基于CMMI4的软件质量管理的研究

 

第一章 引 言

 

一、研究背景

自七十年代起，历经四十余载磨砺，国内从事软件开发的诸多企业都逐渐发展了起来，但是我国软件开发的现状仍然十分严峻，真正能被成为软件企业的公司少之又少，剩下的大部分都跟智能化标准相去甚远，就拿与我们相邻的国家印度为例，他们每年的软件出口贸易额巨大，远超我国。仔细的分析一下我们与印度的差距产生的演绎，主要有以下几点：第一，国家的政策不同；第二，我们还没有打开软件市场；第三，工程师之间的技术存在差距；第四也是比较关键的一点，国内还算是比较厉害的软件开发工程师还不懂如何正确的认识软件开发，也没有形成一套有效的软件开发流程体系。发展到现在，软件行业已经形成了许多国际公认的标准，当然，标准的制定离不开诸多行业工程师开创性的尝试，其中很多标准业已公开。于此，我列举两个比较著名的，他们分别为 BOOTSTRAP 与 CMM/CMMI。CMU/SEI 提出的 CMM/CMMI 模型，对当今的软件行业有着不可忽略的成效影响，它更多的是关注软件研发全过程的管理和控制。从软件开发的实际意义上评价软件的性能，能更加明确的指出软件改进的方向，其有效性已经被国内外各大软件企业认同和接受。截止到 2003 年九月份，国内五十多家从事软件开发的企业使用了 CMMI1.1 版本的 CMM/CMMI 模型进行软件评估，同年十月份，在长沙市出现首例实施与评估均符合 CMMI1.1 版本的企业案例。然而，CMM在 2005 年以后失去了 SEI 的维护，也意味着被市场淘汰。而 CMMI 是 CMM 的新版本与逻辑后续，是今后继续优化发展的方向，但是由以上分析可知，两者很类似，虽然相比于之前的版本显得更为成熟，但是当前主要还是纸上谈兵，对 CMMI 的实现方案并没有做出过多的成就，只是在讨论 CMMI 实现后的结果，它在应用的过程中并没有真正的达到想要的效果，在国内，大多数的软件企业并没有真正意义上的理解标准，只是通过表层的现象臆测应该使用怎样的标准。面临这样的窘境，本文对此展开了研究。

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二、研究意义

软件质量特性，如名字所说的，它在软件开发的过程中衡量着软件质量的好坏，对软件的本质进行着评估。在世界范围内被广泛接受的 CMMI 模型以及IS09001 标准等在如何正确评估软件质量的客观要求下应运而生，给企业建立高质量的开发流程提供了参考。然而，软件产品一般具有两大特性，特殊性和逻辑性，正是由于其特殊性，常规的硬件产品质量的管理方法不能完全适用于软件产品，软件产品在被“设计”的过程中需要有一套专有的评估方法来管理其研发过程，以达到管理产品质量的目的。它对于软件企业有着深远的影响，其相关的表现可以描述如下；1.运用统计学的观点，大量的数据可以提高精度，采用先采样，后建模，然后验证分析，再反馈改进建模的流程可以明显提高准确度，以提供长期的贡献。2.培养人才，改进技术，提高技能，三方面齐头并进；3.不断优化完善，获得更多的客户支持；4.在企业已有的开发流程上不断的提高，使管理更为高效；5.在 CMMI 项目的实施过程中，技术工程师们会更加懂得如何进行改革优化和管理，为今后大规模的发展打下坚实的基础；6.驱动良性竞争，提高全球市场的知名度。

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第二章 理论基础及现状分析

 

任何一种研究均离不开理论和技术的支持。在本章中，将简要介绍基于CMMI4 的软件质量管理模型设计时所需要的理论基础和技术基础，并说明如何将技术与理论相结合。

 

一、理论基础

从应用的角度来阐述统计数据或者统计信息，以用来获得、处置、推理、分析和应用的一种统计理论和方法称之为应用统计学。它具有几大特性：应用统计是基于数量来研究客观现象的。客观现象表现出的规模、标准、还有发展趋势和发展速度、以及客观现象之间的数量关系等都与数量有关，正因为要运用各种数字来对客观现象进行综合反映，故此数量性是其基本的特性。统计需要反映整体的现象特征，这依赖于大量的数据，而只有从总体出发，依据大量收集的结果数据，才能得出事物的内在联系和规律。统计研究的目的决定了其总体性的特点，以总体为研究对象，才能排除偶然性因素的干扰，从而发现事物的内在联系和规律。

