基于CMMI的軟件過程改進研究

摘 要：CMMI是評價企業(yè)在開發(fā)流程化和質(zhì)量管理上的國際通行標準，通過不斷的過程改進，達到對產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)過程控制的目的。本文通過對CMMI的研究，結(jié)合機載軟件特點，依據(jù)CMMI理論和過程改進規(guī)律，形成了可操作的實施框架，詳細論述了基于CMMI軟件過程改進的實施策略。

關(guān)鍵詞：軟件能力成熟度模型集成；軟件過程改進

中圖分類號：TP311.5

軟件開發(fā)企業(yè)為了滿足用戶高質(zhì)量的產(chǎn)品需求，必須建立起一個穩(wěn)定、可控、可重用的軟件過程。集成能力成熟度模型（Capability Maturity Model Integration，CMMI）正是指導(dǎo)企業(yè)實施過程管理的一種漸進式的方法及模型。隨著CMMI越來越廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代組織的過程改進和評估中，越來越多的企業(yè)開始通過實施CMMI來規(guī)范企業(yè)管理體系。

1 CMMI概述和航空企業(yè)的應(yīng)用

CMMI是由美國國防部與卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)和美國國防工業(yè)協(xié)會共同發(fā)展研制的，其目的就是幫助軟件企業(yè)對軟件工程過程進行管理和改進，增強開發(fā)與改進能力，從而能按時的、不超過預(yù)算地開發(fā)出高質(zhì)量的軟件。CMMI將企業(yè)的軟件過程能力分為五個等級，如下圖1所示。

隨著機載軟件在航空系統(tǒng)中所占比重的不斷增加，其規(guī)模和復(fù)雜度也日漸提高，軟件質(zhì)量的好壞直接影響著航空系統(tǒng)的效能。目前，機載軟件的質(zhì)量與可靠性問題已成為國內(nèi)外航空系統(tǒng)研制的主要瓶頸之一。為了有效提高機載軟件的開發(fā)能力，保證機載軟件的質(zhì)量，很多航空企業(yè)紛紛在機載軟件開發(fā)中引入CMMI。國外相關(guān)航空企業(yè)，如波音、空中客車、洛克希德·馬丁航空等公司率先實施和通過CMMI認證。特別是波音公司，不但自身通過了高成熟度的認證，而且要求其軟件供應(yīng)商至少應(yīng)通過CMMI 3級認證。國內(nèi)軍用航空領(lǐng)域，近年紛紛實施GJB5000A（對應(yīng)CMMI）以提高航空軟件的質(zhì)量與可靠性，如615所、631所等，不僅從機制上確保軟件的質(zhì)量，更是促進技術(shù)能力和管理能力得到全面提高。

2 基于CMMI的軟件過程改進

對軟件行業(yè)來說，過程改進的核心理念就是軟件的生產(chǎn)和管理應(yīng)當遵照一個有序并漸進的過程進行，項目的滿意度期望是軟件有序管理的自然產(chǎn)出。CMMI的提出是軟件過程管理與改進的里程碑，CMMI通過5個不斷進化的級別來評定軟件生產(chǎn)的歷史與現(xiàn)狀，它通過定義每個階段的不同特征，為軟件過程從不成熟到成熟、不完善到完善勾畫了一個階段圖，從而清晰的甄別出不同軟件企業(yè)，不同軟件過程的成熟能力，CMMI為軟件企業(yè)的過程改進帶來了深遠的影響。

3 CMMI軟件過程改進的實施策略

機載軟件因其特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，不僅需要一般軟件工程方法、軟件質(zhì)量控制等手段的保障，更在安全性和可靠性方面有著嚴格的要求，這就使得機載軟件開發(fā)的具有一定的獨特性。為了滿足一定的針對性，首先要結(jié)合自身特點，如：組織結(jié)構(gòu)、工作范圍、公司狀況來明確當前需要改進的地方。選擇合適的方法，從人力、物力上保證，對CMMI模型進行合理的裁剪，避免周期過長，程度不夠深入，無法實施。

3.1 制定過程改進計劃

CMMI 3級涵蓋18個關(guān)鍵過程域，58個目標，352個關(guān)鍵實踐。

首先要明確過程改進的目的與期望如下：（1）建立一套適合軟件研發(fā)的管理體系，提升項目管理水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量，控制項目進度；（2）具備持續(xù)軟件過程改進的能力；（3）有效的項目管理能力；（4）高素質(zhì)的團隊協(xié)作能力；（5）通過CMMI 3級資質(zhì)認證。

結(jié)合CMMI L3進行差距分析，了解公司過程體系的實施狀況，實地進行現(xiàn)場診斷，組織協(xié)調(diào)相關(guān)人員參與診斷調(diào)查，完成差距分析報告，明確過程改進的現(xiàn)狀和特點。根據(jù)差距分析報告，掌握公司整體項目的運行情況，明確CMMI3級項目范圍、建立過程改進組織、細化工作計劃、選擇試點和評估項目。

