一種敏捷系統工程實施模型

汪驥宇，白 喆，李 杰，陳 武

（中核武漢核電運行技術股份有限公司，湖北 武漢 430223）

0 引言

建立企業全流程生產管理系統是數字化轉型的基礎，這類系統涉及企業安全生產的方方面面，打通全業務流程，具有規模大、業務復雜、需求不確定、技術復雜、構建周期長、投資大等特點。這類大系統的研發實施成功與否，直接關系到企業數字化轉型的推進速度。在企業中或多或少存在一些信息系統，企業的某些領域有一定的信息化基礎，企業對未來管控平臺有一定的想法，如何成功的構建企業全流程生產管理系統成為這些企業遇到的主要問題。

在大系統研發過程中，經典的軟件開發模型：瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型等模型具有一定的指導意義。在新技術快速演進、市場環境快速變化的當下，構建有生命力，能夠應對這些技術迭代、環境變化的系統，需要全新軟件系統開發模型。

系統工程運用系統思想解決大系統問題，解決了系統研發中各部分的相互關聯、制約、作用的難題，構建了有機統一的系統[1-2]。系統工程方法對構建統一的大型軟件系統具有很好作用。另外，敏捷開發模式[3-4]以其快速高效、適應變化、注重交付等特點，在應對變化方面具有廣泛應用。但是在大型軟件系統研發工程中，敏捷模型如何運用還是一個具有挑戰性的課題。本文提出了一種敏捷系統工程實施模型，結合系統工程方法、敏捷模型而構建的大型軟件實施模型，能夠指導大型軟件研發實施。

1 敏捷系統工程實施模型

在敏捷系統工程實施模型中，定義了“兩流程一中心”核心，即項目管控流程和項目執行流程兩個一級流程，以及一個配置中心，其中有以下3 點需注意。

（1）項目管控流程，包含了工程項目管理相關流程，涉及項目范圍、時間、成本、質量、人力、溝通、風險、采購、綜合管理的內容。

（2）項目執行流程，包含了敏捷系統工程實施模型的執行流程，包括系統工程流程和系統開發流程兩大二級流程。

（3）配置中心，包括開發運維一體化平臺和內容平臺，提供研發項目的需求管理、項目管理、研發、測試、運維等服務能力，同時對項目項實施過程中的資料、規范、知識、協調文件等內容進行管理。

2 項目管控

在大型軟件系統研發項目中，項目管理是其重要部分，直接關系到項目的成功。在模型中重點關注項目控制、風險管理、變更管理3 項流程的內容，涉及的相關交付物有項目章程、項目進度計劃、項目組織機構、項目人員通信錄、項目設計開發規范、項目控制記錄、風險記錄、例會記錄、變更請求記錄，具體如下。

（1）項目控制流程：主要是對項目的人員、進度、質量、成本的管理。

（2）項目風險流程：主要是對風險的管理，從風險規劃、風險識別、風險跟蹤、風險應對等方面進行管理。

（3）變更管理流程：主要是軟件研發過程中范圍進行管理，包括需求、設計、開發、測試等方面變更管理。

3 項目執行

3.1 系統工程

系統工程流程包含項目啟動和系統工程周期流程。其中在項目啟動活動中，包括一系列的并行活動，召開啟動會表示該活動完成。通過多個系統工程周期完成整個系統的總體設計，總體設計也是在迭代過程中不斷的優化完善，最終達到系統的要求。基本原則時按照項目啟動環節確定的領域優先級進行迭代系統設計。

3.1.1 項目啟動

項目啟動環節主要活動包括組建團隊、識別角色/角色用例/定義用例優先級、制定總體時間進度計劃、制定風險控制規劃、制定軟件工程規劃，該環節主要的成果包括總體進度計劃、風險降低規劃、系統工程規劃、角色清單、角色用例清單。該環節啟動會召開為完成標記。

對于軟件工程，首先對系統的功能進行劃分，跟進業務領域進行初步劃分，通過和業務專家一起，識別主要的業務角色和用例，這里的用例粒度較粗，以一二級業務場景為標準進行，主要目的是識別關鍵業務。對識別用例進行分類，設置優先級。本步驟的主要目標是識別核心業務流程，核心業務領域。完成業務領域識別和分級后，在根據項目計劃，制定迭代分析設計計劃。

3.1.2 系統工程周期

在系統工程周期中包括迭代啟動、角色需求分析及定義、系統需求分析及定義、架構分析、架構設計、設計評審、迭代回顧6 個環節，如圖1 所示。

圖1 系統工程周期

（1）迭代啟動，確定本迭代計劃、人員職責、成果、以及風險，召開啟動會。

（2）業務領域需求分析[5]，開展領域需求分析，本步驟需要識別領域角色、業務用例、其他需求。首先進行業務角色建模，根據具體業務需求，識別業務角色，這里原子粒度以用例步驟粒度為準。再進行用例的細化以及用例編寫，同時識別出非功能需求。在用例分析過程中，需要結合業務活動圖、狀態圖等工具，對用例的細節進行梳理，確保在用例分析過程中做到，關鍵業務不缺項。需要設計出實現各個用例的功能，必要時結合原型分析，完成所有業務的寫操作功能，同時識別必要的讀操作，實現用例的完整性。

