初次估計彈載軟件項目估計方法研究

梁琪+楊躍+任延超+張巧

[摘 要] 針對初次實施項目估計彈載軟件特點，提出結(jié)合自頂向下估計法與自底向上估計法的軟件項目估計方法，選用寬帶Delphi技術(shù)作為其基礎(chǔ)實施方法，并將其設(shè)計實例化。此方法現(xiàn)已在多個彈載軟件項目成功應(yīng)用。該方法能有效提高初次估計彈載軟件項目估計的規(guī)范性、有效性，對其他領(lǐng)域的初次估計軟件項目估計具有借鑒作用。

[關(guān)鍵詞] 彈載軟件；軟件估計；自頂向下估計法；自底向上估計法

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 03. 082

[中圖分類號] TP311.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）03- 0145- 04

0 引 言

軟件項目估計是對軟件項目規(guī)模、工作量、成本和進度等的預(yù)測，是軟件項目計劃編制、管理和控制的基礎(chǔ)[1]。軟件項目估計數(shù)據(jù)的使用貫穿軟件項目的整個研制過程。本文中初次估計特指處于軍用軟件研制能力成熟度1級（初始級）[2]時，第一次開展軟件項目估計活動時，無可用類似項目歷史數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)散落于個人/開發(fā)組中，不能為彈載軟件項目估計及項目后續(xù)策劃提供支撐時的軟件項目估計。此時軟件項目估計不適用基于模型或基于歷史數(shù)據(jù)估計方法。且彈載軟件一般隨彈交付使用方，研制周期明確，因此迫切需要合理的軟件項目估計方法，從而建立有效的軟件項目計劃，為軟件項目建立合理預(yù)算，確定合適資源，為實現(xiàn)軟件項目承諾提供基礎(chǔ)。

1 初次估計彈載軟件項目估計方法研究

軟件項目估計是軟件項目管理的基礎(chǔ)工作。軟件項目估計包括有：規(guī)模估計、工作量估計、成本估計、進度估計和風(fēng)險估計[3]。而針對彈載軟件，軟件項目估計主要集中在規(guī)模和工作量估計活動。如果規(guī)模和工作量估計不準確，可能導(dǎo)致軟件項目組制定的計劃無法完成。有效的軟件項目估計方法能減少項目失敗的可能性。初次估計彈載軟件項目其自身特點決定必須設(shè)計合適的軟件項目估計方法以滿足其軟件估計需求。

現(xiàn)在軟件項目估計研究主要集中于基于模型或基于歷史數(shù)據(jù)估計方法[3-6]。而進行初次開展彈載軟件項目估計時，由于估計成員本身對估計模型、估計方法理解不足，并且缺乏符合要求的歷史數(shù)據(jù)，所以使用基于模型或基于歷史數(shù)據(jù)估計方法比較困難。

因此，本文引入基于寬帶Delphi技術(shù)結(jié)合自頂向下估計法與自底向上估計法來有效應(yīng)對初次估計彈載軟件項目估計問題。項目規(guī)模估計時采用寬帶Delphi技術(shù)進行估計。工作量估計時同時使用自頂向下和自底向上的估計方法，并對兩種方法估計的工作量數(shù)據(jù)進行比較，通過判斷數(shù)據(jù)偏差是否在允許范圍內(nèi)，分析偏差產(chǎn)生原因并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整參數(shù)或重新開始估計方式，直到估計數(shù)據(jù)可接受。具體工作量數(shù)據(jù)估計時采用寬帶Delphi技術(shù)進行估計。從而達到結(jié)合自頂向下估計法及自底向上估計法優(yōu)點，通過一次完成估計制定合理實施計劃目的。

彈載軟件一般規(guī)模小于1 000個功能點。對擁有1 000個功能點的應(yīng)用來說，手動估計和自動估計的準確率不相上下[4]。因此選取寬帶Delphi技術(shù)方法作為軟件項目估計的實施方法。寬帶Delphi技術(shù)是目前用的比較多的專家評估方法，該方法能在缺乏量化歷史數(shù)據(jù)時開展軟件項目估計[3]。在彈載軟件項目估計實施時采用寬帶Delphi有利于初次實施估計軟件項目開展軟件估計工作。