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二、质量管理技术基础知识

质量管理是指通过质量体系中的质量策划，质量控制，质量保证和质量改进手段，从而实现所制定的质量方针目标及职责的全部活动。就目前来看，软件行业比较流行的质量管理体系有以下几种：戴明循环PDCA，ISO9000 质量认证体系，CMM/CMMI 等。PDCA 循环，是 1930 年休哈特提出的一种被普遍用于不断改善产品质量的管理模型，并在 1950 年被美国的质量管理专家戴明博士继续完善和推广。PDCA 循环是能根据特定的顺序循环往复进行质量管理的一种科学程序。指挥中心主要通过设置以下岗位保障业务的运转，具体描述如下：要遵循“有则改之，无则加勉”的原则，承认做得好的地方，总结失败的经验。还要尽量在下一个 PDCA 循环过程中解决上一个循环遗留的问题。上述四个运行过程是循环往复的，并且上一个循环未解决的问题会叠加到下一个循环。PDCA 循环是科学的程序，要想实现全面质量管理就应该遵循这个循环程序要求。根据 PDCA 循环，制定和实施质量计划的过程即全面质量管理活动的过程，它是循环往复的。PDCA 对所有的循序渐进的管理工作也具有指导意义，而不仅仅局限于质量管理体系。

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第三章 软件质量管理模型的理论创建步骤.........18

一、软件质量管理模型的创建逻辑 ............18

二、质量管理模型的创建方法 ......21

（一）建立质量目标、选择过程性能目标 ......22

（二）建立过程性能度量项 ........23

（三）分析过程性能并建立过程性能基线 ......23

（四）建立过程性能模型 ..........24

第四章 质量管理模型的实际创建.......25

一、建立质量目标、确定商业目标 ............26

二、提炼影响质量目标相关因子 ....27

三、收集质量数据和相关因子并建立基线 ......27

四、确定相关因子、生成回归方程（创建模型） ..........40

（一）确定相关因子 ....40

（二）生成回归方程（创建模型） ............43

第五章 软件质量管理模型的验证.......50

一、模版设计 ..........50

二、具体应用 ..........51

 

第六章 质量成本及效益分析

 

实施了过程改进后，能让大部分软件企业进一步提高管理水平，在保证产品可靠性、安全性的基础上，提高工作效率和软件开发应用水平。从具体的角度来分析，执行 CMMI 将带来以下几个明显优势：

 

一、基于质量成本的效益分析

企业在通过了 CMMI 的审核之后就能够较大幅度的提升自己的形象，也是企业打造知名度的绝佳机会，同时也能够进一步达到顾客满意的服务水平；企业在进行投标时，如果有 CMMI4 证书的，在投标分值上可以增加 4 分，或者将CMMI 作为软件集成项目投标门槛。一旦拥有了 CMMI 资质，企业就能够在执行项目过程中进一步降低成本，确保产品质量，减少返工，控制项目的执行过程，提高项目工作效率，利用项目文档充分降低系统的维护费用，避免顾客索赔现象发生。在没有做 CMMI 之前，我们的项目几乎都不能按时交付，但自从做了 CMMI4，并且顺利通过后，我们的按时交付完成率提高了 10%；另外，在一些软件外包项目上，这也是公司在进行投标时证明自己技术水平的重点凭据。根据 CMMI 的具体要求构建一个完善的质量管理架构体系，就能够有效提高产品质量；在后续的一系列验证活动中全面保障产品质量，利用走查、同行评审等各种方法及早发现产品在开发过程中存在的不足，有效减少返工次数，对产品进行各种类型测试，详细编写测试用例、自动化工具的使用、审查测试等各种测试方法，也进一步确保产品的测试效率，消除产品的漏洞，降低后期维护成本。公司自从通过 CMMI4 级，在测试阶段缺陷发现率提高了 21.7%，在交付阶段缺陷发现率降低了 15.6%，得到了客户的好评，加快了回款速度。

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总结

 

CMMI 作为过程能力成熟度模型，企业根据自己情况选择合适的能力成熟度模型。通过不同等级的评估固然重要，但是评估之后，坚持实施过程改进，长期下来，才能使企业的过程能力得到改进。所以说，实施 CMMI 评估不是最终目的。企业最终是要通过过程改进来提高软件产品的质量，提高自身的竞争力，从而推动整个软件行业的发展。作者结合自己企业实施 CMMI 评估项目，提出了一种适合企业的基于 CMMI 软件过程改进的度量模型。本文的研究工作和成果主要体现在以下几个方面：首先，介绍质量管理的体系现状、以及质量管理的业务现状，从现状中，总结出目前大多数企业所存在的问题，提炼改进的需求；然后，根据上述的需求，结合质量管理模型创建的方法，确定改进目标；接着，根据改进目标，依靠实际采集数据，合理计算分析，得出最终结论，确定改进模型；最后，以实际案例数据进行验证，说明该模型的可行性、可用性、易用性。

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参考文献（略）