ISO標準和過程改進技術對我國軟件企業(yè)的啟示?
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2003年06月20日
電子信息技術的迅猛發(fā)展大大推動了全球經(jīng)濟的增長。與此同時，計算機軟件在電子信息技術中的地位日益重要，軟件產業(yè)作為一個朝陽產業(yè)對各國經(jīng)濟的貢獻越來越大。在美國，軟件產業(yè)成為繼汽車、電子工業(yè)后的第三大支柱產業(yè)。90年代后期，美國軟件產業(yè)以每年12.5%的速度遞增著。1998至1999年度，印度的軟件銷售額已達到40億美元。我國1999年的軟件銷售額也上升到176億元人民幣。此外，軟件技術對一個國家的安全和社會穩(wěn)定也是至關重要的。在信息時代的今天，存儲在龐大計算機系統(tǒng)中的天文數(shù)字般的信息一旦受到“病毒”感染或“黑客”攻擊，就有可能造成難以估量的損失。為此，各國都在積極制定有利于軟件產業(yè)發(fā)展的政策和措施，從宏觀上為軟件企業(yè)的發(fā)展營造良好的社會環(huán)境。但另一方面，軟件企業(yè)發(fā)展的真正動力應該來自企業(yè)內部，軟件企業(yè)只有加強質量管理，積極創(chuàng)新，才有可能在激烈的競爭中立于不敗之地。ISO標準和過程改進技術對加強軟件企業(yè)的質量管理工作可以起到顯著的推動作用。
ISO標準與軟件企業(yè)的質量管理體系
自從1987年公布ISO 9000族標準以來，ISO 9000族標準已經(jīng)成為全球最有影響的質量管理和質量保證標準。ISO 9000族標準的制訂和實施反映了市場經(jīng)濟條件下供需雙方在進行交易活動中的要求。供方只要按ISO 9000族標準組織產品的開發(fā)和生產，并通過權威機構的認證，在產品質量方面就會贏得顧客的充分信任。另一方面，顧客在市場上選購產品時，更愿意選擇通過質量認證的企業(yè)所生產的產品，從而減少一部分多余的或力不從心的繁瑣的質量檢驗活動。
ISO 9000族標準建立在“所有工作都是通過過程來完成的”這樣一個認識基礎之上。每一個過程都由諸如原材料、設備、組織和人員等作為輸入，輸出的是過程的結果，如半成品、成品和計算機軟件產品等。質量管理是通過對組織內各種過程進行管理來實現(xiàn)的。一個組織的各種職能和各層次管理的一貫目標應該致力于不斷地進行質量改進，以滿足顧客和社會的需要。
在ISO 9000族標準中，與軟件企業(yè)關系最密切的是《ISO 9001 質量體系-設計、開發(fā)、生產、安裝和服務的質量保證模式》和《ISO 9000-3 質量管理和質量保證標準 第三部分：ISO 9001在計算機軟件開發(fā)、供應、安裝和維護中的指南》。
ISO 9001標準從20個方面全面定義了質量體系要素，規(guī)定了質量體系的要求，如果產品開發(fā)、生產者或供應方達到了這些要求，就表明具備了質量保障能力。
盡管ISO 9001標準全面明確地定義了質量管理工作的各個方面，包括了軟件開發(fā)活動的全過程，但是ISO 9001主要是針對制造業(yè)制訂的，沒能詳盡地描述軟件企業(yè)的質量管理工作。因此，ISO專門制訂了ISO 9000-3作為ISO 9001標準的實施指南。
ISO 9000-3作為軟件企業(yè)實施ISO 9001的指南，對其中的20個質量要素作了進一步的解釋與說明。其主要思想是：軟件的開發(fā)和維護有著一系列的任務。這些任務的順利完成需要各級管理層和開發(fā)人員的共同配合和一致協(xié)調。其中高級管理層應該根據(jù)其在過去工作中積累的經(jīng)驗來制訂總體策略，下一層的管理者負責制訂用來實現(xiàn)總體策略的實施計劃，并管理他們所制訂計劃的執(zhí)行。開發(fā)人員在計劃時間內、以盡可能低的費用開發(fā)出滿足功能要求的軟件的前提是準確地理解用戶需求。