3.2 建立過程改進組織

成立管理委員會（MSG-Management Steering Group）和過程改進團隊（EPG-Engineering Process Group），角色職責見表1。MSG一般由相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)組成。EPG是企業(yè)內(nèi)項目標準過程制定的組織者，一般由質(zhì)量組負責人、軟件組負責人和測試組負責人及相關(guān)職能組負責人組成。EPG組織開發(fā)人員成立各種任務(wù)小組，由這些任務(wù)小組根據(jù)CMMI模型要求并結(jié)合自身特點編寫各種各樣的企業(yè)標準與規(guī)范，經(jīng)過一系列的評審、培訓(xùn)，然后讓項目組去執(zhí)行標準過程。

軟件過程管理體系的建設(shè)、執(zhí)行及持續(xù)改進涉及到的角色和職責如下：

3.3 建立CMMI過程改進與管理體系

結(jié)合實際項目特征，通過對CMMI標準的培訓(xùn)后，研究CMMI模型要求，指導(dǎo)CMMI各個過程域如何落地形成規(guī)范體系。

對CMMI的標準過程進行分解，按照組織過程、管理過程、工程過程、支撐過程幾部分進行歸類，如下圖2。識別公共流程，統(tǒng)一定義，分別調(diào)用，實現(xiàn)部分流程定義的組件化。

制定標準過程體系按照總則文件、過程域流程文件、工作指南/模板/檢查單三層來定義。所有的文檔產(chǎn)品均采用一致的基本模板和風(fēng)格，來保證體系的統(tǒng)一性。

對體系文檔進行評審和一致性檢查。組織評審對體系把關(guān)，完成幾輪的反饋修改后，發(fā)布。

3.4 對過程改進與管理體系進行試點和推廣

選擇公司主營業(yè)務(wù)的一部分具有代表性并且覆蓋CMMI 3級的全部過程域的幾個項目。將制定好的體系，特別是流程、模板、檢查單實際應(yīng)用到項目中，從項目實施過程中去發(fā)現(xiàn)不符合項，并且通過過程改進建議收集模板進行階段性匯總。

試點過程中要加強對項目組所有成員關(guān)于CMMI的培訓(xùn)，還需要定期開展內(nèi)部評估的工作，由咨詢師帶領(lǐng)EPG成員、試點項目經(jīng)理及QA人員一起對選取的試點項目進行預(yù)評估，查找不合格項，評估后出具評估報告，并與企業(yè)高層進行溝通，明確下一步工作要點，包括制定新一輪過程改進計劃，修改和完善組織的標準過程集，充實組織過程資產(chǎn)庫，加強實施的力度，利用項目和組織度量數(shù)據(jù)分析過程改進的成果。對評估中發(fā)現(xiàn)的不符合項的修改進行再次評審，采取抽樣的方式進行檢查。

3.5 體系的預(yù)評估和正式評估

在內(nèi)部評估認為達到相應(yīng)的成熟級別后，就可以開展CMMI的認證工作了。為確保過程改進工作的順利推進和實施，加強標準規(guī)范執(zhí)行情況的監(jiān)督和評價，需定期對實施效果進行評審與檢查，以最終通過SEI頒發(fā)的三級資質(zhì)認證。所以要開展預(yù)評估、正式評估等一系列活動，對不合格問題及時關(guān)閉。

（1）預(yù)評估：整個團隊在咨詢師的帶領(lǐng)下，對所有角色進行多次訪談，并且一遍遍梳理項目文檔和組織文檔。評估后出具預(yù)評估報告；（2）正式評估：由SEI主任評估師組織的CMMI三級評估后出具評估報告。如果通過會在SEI的官方網(wǎng)站上公布信息，并頒發(fā)證書。

3.6 持續(xù)的過程改進

當體系在公司內(nèi)部推廣并通過認證后，并不代表過程改進工作結(jié)束，只是表明企業(yè)目前已取得了階段性成果，還需要不斷深化，總結(jié)經(jīng)驗。要將過程改進工作持續(xù)推進，還要做好以下工作：一是持續(xù)完善更新資產(chǎn)庫，制訂持續(xù)改善計劃和方案；二是對過程管理體系規(guī)范進行定期修訂，確保對項目有較強的適應(yīng)性；三是用工具完成對開發(fā)流程的支撐；最后要大力推進質(zhì)量文化建設(shè)，使過程改進工作落到實處。

4 結(jié)束語

目前，我國機載軟件開發(fā)能力和軟件工程化管理程度與世界先進水平相距甚遠。而成熟的軟件開發(fā)能力和管理能力對于研制可靠的、高質(zhì)量的機載軟件意義重大。因此，建立良好的軟件工程文化和管理制度勢在必行。采用CMMI 3級要求來改進的軟件研制過程，完善組織質(zhì)量和管理體系，能夠達到提高軟件研制過程管理水平和保障產(chǎn)品質(zhì)量的目標。更為重要的是，通過CMMI 3級認證，能夠顯著提高自研機載軟件的市場競爭力。

參考文獻：

[1]CapabilityMaturity Model Integration for Development（CMMI-DEV V1.3），CMU/SEI，2010.

[2]楊一平.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.

[3]田秀彥.基于CMMI模型進行過程改進[J].科技信息，2008（14）：32-33.

[4]杜宇迪.ISO 9001與CMMI融合實施的可行性研究[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗，2012（02）：52-56

作者簡介：方媛（1983-），女，碩士研究生，工程師，研究方向：機載軟件開發(fā)、軟件工程。

作者單位：中國商用飛機有限責任公司上海飛機設(shè)計研究院，上海 201210