军用软件开发工程化质量管理研究.doc

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1、军用软件开发工程化质量管理研究Study on engineering quality management to military software develop李志伟LI Zhi-wei（空军第一航空学院 计算机教研室，信阳 464000）摘要：针对军用软件的质量问题，研究了军用软件开发质量管理的途径。结合军用软件的特点，提出了通过开发过程的工程化和开发管理的工程化实现对军用软件开发质量的精细化和标准化 管理。在软件工程实践中，可以通过构建软件质量的三维管理体系，采用基于“软件开发者 个人-软件项目组-软件开发单位”的多层次软件开发管理模式，实现对军用软件生存 周期的全过程控制、军用软件

2、开发质量的全方位管理，提高军用软件的开发质量。关键词：军用软件；软件开发；软件工程；质量管理；武器装备中图分类号：TP311.5文献标识码：A文章编号：1009-0134(2011)3(上)-0017-04Doi: 10.3969/j.issn.1009-0134.2011.3(上).050引言随着信息技术的飞速发展，军事对抗更加信息化和电子化，军用计算机软件在军队信息化建设中作用越来越明显，尤其是涉及武器装备、信 息安全和保密方面的关键系统，军用软件的质量 越发显得重要。军用软件的质量管理是一项系统活动。从软 件生存周期的过程来看，在软件设计、开发、测 试和集成等活动中，不仅需要采用多种方式

3、进行 过程控制，而且需要采用先进的管理技术，加强 质量管理。质量管理不仅是提高军用软件开发水 平的重要途径，也是提高军用软件产品质量的重 要保证1。1 军用软件开发的质量管理1.1 影响软件质量的因素计算机软件是计算机应用的核心，软件产品 质量的高低直接关系到计算机系统应用的成败。 虽然影响软件产品质量的因素很多，但其主要包 括如下几个方面：软件开发所采用的技术、软件 开发人员的能力、对软件开发过程的质量控制和 软件开发所受限的时间与成本等，如图1所示。此外，软件产品质量还与软件的质量需求密 切相关，包括对于软件产品内部质量、外部质量 和使用质量等方面的需求，同时还与软件的测试 方法、质量评估

4、准则等有关。图1 影响软件产品质量的因素1.2军用软件开发质量管理途径软件质量管理是指在软件质量方面的指挥和 控制活动2。这些活动包括：制定质量方针和质量 目标，实施质量策划、质量控制、质量保证和质 量改进等。从图1可以看出，软件开发的质量管理，不仅 包括技术方面的内容，还包括人事方面的内容， 如软件开发组人员配备、技术水平、组织形式、 工作计划与步骤等。如果人员技术水平较低，组 织管理不当，都会直接或间接地影响软件质量。 因此，对于军用软件的开发，既要加强软件开发 的过程控制，又要加强软件开发的质量管理，并 采用工程化的管理理念，对软件开发构建一个全 过程、全方位、多层次的三维质量管理体系2

5、，保收稿日期：2010-10-14作者简介：李志伟（1964 -），男，河南宜阳人，副教授，研究方向为军用计算机软件技术及开发。证软件产品的开发质量。该体系框架模型如图2所示。量，首先要保证开发过程具有高质量。软件产品的质量控制实际上是对软件开发的过程控制。为 此，在软件开发工作的开始，就要科学地选定软 件生存周期模型，按照所选模型妥善定义整个软 件开发过程所划分的各个阶段，并将其作为该软 件开发和管理工作的共同依据。2.3 军用软件开发过程的精细化管理军用软件的基本要求就是要具有高质量和高 可靠性，因此，通常需要采用一些精细的软件质 量方法对软件的开发过程进行管理，这些方法主 要有：1）严格

6、执行标准化设计规范和代码审查制 度；2）通过质量保证部门，由专业软件人员进行 软件评审、缺陷预估、缺陷测量、审查协调等；3）使用质量预估工具预测可能出现的错误， 及时采取缺陷预防和清除操作；4）在需求阶段完成或基本完成时进行风险分 析，对技术风险、财务风险和进度风险等进行正 确评估。值得一提的是，软件审查一直被看做是最有 效、最强大的软件缺陷清除方法。在美国，除军 用软件外，航空软件、电信软件、医疗设备软件 及系统软件和操作系统等所有高可靠性软件的开 发商都会在测试前对软件进行审查，并将审查作 为首选的软件缺陷清除方法。近年来，美国军方在软件研制过程中由于采 用了精细化管理，其软件的缺陷清除率

