水文自動(dòng)測(cè)報(bào)軟件開發(fā)項(xiàng)目質(zhì)量管理應(yīng)用研究

左家任，楊 洋

（天津市水務(wù)局海河管理處，天津 300141）

1 概況

在進(jìn)行水利信息化項(xiàng)目建設(shè)中，相關(guān)軟件的開發(fā)項(xiàng)目涉及方面廣，影響因素多。在傳統(tǒng)的水利信息化管理工作中，只注重項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量管理重視程度不夠，項(xiàng)目開發(fā)直接由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，經(jīng)過設(shè)計(jì)評(píng)審后實(shí)施開發(fā)，在開發(fā)過程中由于各方面的溝通和協(xié)調(diào)等原因影響，使得軟件開發(fā)項(xiàng)目頻繁出現(xiàn)需求變更，并最終影響整體項(xiàng)目的實(shí)施質(zhì)量和實(shí)施效率。此外，沒有一個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量管理體系和規(guī)范的質(zhì)量管理方法使得軟件開發(fā)過程中管理混亂，極易出現(xiàn)質(zhì)量事故。因?yàn)樗畔⒒?xiàng)目主要應(yīng)用于水庫、河道、堤防等關(guān)系到社會(huì)和廣大人民群眾安全的水利工程，一旦出現(xiàn)事故，將會(huì)威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以必須加強(qiáng)對(duì)水利信息化工程尤其是相關(guān)軟件開發(fā)的質(zhì)量管理。水利行業(yè)的軟件開發(fā)管理措施和方法都不夠全面、規(guī)范，如何根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)，對(duì)水利行業(yè)的軟件開發(fā)進(jìn)行研究，最大限度地提升軟件的管理水平，是研究重點(diǎn)。

2 研究目的和意義

質(zhì)量，通常指產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)軟件行業(yè)來說，軟件質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致整個(gè)軟件的成敗，一個(gè)小小的質(zhì)量問題可能會(huì)導(dǎo)致非常致命的結(jié)果。做好軟件的質(zhì)量管理不但能促進(jìn)項(xiàng)目決策的合理化、科學(xué)化，還能在項(xiàng)目實(shí)施過程中實(shí)現(xiàn)高效化、準(zhǔn)確化，保障項(xiàng)目目標(biāo)的最終實(shí)現(xiàn)，切實(shí)提高項(xiàng)目成功率。目前，國際上逐漸開始重視軟件工程的項(xiàng)目管理，一系列理論和方法的出臺(tái)提高了軟件開發(fā)的效率和客戶的滿意度，為軟件開發(fā)企業(yè)帶來了非常客觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為此，以國際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)為參考，制定適合我國的軟件開發(fā)的項(xiàng)目管理是十分必要的。

分析水利信息化項(xiàng)目中軟件開發(fā)質(zhì)量的影響因素，通過對(duì)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和軟件項(xiàng)目過程的改進(jìn)，獲得項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量的提升，從而減少軟件開發(fā)中產(chǎn)生的問題對(duì)開發(fā)部門造成的損失，降低開發(fā)成本，提升整體開發(fā)水平。

3 影響軟件開發(fā)質(zhì)量的因素

就軟件質(zhì)量而言，影響軟件項(xiàng)目質(zhì)量包括以下兩大方面因素。

3.1 人的因素

軟件項(xiàng)目的管理要以用戶的想法為根本目標(biāo)。產(chǎn)品生產(chǎn)就是為了滿足用戶的需求。一個(gè)能夠滿足用戶需求的軟件，就是一個(gè)優(yōu)質(zhì)的軟件?？蛻舻男枨髸?huì)隨著開發(fā)的進(jìn)行而不斷調(diào)整。只有在開發(fā)的各個(gè)階段都能滿足用戶的需要，達(dá)到用戶的要求，這個(gè)軟件的質(zhì)量才能得到保證，而在軟件開發(fā)過程中樹立質(zhì)量第一的思想就是體現(xiàn)在更好地為用戶服務(wù)的行動(dòng)上。