自頂向下估計法是用一個簡單的方程從估計的規(guī)模求出估計的總工作量，各階段的工作量可以根據(jù)它們占總工作量的百分比而得到[5]。在需求不太明確時，規(guī)模估計比較困難，這時估算的誤差會比較大，且估計工作量必須逐級分配給任務(wù)，給項目計劃制定人員帶來額外難度。自底向上的方法，首先獲得項目各部分估計的規(guī)模，然后得到整個項目估計的規(guī)模[5]。這種方法主要依據(jù)工作分解（WBS）來估算，首先將項目進行分解，列出主要工作，然后估計每件工作的工作量，匯總就可以得到整個項目的工作量，該方法能有效估計已知工作量，但無法應(yīng)對初次估計軟件項目中遺漏任務(wù)或任務(wù)變化帶來的風(fēng)險。由于在彈載軟件項目估計后的制定項目實施計劃時也必須對工作任務(wù)進行分解，所以采用結(jié)合自頂向下和自底向上估計方法可以結(jié)合兩個方法的優(yōu)點，有利于降低實施計劃工作難度、提高估計有效性。

本文將結(jié)合自頂向下估計法與自底向上估計法的軟件項目估計方法設(shè)計實例化。該實例已成功應(yīng)用于兩個彈載軟件項目（某型飛行控制軟件、某型導(dǎo)航軟件）及一個非彈載軟件項目（某型地面檢測軟件）。

2 初次估計彈載軟件項目估計方法設(shè)計實例

2.1 制定軟件產(chǎn)品的工作分解結(jié)構(gòu)

軟件項目組根據(jù)《軟件任務(wù)書》，制定軟件產(chǎn)品的工作分解結(jié)構(gòu)（WBS），見圖1。產(chǎn)品WBS的分解層次以便于規(guī)模估計為原則。

2.2 估計軟件產(chǎn)品規(guī)模

利用2.1節(jié)制定的產(chǎn)品WBS估計軟件產(chǎn)品的規(guī)模。軟件規(guī)模以源代碼行數(shù)來度量。軟件規(guī)模估計時使用寬帶Delphi方法進行估計。估計結(jié)果填入軟件項目估計記錄。

從規(guī)模數(shù)據(jù)推算出工作量數(shù)據(jù)時，對規(guī)模數(shù)據(jù)要乘一個調(diào)整因子或稱難度系數(shù)。難度系數(shù)的設(shè)置參照表1。

2.3 計算工作量

根據(jù)項目整體規(guī)模估計項目的總的工作量。工作量的度量單位是“人時”。計算方法如下：

項目工作量 = 產(chǎn)品的規(guī)模 / 人均生產(chǎn)率

其中，產(chǎn)品的規(guī)模等于估計的規(guī)模乘以難度系數(shù)；人均生產(chǎn)率參考數(shù)據(jù)可以根據(jù)組織生產(chǎn)率水平進行設(shè)計，例如2.5行/人時，軟件估計負責人可根據(jù)具體情況取值，但要說明理由。

將項目工作量按一定比例分配給各階段。比例分配參考數(shù)據(jù)見表2所示。

軟件估計負責人可根據(jù)本項目的具體情況調(diào)整以上分配比例，但要說明調(diào)整的理由。

2.4 估計成本

軟件估計負責人估計人力成本，軟硬件成本等。估計結(jié)果填入軟件項目估計記錄的成本估計表項中。

2.5 工作產(chǎn)品規(guī)模估計

一次性估計軟件工作產(chǎn)品的規(guī)模。這里的軟件工作產(chǎn)品一般指的是工程技術(shù)文檔。規(guī)模估計的度量單位是文檔頁。應(yīng)使用寬帶Delphi的估計方法，估計項目工作產(chǎn)品的規(guī)模。