7、已达到95%，可以和系统软件相媲美。图2 软件质量管理的三维框架模型1）时间维：在软件生存周期内实施软件开发的全过程控制；2）空间维：对软件质量有关的关键因素实施 全方位管理；3）组织维：构建从“软件开发者个人-软件 项目组-软件开发单位”的多层次管理模式。2军用软件开发过程的工程化即采用软件工程的方法开发软件。为了加强对军用软件产品的质量管理，需要按照软件生存周期分阶段制定、实施开发计划，并逐个阶段予以验证，实现对生存周期内软件开 发的全过程控制3。2.1军用软件生存周期模型在软件生存周期内，为了描述软件开发、操 作和维护所需要实施的过程、活动和任务，人们 提出了很多生存周期模型，其中，在军

8、用软件开 发中被广泛应用的有：瀑布模型、螺旋模型、V型 模型等。这些生存周期模型为软件的工程化管理 提供了一个基本框架。它们从不同角度描述了软 件过程，提供了不同的软件开发方法。软件工程的实践表明，没有一个单一的解决 方法能够解决所有的问题，没有一个生存周期、 分析方法、设计方法、测试方法、产品评估方法 适合于所有的软件工程项目。因此，应根据工作 对象和范围的不同，以及软件开发人员经验的差 异，选用合适的软件生存周期模型。2.2军用软件开发的过程控制软件产品与硬件产品一样，要想保证其质33.1军用软件开发管理的工程化军用软件开发工程化质量管理的意义军用软件开发管理的工程化，是指对于军用软件工程

9、项目的开发，要按照工程化的方法组织、计划、协调和监督软件开发的整个过程，即 采用软件工程的方法管理软件。良好的质量管理是获得高质量软件的重要保 证，所以在软件开发自始至终的全过程，都必须 认真加强对软件质量的管理工作。因为，没有适 当的管理，就不能实现软件开发的工程化，更不 能保证软件开发的高质量。软件工程项目越大、越复杂，管理工作在整 个软件开发过程中所占工作量的比例就越大。3.2军用软件开发质量的全方位管理由于软件开发、维护本身的特点，相对于硬 件，软件质量既取决于技术，更取决于管理。而 且，软件开发过程难于策划，软件技术状态难于 把握，软件质量度量难度较大，因此，必须采用 工程化方法管理

10、软件生存周期内的各个阶段，尤 其是对影响软件质量的各个关键要素进行严格管 理，使软件开发按照软件质量规范化要求组织实 施，实现对软件质量的全方位管理。以武器装备系统软件研制为例，其软件开发 质量全方位管理的主要内容包括2：1）软件分级管理2）软件文档管理3）软件需求管理4）软件评审管理5）软件配置管理6）软件测试管理7）建立软件失效报告、分析和纠正措施系统 (SFRACAS)8）软件分承包单位管理在软件开发实践中，要根据每项内容的具体 要求组织实施好管理活动。3.3军用软件开发质量的标准化管理军用软件的标准化管理是军用软件开发质量 管理的重要组成部分，其核心是军用软件工程标 准。军用软件工程标

11、准是指军用软件开发、运 行、维护和引退的方法以及过程等方面的标准。 军用软件工程标准体系非常复杂，其主要组成 有：基础标准、软件工程环境标准、软件过程标 准、软件产品标准等。为了能够及时地把最新的软件技术和管理手 段引入到军用软件的研制中，美国国防部已经建 立了一套完善的软件工程标准化政策和工作体 系，一方面通过大量采用非政府标准，来满足国 防部软件采办的标准需求；另一方面通过组建一 些专门的研究机构，从事信息系统标准的研究和 制定工作。长期以来，我国军用软件工程标准体系建设 一直将美国军用标准作为主要的参照对象，并且 将多项美军标准转化为我军标准，在我国武器装 备软件研制中起到了很大作用。随

12、着我军信息化建设的不断深入，对军用软件工程标准化提出了更高的要求，加强军用软件工程标准体系建设，有效发挥军用标准化的作 用，对保证军用软件产品的质量将起到关键作 用。4军用软件开发的多层次管理模式军用软件开发的多层次管理模式是将“软件开发者个人-软件项目组-软件开发单位”组成一个三位一体的开发管理体系。这一多层次的组 织体系能使与软件开发相关的每一层人员都能自 觉地参与到不同层面的管理中去，从而保证软件 开发过程中人员能力的充分发挥。4.1软件能力成熟度模型CMM 软件能力成熟度模型CMM(Capability MaturityModel for Software)起初是受美国军方委托而进行

13、的一项研究成果，用来评估军用软件承包商的软 件过程，以便评价其软件开发能力，降低军用软 件的采购风险。因此，它的针对对象是公司或单 位的软件开发能力。由于CMM描述了软件过程不断改进的科学 途径，使软件开发组织能够自我分析，找出尽快 提高软件过程能力的策略，因此，该方法一经推 出，便引起了国际软件产业界和软件工程界的广 泛关注，并为许多承担政府重大软件项目的公司 (如休斯飞机公司等)所采用，用以改进软件过程， 提高软件开发过程能力。4.2 小组软件过程TSPTSP(Team Software Process，即小组软件过 程)的针对对象是软件开发团队(Team)。在该团队 中，需要明确每个成员

