基于CMMI的PDM設計

李劍平

(中國電子科技集團公司第十五研究所,北京100083)

0 引言

軟件成熟度模型(CMM)提供了理解每一個成熟度級別內的必要細節,從而可以依此來檢驗軟件機構的軟件開發實踐,明確如何進行比較,找出差距,并針對特定需要建立過程改進和優先次序,實施機構內的軟件過程改進。隨著(CMM)實施的不斷深入,許多硬件產品生產企業也希望能以成熟度模型的思想來完善硬件產品的開發過程。硬件產品與軟件產品開發的不同決定了二者的成熟度模型必然存在差異,從能力成熟度模型的解度改造現有硬件產品數據管理系統,勢必有助于提高硬件產品開發過程管理水平。

1 非過程的PDM帶來的問題

PDM以軟件為基礎,是一門管理所有與產品相關的信息和所有與產品相關的過程的技術。它提供產品全生命周期的信息管理,并可在企業范圍內為產品設計和制造建立一個并行化的協作環境。PDM是一種幫助管理人員管理產品數據和產品研發過程的工具,而企業實施PDM的最終目標是達到企業級信息集成的目的。

從表面現象看,似乎PDM可以解決在產品開發過程中的各類問題,但是由于PDM是圍繞產品開發為中心的數據管理系統,因此在產品全壽命周期的管理方面存在不足,其主要表現為現有的PDM產品在項目管理功能上的不足。

在企業信息化的過程中,不少企業現已配置了產品數據管理、模擬仿真軟件、電子設計自動化、辦公軟件、整套檔案系統和標準管理等。由于沒有考慮集成,盡管各自的需求都是正確的,依舊難以有效實現標準數據在系統之間的傳遞,不僅導致數據被系統切分,更重要的是造成流程被系統切分。跨越不同管理系統的任務只能進行人工調度和規劃,提高了人工成本,降低了數據質量。圖1所示為沒有過程的PDM系統框架,在此系統中,如果在制品技術狀態需要更改,必須全部停止在制品的生產,完成更改后才能再啟動生產,且需要對在已制部分進行核對。

圖1 非過程的PDM系統框架

2 CMMI對產品開發過程的貢獻

CMMI是一種思想,其根本目標是對開發活動和獲得的產品進行有效的預測和及時的評估,它是一個管理過程改進活動的框架,是達到目的手段,而其本身并非目的。現階段CMMI的最終目標是:組織一套實踐、方針和規范,使各開發團隊能以一種可預見的、可靠的和可重復的方式開發高質量的產品。CMMI共分為5個等級,從等級2開始,CMMI要求組織采用一系列過程工具、方法學和策略,彼此互相配合,以幫助組織來穩定的控制其環境。

在CMMI思想框架下對產品開發過程的規定如圖2所示。產品資料管理可縮短產品研發過程、降低成本、提高質量并支援后續服務。可有效改善企業管理體制、提高企業競爭力,其最主要的改善體現在產品開發過程中企業標準的執行以及開發流程的動態管理方面。

圖2 基于CMMI的產品開發框架

CMMI所強調的是產品全壽命周期的全部管理,在圖2所示中,基于CMMI的產品開發框架分為過程的不斷完善與過程的執行2個部分。首先是定義機構開發過程,這部分的主要要務是規定與產品開發過程有關的各項標準、工具、準則以及標準過程,這部分思想用能力成熟度等級的不斷提高進行度量。其次是對已定義的機構開發過程的執行,在這部分中,主要通過聯系各個子過程的活動予以連接。執行必須符合對開發過程的定義,執行力通過對各項活動的檢查進行度量,沒有達到標準要求的過程不允許跨越而進入下一過程。

在企業構建PDM時,需要借鑒、把握CMMI的核心思想,而不能認為構建了基本的PDM后就可以一勞永逸地解決企業產品開發的全部問題,要以CMMI為方向指導,通過持續的重復、測量和提煉,穩步創造與精化開發環境。實際上,當一個企業采用CMMI時,便已有意識地做出了努力,了解自身,開始分析如何改進過程。

3 設計方法及舉例

企業在構建基于CMMI的PDM應用時,首先必須全面分析企業相關的事務處理和問題,清晰地定義企業對產品數據以及產品開發過程的需求。編制詳細的企業需求說明書,作為企業實施PDM的依據。

需要重點考慮的內容包括:人事組織結構定義,包括人員崗位分類及其職責的授權;產品數據密級定義,使不同的用戶在不同的工作領域,以不同的身份和不同的權限對文件進行操作;版本定義,實現產品在不同階段、不同狀態形成的產品設計文件的版本管理;工作流程定義,通過建立工作流程管理,將項目工作程序規范化。基于CMMI的PDM系統框架如圖3所示。

圖3 基于CMMI的PDM系統框架

規定了開發機構標準過程后,以CMMI的思想構建的PDM系統框架,此系統建立在等級2之上。與圖1相比可以看出,此開發系統已不全部處于數據庫的管理之下,僅對產品最終數據進行管理,而是充分體現CMMI基于過程開展與產品有關的各項工作的理念,在這CMMI的框架下,各過程有效受控,減少了開發過程由于人工干預帶來的錯誤與時間的延誤。

同樣以在制品的技術狀態更改為例,基于CMMI的PDM系統在接受項目維護指令后,僅對該在制品涉及的工序進行封鎖,技術更改活動受系統控制對涉及的工序進行相應的修訂,技術更改完成后,重新開放其它相關工序,可有效減少工序核訂工作。此外,對企業標準與企業作業指導書的裁剪也可以作為后期有效施控過程,作用并影響產品開發全過程。

如表1和表 2所示,在此系統中,可以通過ID查詢與產品相關的各項過程、過程工作產品等情況。

表1 項目狀態

表2 人員狀態

基于CMMI的PDM的實施涉及到整個企業的各個方面,建設與實施過程是一個復雜的系統工程。需要經歷反復的文檔化、測量、提煉和重復工作,要求企業對整個企業的有關部分,從高層管理者到一線生產人員,都做出堅定的、長期的實施承諾與努力。

4 結束語

基于CMMI的PDM的引入,將極大地方便相關人員對整個系統信息的存取和利用,使過去因為時間和空間的限制難以協調控制的工作變得容易。人與人之間、部門與部門之間、企業與企業之間會出現全新的溝通方式。以CMMI的思想構建PDM系統,是硬件產品研制單位實施PDM的新的環境需求。通過二者的結合實施,必將會給企業帶來巨大的利益,并不斷產生深遠的影響。

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