需要指出的是，ISO 9000-3對軟件企業(yè)的軟件開發(fā)和維護活動起到的是指導性的作用，不帶有強制性，而具有建議性。一個軟件企業(yè)在貫徹和執(zhí)行ISO 9000-3的過程中，應該根據(jù)企業(yè)自身的基礎和現(xiàn)狀，有針對性地開展軟件質量管理和質量保障活動。軟件企業(yè)影響軟件質量的全部因素在軟件生命周期內始終處于被監(jiān)控的狀態(tài)，實現(xiàn)持續(xù)不斷的質量改進。
此外，ISO/IEC于1995年制訂了《信息技術-軟件生存周期過程》（ISO/IEC 12207:1995），全面系統(tǒng)地描述了軟件生存周期過程，是ISO 9000-3實施指南的進一步擴展。
軟件過程技術及其發(fā)展
隨著軟件工程的深入發(fā)展，人們逐漸認識到：提高軟件生產率和軟件質量的瓶頸在于軟件開發(fā)和維護過程中的支持和管理問題，意識到關鍵的是“軟件過程”
從1984年開始在計算機界掀起了“軟件過程運動”，針對軟件過程進行了一系列的研究和討論，進而誕生了軟件過程技術。
軟件過程就是軟件生存周期所涉及的一系列相關過程。過程就是活動的集合，活動又是任務的集合，任務是把輸入轉換為輸出的操作。
軟件過程技術的基本思想是：軟件開發(fā)和維護過程的質量對軟件產品的質量和軟件生產率影響很大。軟件過程技術的目標就是通過工程化、標準化和形式化的方法管理軟件的開發(fā)過程，從而改變目前基于手工的軟件生產方式，實現(xiàn)大規(guī)模的軟件生產。
目前，軟件過程技術的研究大致可分為以下三個方面：①軟件過程建模語言。提出各種適合于定義和描述軟件過程的方法和手段。②軟件過程支持。研究在以過程為核心的軟件工程環(huán)境的設計和實現(xiàn)中所涉及的各種技術問題，如體系結構、實施機制、工具集成、過程可視化、一致性維護、并發(fā)控制和事務管理等。③軟件過程改進。研究如何對軟件開發(fā)機構現(xiàn)有的軟件過程進行評估和改進。
由美國卡內基·梅隆大學軟件工程研究所（SEI）開發(fā)的軟件過程持續(xù)改進模型-能力成熟度模型CMM（Capability Maturity Model）是軟件過程改進技術的代表。
CMM描述了一個有效的軟件過程中的關鍵要素，討論了不成熟的軟件機構發(fā)展成為有規(guī)律的、成熟的軟件機構的改進過程。CMM涉及對軟件開發(fā)和維護活動進行規(guī)劃、軟件過程工程化和對軟件過程進行管理的實踐活動。通過這些實踐活動，能夠提高軟件機構滿足成本、進度、功能和質量要求的能力。
所有軟件都是經(jīng)過一些過程而產生出來的。但這些過程往往是混亂和不一致的，從而導致缺乏可預見性和可重復性，缺乏改進的基礎。為此，在軟件開發(fā)期間需要連貫的、明確的過程，從而使這些過程能夠被連續(xù)地執(zhí)行，并被監(jiān)督和演化。
CMM對于想要控制軟件開發(fā)和維護過程，以及希望在機構內部形成良好的開發(fā)次序和環(huán)境的組織，是有很大幫助的。
　　CMM將軟件機構的成熟度分為五個等級，如圖1所示。
改進軟件過程期望達到下面幾個目標：
1．提高軟件項目的效率。有效地運用項目所擁有的各種資源，包括人員和時間，以達到提高生產率的目的。
2．提高軟件項目的可預見性。根據(jù)以往的項目經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，盡可能準確地估計開發(fā)軟件所需的成本和時間，并使這些估計更具魯棒性，即項目環(huán)境和目標的微小變動不會使這些估計無效。
3．提高軟件產品的質量，以更高的準確度和可靠性達到預期的目標。?