3.2 開發(fā)流程

軟件開發(fā)流程是在軟件開發(fā)模式框架的指導(dǎo)下實(shí)施軟件開發(fā)的全過程描述和定義，包括軟件開發(fā)生命周期各階段的定義、開始前提條件、參與者描述、產(chǎn)出物描述、完成條件等。一個(gè)合理定義的軟件流程能夠?qū)④浖_發(fā)模型的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來，同時(shí)減少軟件開發(fā)過程中產(chǎn)生的負(fù)面影響。

4 應(yīng)用分析

4.1 項(xiàng)目開發(fā)質(zhì)量目標(biāo)

首先，項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人向項(xiàng)目組成員指出水文測(cè)報(bào)軟件在整體水文監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中的重要性，并強(qiáng)調(diào)質(zhì)量是最優(yōu)先考慮的。其次，各成員從自己的角度提出幾個(gè)目標(biāo)，如質(zhì)量經(jīng)理的目標(biāo)是保證合格率、開發(fā)人員的目標(biāo)是保證測(cè)試通過率等。再次，團(tuán)隊(duì)在一起討論制定的目標(biāo)的可行性，是否能夠?qū)崿F(xiàn)以及需要的條件。最終，確定目標(biāo)見表1。

表1 項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)

其中，每百段程序BUG 數(shù)按照模塊統(tǒng)計(jì)，本次制定的目標(biāo)為每百段程序BUG數(shù)小于10處；單元測(cè)試分模塊進(jìn)行，本次目標(biāo)為每個(gè)模塊的單元測(cè)試通過率大于90%；集成測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試、驗(yàn)收測(cè)試為模塊的集合體測(cè)試，按照百分制原則分別制定質(zhì)量目標(biāo)為得分80分以上及75分以上；本次軟件開發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃工期45 d，本次制定目標(biāo)為在計(jì)劃工期內(nèi)完工；本項(xiàng)目概算總投資100萬元，取利潤10%，故目標(biāo)經(jīng)費(fèi)使用為90萬元；客戶滿意度按照優(yōu)良中差四級(jí)評(píng)定，本次質(zhì)量目標(biāo)為取得客戶滿意度優(yōu)。

4.2 軟件開發(fā)質(zhì)量管理影響關(guān)鍵因素分析

4.2.1 質(zhì)量計(jì)劃對(duì)軟件開發(fā)項(xiàng)目質(zhì)量的影響

軟件的開發(fā)一般分為4 個(gè)過程，即定義需求過程、預(yù)開發(fā)過程、開發(fā)過程和維護(hù)過程，通過資金使用的情況反映質(zhì)量計(jì)劃的影響。參考以往軟件編制過程中4個(gè)階段開發(fā)的使用情況和對(duì)開發(fā)結(jié)果影響力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，影響力按照百分制計(jì)算，由參與軟件開發(fā)的各方進(jìn)行評(píng)分取平均數(shù)，100 分為影響最大，0分為最小。統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見表2。

表2 資金投入階段影響數(shù)據(jù)

從表2可以看出，軟件開發(fā)階段，資金在早期使用的效率最高，可以對(duì)項(xiàng)目結(jié)果起到比較大的影響，而軟件開發(fā)計(jì)劃的編制能夠在軟件開發(fā)的定義階段即對(duì)軟件開發(fā)的目標(biāo)、組織、資金安排進(jìn)行較詳細(xì)的定義和計(jì)劃，能夠在早期按照合適的比例安排軟件開發(fā)的資金，從而對(duì)結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響。