14、的角色，并且为这些角色 确定管理目标及量化的质量评价准则等。TSP的目标是建立一个具有高度凝聚力的软 件开发团队。该团队应当团结、协作、高效地工 作，使其整体实力大于每个个人实力的总和。4.3 个体软件过程PSPPSP(Personal Software Process)，即个体软件 过程。它的针对对象是软件开发者个人。在传统的软件开发管理模式中，管理只是软 件开发单位管理部门的事，不能调动和激发软件 开发个人和小组参与管理的积极性。而在PSP中， 不仅要求软件开发者个人进行软件开发工作，而 且要求个人参与管理工作，使其能够自己进行过 程策划、跟踪管理，并制定出管理计划和具体的定量质量要求等。

15、PSP是一种可以用于控制和改进个人软件开发 工作的自我改善过程，可使软件开发人员大大减 少软件缺陷。据统计，通过采用PSP，在开发阶段 总缺陷数可减少58%，在测试阶段发现的缺陷数可 减少71. 9%，生产率可提高20. 8%4。由此可见，通过PSP、TSP和CMM，可以构建 一个由“个人-团队-单位”组成的三位一体的 多层次软件开发管理模式，如图3所示。项目组和软件开发者个人的能力，而且可以用来有效地帮助改进和优化管理，提高软件产品的质量。5结束语军用软件开发的质量管理是一个复杂的系统工程，需要在软件工程的具体实践中不断探索、研究新的理论与方法，寻求更加优化的质量管理 途径。目前，我军正处于

16、机械化向信息化的战略转 型时期，军用软件开发和应用的范围越来越广， 军用软件的开发质量对军队信息化建设起着至 关重要的作用。因此，在软件工程实践中，一方 面要积极采用新技术、新方法，按照软件工程原 理，分阶段组织实施软件的过程控制和质量管 理；另一方面要严格执行国家军用标准，充分发挥 军用软件质量管理体系的作用，保证军用软件的可 靠性和安全性，提高我国军用软件产品的质量。参考文献：1 徐亚妮,扈延光,查国清.军工产品RMS过程审核程序及 方法研究J.科技管理研究,2008,(12):320-322.2 阮镰,陆民燕,韩峰岩.装备软件质量和可靠性管理M.北 京:国防工业出版社,2006.3 常好

17、丽,杨海成,何苗,等.面向多级供应商的航天型号产 品研制过程质量管理研究J.制造业自动化,2009,31(1):1-4.4 石柱.军用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.图3 三位一体的多层次软件开发管理模式通过这种三位一体的多层次软件开发管理模 式，可以改变传统的单一组织管理形式，使软件 开发组织从无序、不可控的混乱情形转变为有 序、可控的规范状态。这里，PSP、TSP和CMM都有一个共同特性， 即它们既关心软件开发过程，又关注软件开发管 理，由此共同组成了一套先进的软件开发管理模 式。该模式不仅可以用来衡量软件开发单位、软件【上接第16页】装在吊车上的有

18、源TAG向三个基站发出应答信号，基站接收并计算得出吊车此时的位置，通 过WLAN返回吊车上的计算机。再由计算机选择 合适吊车和路线（吊车到指定集装箱的优化路 线），发出指令，从而驱动吊车按照优化路线向集 装箱移动。当吊车移动至指定位置时，吊车上的读 卡器发出信号，激活集装箱上的TAG，并读取TAG 上的信息以确定是否正确，如正确，可立即装载。RFID和WLAN实现了龙门吊的定位和吊装调度的自动化，为港口的自全程动化和效率的提高提供 了有利保障。参考文献：1 李斌,李文锋.智能物流中面向RFID的信息融合研究J. 电子科技大学学报,2007,36(6):1329-1332、1349.2 王成,王

19、志新,张华强.风电场远程监控系统及无线网络技 术应用研究J.自动化仪表,2008,29(11):16-20.3 朱胜利,佟丽华,蔡晓蕾,等.北京地铁5 号线乘客信息系统 网络平台关键技术研究J.铁路计算机应用,2008,17(7):42-454 谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波M.北京:高等教育出版 社,1991:157-162.5 杨大成,等,移动传播环境理论基础、分析方法和建模技 术M.北京:机械工业出版社,2003:63-69.4结束语集装箱港口作为一个物流系统，物品的尺寸统一、规范，管理便利，只要适当减少和改善其中人工干预环节即可实现集装箱从入港到出港的 全程自动化。其中人工介入最多的是集装箱位置 的查询、定位和龙门吊的吊装调度，此系统采用