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有關專家通過觀察發(fā)現(xiàn)：遵循系統(tǒng)的和可重復的演化過程的軟件企業(yè)，與過程是專設的、混亂的軟件企業(yè)相比，可以保證類似以往成功項目的可重復性，具有更高的軟件生產率，開發(fā)出來的軟件也具有更高的質量。
國外軟件企業(yè)管理經(jīng)驗介紹
幾十年來，美國一直保持著軟件霸主的地位。從80年代中期開始，一些大的計算機廠商開始認識到必須改進開發(fā)軟件產品的過程以提高軟件產品的質量和及時交付使用的能力，并組織專門力量進行了這方面的研究工作。IBM的Santa Teresa實驗室依據(jù)Malcolm Baldrige國家質量獎標準和ISO 9000系列標準對軟件開發(fā)工作涉及的各個方面進行了評價和改進，把軟件質量成熟性水平分成意識、應付、管理和綜合4個階段，形成了一套包括領導、技術和過程方法三足鼎立的質量管理策略。微軟的哲理是追求高度的靈活性，其目標是既要達到自由，又要有嚴格性。在組織產品開發(fā)時，有許多并行的小組（每組3至8人），這些并行小組自由地開發(fā)產品的功能特性。在擴大產品的同時引入新技術、新概念。強調各小組的工作要同步穩(wěn)定地進行。
TickIT是由英國貿工部（DTI）發(fā)起的、旨在推動IT產業(yè)通過ISO 9000質量認證的一項活動。TickIT活動迎合了英國IT產業(yè)的需要，并對全球的IT產業(yè)產生了深遠的影響。通過ISO 9000質量認證的企業(yè)在管理方面往往有了很大的改善，提高了生產效率和產品質量，而且在市場競爭中常常占有優(yōu)勢。顧客也更愿意選擇通過ISO 9000認證的軟件企業(yè)作為合作伙伴。
近十幾年來，印度的軟件業(yè)也保持著高速發(fā)展的勢頭。按照世界銀行對軟件出口國能力的調查評估認為，印度軟件出口的規(guī)模、質量和成本的綜合指數(shù)居世界第一位。
印度的軟件產業(yè)之所以能夠在國際市場上占有一席之地，不僅在于它的價格低廉和一定的語言優(yōu)勢，更重要的是印度的軟件機構以ISO 9000和SEI CMM為基礎，建立了自己的軟件項目管理和質量保障體系，并融入所有軟件的開發(fā)和維護過程之中，不斷地改進和完善軟件過程。這就大大增強了其軟件產品按時按質交貨的能力及在國際市場上的競爭力。目前，印度有近百家軟件公司通過了ISO 9000或CMM二級質量認證，以至于比爾·蓋茨驚呼：“除美國外，下一個軟件大國既不是歐洲國家，也不在日本，而在印度。”
由此可見，對軟件開發(fā)活動進行規(guī)范化管理和采用軟件過程改進技術，是軟件企業(yè)尤其是不成熟的軟件企業(yè)加強質量管理的有效途徑。
我國軟件企業(yè)的管理現(xiàn)狀及其分析
據(jù)統(tǒng)計,目前國內從事軟件開發(fā)的企業(yè)有數(shù)千家，除100多家外資合資企業(yè)外，絕大多數(shù)企業(yè)的規(guī)模在50人左右，少數(shù)達200人，規(guī)模達到1000人企業(yè)的只有兩三家。無論是從產業(yè)規(guī)模、企業(yè)實力、技術水平，還是從創(chuàng)新能力、市場競爭力和產品的市場占有率來看，都還遠遠落后于國外同行，我國的相當一部分軟件企業(yè)處于不成熟階段，質量管理制度和隊伍不健全，質量管理工作滯后，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
1．軟件過程一般在項目進行中由參與軟件開發(fā)的人員臨時確定。有時即使確定了，可實際上在開發(fā)過程中并不嚴格執(zhí)行。
2．軟件機構是反應型的，缺乏風險分析經(jīng)驗，對軟件開發(fā)過程中可能遇到的困難準備不足，管理人員往往花費大量的精力去應付突發(fā)事件。
3．軟件項目的進度和經(jīng)費預算由于估計得不切實際，所以被常常突破。在交付時間急迫的情況下，往往不得不削減軟件的功能，降低軟件的質量。
4．軟件的質量難以預測。質量保證活動，如質量評審、測試等，常被削弱或被取消。
經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，造成這種局面的原因主要有以下幾點：
1．企業(yè)質量意識淡薄，重技術輕管理的思想根深蒂固。企業(yè)負責人和技術骨干往往只重視技術，認為只要工具使用得熟練，精通程序設計語言，就能開發(fā)出顧客滿意的軟件。