4.2.2 質(zhì)量控制對(duì)軟件開發(fā)項(xiàng)目質(zhì)量的影響

軟件開發(fā)中，發(fā)生編制錯(cuò)誤的次數(shù)直接影響軟件開發(fā)的質(zhì)量。影響軟件開發(fā)項(xiàng)目質(zhì)量的因素很多，這里選取質(zhì)量控制中的5 個(gè)關(guān)鍵因素即控制點(diǎn)的選取、組織領(lǐng)導(dǎo)的責(zé)任、測(cè)試的規(guī)范性、環(huán)境因素以及質(zhì)量計(jì)劃。在此基礎(chǔ)上，調(diào)查統(tǒng)計(jì)由于關(guān)鍵因素的原因?qū)е萝浖_發(fā)發(fā)生編制錯(cuò)誤的次數(shù)，并繪制直方圖，如圖1所示。

圖1 質(zhì)量控制與編制錯(cuò)誤次數(shù)關(guān)系直方圖

由此可見，質(zhì)量控制能夠?qū)浖_發(fā)質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，集中體現(xiàn)在編制發(fā)生錯(cuò)誤次數(shù)方面。

4.2.3 質(zhì)量保證對(duì)軟件開發(fā)項(xiàng)目質(zhì)量的影響

軟件開發(fā)質(zhì)量保證主要體現(xiàn)在軟件開發(fā)的模型選擇和應(yīng)用上。原始的軟件開發(fā)使用的是傳統(tǒng)的瀑布模型，將軟件開發(fā)項(xiàng)目作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，方式如圖2所示。采用質(zhì)量保證措施后開發(fā)模型轉(zhuǎn)化為圖3的形式，由圖3可以看出，使用質(zhì)量保證措施將每個(gè)開發(fā)階段再次細(xì)化，可以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的變化情況加深認(rèn)識(shí)，做到每個(gè)開發(fā)階段出現(xiàn)的問題能夠在本階段解決，不拖入下一階段，這對(duì)軟件開發(fā)質(zhì)量起到了保證作用。

圖2 傳統(tǒng)瀑布設(shè)計(jì)模型

圖3 改進(jìn)后的設(shè)計(jì)模型

4.3 保證軟件開發(fā)質(zhì)量的措施

根據(jù)軟件開發(fā)中曾經(jīng)發(fā)生過的問題和預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生的問題，結(jié)合項(xiàng)目質(zhì)量管理理論，使用質(zhì)量管理工具，在質(zhì)量計(jì)劃、質(zhì)量控制、質(zhì)量保證3 個(gè)方面對(duì)本次軟件開發(fā)進(jìn)行質(zhì)量管理。

4.3.1 軟件開發(fā)項(xiàng)目的質(zhì)量計(jì)劃

（1）制作因果分析圖。在進(jìn)行質(zhì)量計(jì)劃時(shí)，首先明確質(zhì)量計(jì)劃的目標(biāo)，即開發(fā)質(zhì)量合格、便于使用、用戶滿意的軟件，根據(jù)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)預(yù)警軟件開發(fā)項(xiàng)目的產(chǎn)品說明和水務(wù)信息化建設(shè)相關(guān)規(guī)范要求，運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法對(duì)軟件開發(fā)中可能會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量不合格的情況進(jìn)行整理并繪制因果分析，如圖4所示。

圖4 水文軟件開發(fā)質(zhì)量管理因果分析

（2）編制軟件開發(fā)工作流程圖。本次項(xiàng)目開發(fā)時(shí)，分別從質(zhì)量計(jì)劃、質(zhì)量控制、質(zhì)量保證3 個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量管理，在軟件的可靠性、硬件的可靠性以及軟件硬件結(jié)合后的可靠性方面都做了大量的工作。一方面，在項(xiàng)目前期階段，通過對(duì)規(guī)劃計(jì)劃的質(zhì)量管理，在項(xiàng)目初期樹立正確的開發(fā)方向，從而在項(xiàng)目前期工作進(jìn)行質(zhì)量管理。另一方面，在軟件的開發(fā)階段，通過對(duì)人員和開發(fā)流程等方面的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目開發(fā)階段的質(zhì)量管理。最后，在項(xiàng)目的實(shí)施階段中，執(zhí)行項(xiàng)目計(jì)劃，嚴(yán)格進(jìn)行項(xiàng)目測(cè)試，通過演練、試運(yùn)行等方式對(duì)整體項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量管理。3 個(gè)階段中，每個(gè)階段的質(zhì)量管理都非常重要。軟件開發(fā)質(zhì)量管理流程，如圖5所示。