2.6 技術(shù)活動WBS分解

軟件項目負責人組織相關(guān)人員對該項目的技術(shù)活動進行WBS分解，形成能夠執(zhí)行和跟蹤的一個個技術(shù)任務(wù)。任務(wù)是軟件項目跟蹤和監(jiān)督的最小技術(shù)活動單元，能被一個人在兩周內(nèi)執(zhí)行完成。

技術(shù)活動拆分完成后，產(chǎn)生該項目的技術(shù)活動WBS，作為下一節(jié)任務(wù)工作量估計的基礎(chǔ)。

2.7 任務(wù)工作量估計

軟件估計負責人組織軟件項目開發(fā)人員和相關(guān)人員對該項目的工程活動及非工程活動工作量進行估計。在任務(wù)工作量的估計時，應(yīng)參照軟件產(chǎn)品規(guī)模和軟件工作產(chǎn)品規(guī)模估計結(jié)果。

（1）工程活動工作量估計：使用基于寬帶Delphi的估計方法進行任務(wù)工作量的估計。

（2）非工程活動工作量估計：軟件項目負責人組織軟件項目開發(fā)人員和相關(guān)人員采用協(xié)商、討論等方式，對該項目的非工程活動工作量進行估計。

2.8 建立項目的階段計劃

將項目各階段所有任務(wù)工作量相加，得出項目階段工作量。將階段工作量與2.3節(jié)計算出的階段工作量比較，如果偏差未超過偏差允許范圍（例如20%），則可視計算工作量和估計工作量結(jié)果一致；如果偏差超過偏差允許范圍（例如20%），則應(yīng)分析原因，或調(diào)整階段分配比例，或按2.7節(jié)重新進行估計。估計結(jié)束后將估計結(jié)果填入軟件項目估計記錄。

根據(jù)各階段預(yù)期的工作量，按照各項工作完成的先后順序，制定項目階段計劃，列出項目開發(fā)各階段的預(yù)定起止日期?？傻贸鲰椖康碾A段計劃，如表3所示。

2.9 建立項目的實施計劃

任務(wù)估計完成后，根據(jù)任務(wù)書或合同要求、任務(wù)估計值、現(xiàn)有人員能力、設(shè)備資源情況制定項目的實施計劃，作為對軟件開發(fā)計劃的細化，以利于項目的跟蹤與監(jiān)督，以及項目的測量。項目實施計劃如表4所示。

2.10 建立項目實施計劃網(wǎng)絡(luò)圖

根據(jù)實施計劃表，畫出項目活動/任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)圖，如圖2所示。使用項目管理工具的“甘特圖”表示項目的實施計劃。從圖中可看出活動/任務(wù)之間的依賴關(guān)系，亦可確定項目的關(guān)鍵路徑。

2.11 納入《軟件開發(fā)計劃》

軟件估計負責人將以上相應(yīng)的估計值及相關(guān)的信息納入《軟件開發(fā)計劃》。

3 總 結(jié)

本文引入結(jié)合自頂向下估計法與自底向上估計法，選用寬帶Delphi技術(shù)作為其基礎(chǔ)實施方法來有效應(yīng)對初次估計彈載軟件項目估計問題。該方法現(xiàn)已在三種不同類型軟件項目（某型飛行控制軟件、某型導(dǎo)航軟件、某型地面檢測軟件）上成功應(yīng)用。其實施結(jié)果表明：

（1）該方法能有效規(guī)范軟件項目估計過程，能有效利用行業(yè)專家能力及零散項目數(shù)據(jù)；

（2）該方法提高缺乏軟件項目估計經(jīng)驗項目組軟件的估計有效性；

（3）該方法對非彈載軟件估計具有借鑒作用。

結(jié)合自頂向下估計法與自底向上估計法方法能在初次估計情況下進行合理的估計，并指導(dǎo)建立合理的軟件開發(fā)實施計劃，從而有效指導(dǎo)彈載軟件項目工程實踐活動。

主要參考文獻

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