2．企業(yè)戰(zhàn)略目標有偏差。企業(yè)上層領導對質量、功能、進度和成本之間的相互制約關系缺乏正確的認識，企業(yè)往往將經(jīng)濟效益放在突出的地位，當經(jīng)濟效益與軟件產品質量發(fā)生沖突時，往往是犧牲質量。
3．企業(yè)規(guī)模制約著質量管理活動的開展。由于規(guī)模小，加之質量意識淡薄和戰(zhàn)略目標有偏差，企業(yè)難以或不愿組織專門力量開展質量管理活動，造成質量管理隊伍不健全。許多企業(yè)只有測試人員，而無專門的質量保障機構，也沒有負責質量管理的部門。
4．員工知識結構單一。在軟件企業(yè)中，往往是軟件開發(fā)技術人員缺乏質量管理常識，而質量管理人員對軟件開發(fā)技術又不熟悉，進而造成軟件開發(fā)技術人員和質量管理人員之間難以溝通，阻礙了開發(fā)工作的順利進行。
5．軟件開發(fā)隊伍不穩(wěn)定。企業(yè)常常是在簽定項目合同之后再在人才市場上招募技術人員組織開發(fā)隊伍，然而臨時招聘來的技術人員往往既對項目環(huán)境缺乏了解又難以安心工作，甚至在項目進行過程中途就離開開發(fā)隊伍，無法保證軟件質量。
加強我國軟件企業(yè)質量管理的途徑
我們認為，目前我國軟件企業(yè)遇到的最大困難既不來自國家有關的產業(yè)政策，也不來自市場的競爭，而是來自企業(yè)內部管理的不完善和不協(xié)調，有相當一部分軟件企業(yè)的質量管理環(huán)節(jié)薄弱。因此，軟件企業(yè)的當務之急應該是苦練內功，通過加強質量管理工作、吸取國外先進管理技術和經(jīng)驗來規(guī)范企業(yè)內部行為，通過提高軟件產品質量來增強市場競爭力。具體途徑有：
1．在有條件、員工在100人以上、管理問題較突出的軟件企業(yè)開展ISO 9000質量體系的建立與實施工作。軟件企業(yè)在實施ISO 9000標準、建立質量體系時，不能機械地照抄，認真研究和分析軟件開發(fā)過程的規(guī)律和特點，找出現(xiàn)有質量體系需要完善和加強的環(huán)節(jié)；以ISO 9000標準作為尺度加以衡量，進而找到完善和加強質量管理工作的途徑；建立有企業(yè)特色的、適用性和有效性強的質量體系。
2．借鑒CMM思想，結合企業(yè)實際情況，開展過程改進活動。對照CMM的五個成熟等級，我國絕大多數(shù)的軟件企業(yè)處于2級以下，應主要針對項目計劃、需求管理、配置管理、質量保證和項目跟蹤及監(jiān)督5個關鍵過程領域加強質量管理工作。
3．企業(yè)領導在質量管理工作中應發(fā)揮積極的引導作用。朱蘭8020原則強調，產品質量問題有80%出于管理層，而只有20%的問題起源于員工。日本質量管理專家石川馨認為，QC小組的作用充其量只能解決10%的品質問題，而90%的問題需要由管理層來解決。質量管理工作是自上而下的，尤其在我國軟件企業(yè)質量管理工作的基礎比較薄弱，這樣，企業(yè)領導就成為其中最關鍵的因素。需要特別指出的是，企業(yè)最高領導對質量管理工作的推動作用是下級各級負責人不可比擬的，也是下級負責人不可代替的。
4．在質量管理活動中，正確理解人的因素的重要性。質量管理的實踐充分證明，提高產品質量的根本途徑在于不斷提高企業(yè)全體員工的素質，充分調動和發(fā)揮人的積極性和創(chuàng)造性。石川馨認為：“質量管理始于教育，終于教育”。組織培訓是提高員工質量意識和素質的重要手段。在軟件企業(yè)內部，要營造鼓勵員工積極參與質量管理活動的氛圍，尤其要為軟件開發(fā)人員創(chuàng)造機會和條件，使他們的一部分工作用在改進軟件過程的工作上。最后一定要保持開發(fā)隊伍的穩(wěn)定，以保證軟件項目開發(fā)活動的可持續(xù)性。
結束語
在經(jīng)濟全球化的今天，要高質量、高效率地開發(fā)出復雜的大型軟件系統(tǒng)，已不再是個體或小分隊的軟件企業(yè)所能完成的任務，工程化、工業(yè)化和標準化生產已經(jīng)成為國際軟件業(yè)通行的趨勢。另一方面，面對市場競爭日益激烈的新形勢，機遇和挑戰(zhàn)同在，希望與困難并存。以質量求效益、求發(fā)展，是中國軟件企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。古語云：“不謀全局不足謀一域，不謀萬世不足謀一時”。中國的軟件企業(yè)應該牢固樹立“質量第一”的長遠觀點，將加強質量管理作為當前工作的重中之重，并結合企業(yè)的實際情況，建立自己的質量管理體系，這樣才能保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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