圖5 軟件開發(fā)質(zhì)量管理流程

（3）成果輸出。①將總結(jié)形成的計(jì)劃管理成果匯總，形成各個(gè)階段的人員、組織、資金、資源、權(quán)限等管理計(jì)劃，指導(dǎo)質(zhì)量管理的進(jìn)行；②通過一系列質(zhì)量計(jì)劃的管理，最終以質(zhì)量計(jì)劃檢查表的形式輸出質(zhì)量計(jì)劃成果。

4.3.2 軟件開發(fā)項(xiàng)目的質(zhì)量控制

（1）質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置與管理。質(zhì)量控制點(diǎn)是實(shí)施質(zhì)量控制的重要組成部分，軟件開發(fā)的質(zhì)量控制點(diǎn)是項(xiàng)目質(zhì)量控制的重點(diǎn)對(duì)象。

質(zhì)量控制點(diǎn)應(yīng)選擇那些技術(shù)要求高、開發(fā)難度大、對(duì)工程質(zhì)量影響大或是發(fā)生質(zhì)量問題時(shí)危害大的對(duì)象進(jìn)行設(shè)置。依照質(zhì)量控制點(diǎn)的要求和特點(diǎn)，選擇了本次軟件開發(fā)中相應(yīng)的質(zhì)量控制點(diǎn)，見表3。

表3 軟件開發(fā)項(xiàng)目部分質(zhì)量控制點(diǎn)

設(shè)定了質(zhì)量控制點(diǎn)，質(zhì)量控制的目標(biāo)和工作重點(diǎn)就更加明確。在軟件開發(fā)中，首先要做好項(xiàng)目質(zhì)量控制點(diǎn)的事前質(zhì)量預(yù)控工作，包括明確質(zhì)量控制的目標(biāo)與控制參數(shù)、編制開發(fā)指導(dǎo)書和質(zhì)量控制措施、確定質(zhì)量檢查方法及抽樣的數(shù)量和方法、明確檢查結(jié)果的判斷標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量記錄與信息反饋要求等。其次，還要做好軟件開發(fā)質(zhì)量控制點(diǎn)的動(dòng)態(tài)設(shè)置，隨著軟件開發(fā)條件的變化，隨時(shí)或定期進(jìn)行控制點(diǎn)的調(diào)整和更新。應(yīng)用動(dòng)態(tài)控制原理，落實(shí)專人負(fù)責(zé)跟蹤和記錄控制點(diǎn)質(zhì)量控制的狀態(tài)和效果，并及時(shí)向項(xiàng)目負(fù)責(zé)人反饋質(zhì)量控制信息，保持質(zhì)量控制點(diǎn)的受控狀態(tài)。

4.3.3 軟件開發(fā)項(xiàng)目的質(zhì)量保證

運(yùn)用PDCA 循環(huán)法進(jìn)行軟件開發(fā)的質(zhì)量保證，在預(yù)開發(fā)階段、開發(fā)階段、維護(hù)階段3個(gè)階段進(jìn)行。

