资料、软件开发目标，然后对该目标从人员安排、任务分解、工作进度等方面进行细化，并根据项目规划精准管控软件品质及人员配置等。项目管理系统与软件过程管理系统工作流程存在交互的过程，具体如图 1 所示4。图 1 项目管理和软件过程管理对照表 2.2 系列化、模块化软件过程管理 系列化、模块化管理的原则是，将多个软件管理过程、相关的工作产品合并，统一策划，统一监控。如果一个机型或一个系统中的多个软件开发进程一致，则可进行系列化和模块化的管理。可以对软件开发过程的管理活动进行适当整合，开发过程中的工程活动，中国科技期刊数据库 工业 A-7-按照每个软件选择的生命周期模型，在相应的阶段完成所需要的工作。也可以对以前的某一软件或某一项目小组进行改进，使其适用于同一种模式或同一种系统的全部软件产品。在实施过程中，需要注意以下两方面。一方面，将型号软件视为一种真正意义上的科研产物，而非某种硬件上的附属配件。项目主管领导、设计开发者、质量监管者和验收人员，都应将软件视为实际产品，重视软件研制开发质量。建议组建软件开发组织，并配置相应的管理机构，为型号软件开发提供资金等方面的支持。同时，严格按照软件工程化标准、规范和企业程序文件，确保软件开发工作有章可依、有条不紊，以提高软件质量，减少成本。另一方面，对型号软件研制过程实施全要素、全过程控制。型号软件和型号硬件一样,同属型号产品,有属于自己的研制开发过程。型号软件的研制过程大致可划分为开发计划、设计实现和总结验收三个阶段,具体又可细分为若干实施阶段，包括软件需求分析、概要设计、详细设计、编程和单元测试、软件集成测试、软件配置项测试、系统测试和软件验收交付等5。2.3 需求管理,事半功倍 需求管理旨在使用户与软件工程达成一致，它是软件专案计划与管理的基本原则，需求的更改取决于设定的更改过程。在项目执行过程中，最常见的问题是：项目组成员没有对需求进行充分了解，导致软件的需求不稳定，无法对需求的改变进行有效控制，而需求的改变又经常会导致项目推迟。因此，需求分析的好与坏，对软件研制开发的成败有着重要的影响。必须下功夫做好需求管理，以确保每一项需求都可以对其要实现的功能进行详细的说明，以便让开发设计人员从中获取到设计和实现这些功能所需要的全部信息，努力做到需求完备。首先，必须精确描述每项需求所要实现的功能，并与更高层次的系统规范保持一致，以确保需求的正确性。在此过程中，要重视需求的几种特征，特别是可行性、必要性、可验证性和不含歧义，同时注意区分逆向需求和非功能性需求。此外，还应重点把握需求分析的完整性和准确性，并对软件研发方提出的软件需求规格说明进行严格审核，尽可能避免需求分析不精确、不全面，从而有效减少因此造成的额外工作量和经费开销。其次，必须仔细进行软件审核，确保将产品的品质把控好。软件审核是软件管理和软件质量控制的主要方法，主要工作内容是对软件研发各环节各项工作进行确认，对软件研发有着里程碑式的意义。在一般的开发程序中，通常会经历六次评审，即软件研发任务书评审，软件需求规格评审，软件设计评审，单元测试评审，软件集成测试与系统测试评审和软件验收总结评审。软件评审过程中，需要组织相关责任方，对软件研发、设计、单元测试等各个环节进行审查核定，从源头上防止将软件开发上一阶段的缺陷带入下一阶段，最大程度减少软件缺陷数量，降低开发风险。目前，软件审查是型号软件管理和技术控制的唯一方法。作为管理者，应牢牢掌握这一管理方法，并将它的效用发挥到最大。另外，项目相关责任人也应重视软件审核工作。在软件研制的各个阶段，特别是最后最关键的阶段，项目相关责任人应该按照规范，从“软件需求规格说明”、“详细设计文档”、“软件测试报告”等方面，对自己的软件进行严格审核，并对审核中发现的问题进行详细记录。需要注意的是，软件验收评审阶段至关重要，应着重把握三个一致性:软件设计与需求的一致性、程序代码与软件设计的一致性、软件文档描述与程序的一致性。总之，只有怀着严谨务实的工作态度，下功夫做好需求分析和研制阶段审查核定，才能保证软件开发过程中的效率和质量。3 实施效果 实施系列化和模块化管理时，对进入系列化和模块化管理的全部软件，在规划阶段对项目进行统一评估，对各个软件的生命周期模型和项目整体进度要求进行安排，制订一份开发计划、一份质量保证计划和一份配置管理计划。在以后的时间里，当因为整体进度要求改变而需要发起计划更改时，就只需要发起主要项目的计划更改过程，并安排一个软件主管整体进行管理。从软件开发的流程需求来看，系列化和模块化管理也涵盖了项目计划（PP）与项目监测（PMC）两个子流程，满足了 GJB5000A 的流程需求。与每个软件项目有关的工程文件，都用自己的软件编号来识别，并在 中国科技期刊数据库 工业 A-8-表 2 实施系列化、模块化后工作量对比情况 序号 工作阶段 原有工作量（负责人数）实施系列化、模块化后工作量（人数）1 软件需求分析 10 人 1 人负责，1 人负责文档 2 概要设计 10 人 1 人负责，1 人负责文档 3 详细设计 10 人 1 人负责，1 人负责文档 4 编程和单元 测试 10 人 1 人负责，1 人负责文档 5 软件集成测试 10 人 1 人负责，1 人负责文档 6 软件配置项 测试 10 人 1 人负责，1 人负责文档 7 系统测试和软件验收交付 10 人 1 人负责，1 人负责文档 各自的项目结构树下单独入库，若技术状态出现变化，每个软件配置项会单独进行配置变更申请。有关软件技术状况的文件和结构项目的更改都没有改变，工作量和以前一样大。但是，开发期间管理负担明显降低，而且随着软件组态项目的系列化和模块化管理，管理负担也随之降低。型号软件研制过程系列化、模块化管理具有实际意义。我们将单位某研究室中，拥有 10 个软件的嵌入式同类型产品作为例子，将实施系列化、模块化管理前后的工作产品、项目组成员等进行比较，结果如表 2所示。4 结束语 采用系列化和模块化管理是对型号软件研制过程进行评估和改进的有效的质量管理方法。在实践过程中，我们结合本单位型号项目软件品种多、规模小的特点，持续改进优化工作流程，提出改进型号项目策划和监控规程、实施软件研制过程系列化、模块化管理的方法，目的在于降低开发成本和风险，提高软件研制过程管理效率。参考文献 1卫瑞,郑洋.大项目管理在航天型号软件研制过程管理中的应用探究J.工业控制计算机,2020,33(12):81.2张杰,陶幸辉.过程管理在型号软件研制中的实践J.航空兵器,2007(4):57.3石柱.型号软件能力成熟度模型可重复级实施指南M.北京:中国标准出版社,2006.4叶军玲,孟令宝.航天产品软件研制过程与项目管理质量管理协同技术研究J.航天工业管理,2019(6):34.5石柱.型号软件研制能力成熟度模型及其应用M.北京:中国标准出版社,2009.