預(yù)開發(fā)階段指開發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)開發(fā)項(xiàng)目招標(biāo)情況對(duì)軟件開發(fā)項(xiàng)目做出的提前處理，工作體現(xiàn)在下列PDCA 循環(huán)中：計(jì)劃，提出軟件開發(fā)的整體流程；實(shí)施，開發(fā)自己的技術(shù)提案，闡明將使用的技術(shù)及所擁有的技術(shù)工藝；檢查，提出檢查軟件質(zhì)量、糾正產(chǎn)品中缺陷的方法；總結(jié)，根據(jù)檢查結(jié)果，提出改善質(zhì)量控制的計(jì)劃。開發(fā)階段是指從軟件產(chǎn)品開發(fā)開始，到移交產(chǎn)品且客戶對(duì)軟件性能予以肯定為止。這一階段的PDCA循環(huán)活動(dòng)有：計(jì)劃，開發(fā)者根據(jù)需求和風(fēng)險(xiǎn)，提出詳細(xì)的開發(fā)過程、要求使用的資源以及要得到的產(chǎn)品；實(shí)施，由開發(fā)組織執(zhí)行開發(fā)計(jì)劃；檢查，開發(fā)組織和客戶共同檢查計(jì)劃與預(yù)期得到的結(jié)果的一致性；總結(jié)，開發(fā)組織根據(jù)檢查結(jié)果，審查并重新認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)，作為下一個(gè)循環(huán)的基礎(chǔ)。維護(hù)階段是修復(fù)軟件缺陷、提高軟件性能的階段。這一階段的PDCA 循環(huán)活動(dòng)有：計(jì)劃，制定處理缺陷的計(jì)劃；實(shí)施，處理缺陷或根據(jù)需求變化提高軟件性能；檢查，判斷開發(fā)維護(hù)目標(biāo)是否已經(jīng)達(dá)到；總結(jié)，根據(jù)檢查結(jié)果審查并總結(jié)。

4.4 成果數(shù)據(jù)分析

通過對(duì)本次水文自動(dòng)測(cè)報(bào)預(yù)警軟件開發(fā)項(xiàng)目的質(zhì)量管理，大大提升了軟件開發(fā)的質(zhì)量，結(jié)合軟件開發(fā)前期中制定的質(zhì)量目標(biāo)，與以往軟件開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行比對(duì)，分析進(jìn)行軟件開發(fā)質(zhì)量管理對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的影響。

4.4.1 百段程序BUG數(shù)分析

根據(jù)質(zhì)量控制點(diǎn)確定的各個(gè)模塊統(tǒng)計(jì)各模塊軟件開發(fā)中每百段程序的BUG數(shù)量，結(jié)合以往類似軟件開發(fā)中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果見表4。

表4 平均百段程序BUG數(shù) 個(gè)

4.4.2 客戶滿意度比對(duì)

各模塊軟件開發(fā)完成后，分別對(duì)客戶進(jìn)行滿意度調(diào)查，按照優(yōu)良中差進(jìn)行評(píng)價(jià)，經(jīng)過與類似軟件開發(fā)客戶滿意度比對(duì)，結(jié)果見表5。

表5 客戶滿意度比對(duì)

以往軟件開發(fā)項(xiàng)目沒有進(jìn)行過模塊化劃分，整體項(xiàng)目一起進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)完成后統(tǒng)一進(jìn)行評(píng)價(jià)，無法對(duì)內(nèi)部存在的不足進(jìn)行查找和梳理。本次劃分了模塊，根據(jù)各模塊的用戶滿意度調(diào)查，可以在以后的軟件開發(fā)中有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)，保證項(xiàng)目質(zhì)量的良性發(fā)展。

5 結(jié)語

通過理論介紹和實(shí)際項(xiàng)目的描述，具體論證了項(xiàng)目質(zhì)量管理在軟件開發(fā)項(xiàng)目中的巨大作用，以水文自動(dòng)測(cè)報(bào)預(yù)警軟件作為實(shí)例，說明了質(zhì)量管理在具體軟件開發(fā)項(xiàng)目中所起到的重要作用以及如何才能在軟件開發(fā)過程中運(yùn)用質(zhì)量管理的各類方法和工具來提高軟件項(xiàng)目開發(fā)的整體質(zhì)量。對(duì)項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量管理后，項(xiàng)目的整體質(zhì)量得到了明顯的提高。