（3）系統需求分析及定義，在該階段需要完成服務設計形成服務清單、領域模型、服務關系模型[6-8]。首先定義接口服務，再對這些服務接口進行分類，接下來進行模型建模，最后進行模型審查。

（4）架構分析及設計，完成子系統/組件的設計。

（5）設計評審，對架構設計模型進行審查，通過模型的合理性評審。

（6）迭代回顧，需要分析哪些需求需要納入后續迭代中。

3.2 系統開發

系統工程過程完成子系統/組件設計后，在系統開發過程中，根據項目資源、子系統/組件關系，開啟子系統/組件的開發。

3.2.1 迭代計劃設計

每個子系統/組件開發，需要制定相關的版本迭代計劃，規劃系統實現的迭代次數、迭代方式。PO、業務人員就系統的功能進行迭代計劃設計，在系統總體計劃的前提下（子系統開發時間已設置），根據功能優先級設計子系統功能迭代開發計劃。本活動輸出物包括用戶故事（粗粒度）、迭代計劃。

3.2.2 系統實現

系統實現的每個迭代包括設計流程和開發流程，具體如下。

（1）設計流程。

系統設計過程完成本次迭代相關功能的設計，設計分為多個迭代設計過程，每個迭代設計過程包括6個環節，設計流程如圖2 所示。

圖2 設計流程

各流程釋義如下：①用戶故事編寫[5]，PO 和業務人員協作，PO 完成用戶故事編寫，輸出系統功能需求，主要包括用戶故事、業務流程、以及非功能需求。②功能原型設計，PO 和業務人員協作，完成系統功能及功能原型設計，輸出系統原型。③數據模型設計，子系統設計人員根據系統功能需求，完成數據模型設計，包括概念模型和物理模型。輸出概念模型和物理模型，以及相關配置設計（包括值列表、首選項、工作流、報表等成果）。④服務設計，子系統設計人員根據系統功能需求，完成系統服務設計，輸出服務清單、服務模型、領域模型。⑤設計審查，系統設計完成后，組織系統架構師、中臺設計架構師、數據架構師、應用架構師、業務人員等人審查本活動的輸出物，設計人員根據審查意見完成相關設計文件的修改。輸出審查紀要。⑥進行迭代回顧，設計迭代活動完成后，進行迭代回顧，主要是對本次迭代的工作情況、以及下一個迭代的工作范圍，更新迭代計劃。

（2）系統開發。敏捷開發小組進行敏捷開發，主要活動包括計劃會、功能開發、功能測試、開發例會。該活動的主要產出物包括代碼、軟件、測試用例、測試報告、用戶手冊、配置手冊。

（3）系統實現流程演變。在本模型中，采用敏捷方式進行系統開發，每個迭代的時間不應過長。系統實現是項目落地實施具體環節，在實際的項目執行過程中，可能會存在一些特殊情況：①子系統功能邏輯復雜，需要化更多的時間進行設計，為了每個迭代能夠有交付物，可以在開始的迭代中包括多個純設計迭代，待設計完成后，再進入系統開發。②在集成系統開發中，主要的工作是測試工作，那么可以縮短設計的時間，增加系統開發的迭代。

4 配置中心

在大型軟件研發項目中，存在幾十個上百個敏捷迭代小組同時進行開發，各個小組的開發進度不同，需要開發運維一體化平臺進行管理，提供研發項目的需求管理、項目管理、研發、測試、運維等服務能力，同時對項目項實施過程中的資料、規范、知識、協調文件等內容進行管理。

配置中心從傳統文件管理、代碼、測試管理等各自獨立的，采用不同的工具進行管理，轉化為統一的開發運維一體化平臺進行管理。支撐項目管控和系統實施，實現自動化的軟件交付，形成軟件的構建、測試、發布自動化體系。

4.1 開發運維一體化平臺

開發運維一體化平臺[9]是模型中項目實施的基礎設施，提供了項目管理能力、配置管理能力、持續集成能力，是實現項目管控與系統實施一體化平臺。

（1）項目管理能力，包括項目的進度管理、風險管理、變更管理等方面內容。

（2）配置管理能力，包括需求管理、設計管理、代碼管理、測試管理等方面的內容。

（3）持續集成能力，包括資源管理、容器管理、持續集成、持續交付、鏡像倉庫等能力

4.2 內容平臺

內容平臺是項目成果的倉庫，對模型各個流程的輸入、輸出物進行中心統一管理。主要包括項目管理、業務需求、系統需求、系統設計、系統實現、系統交付、資料、個人空間8 個方面的內容

5 結語

本文介紹的敏捷系統工程實施模型在大型軟件系統研發中使用，能夠很好地支持敏捷的系統工程設計與開發過程。通過開發運維一體化平臺，實現項目管控、系統實施的一體化管理。本模型的實施過程關鍵點主要是以下3 個方面。

（1）系統工程思想：從開始就需要有系統思維，協調好各個系統設計的迭代內容，不能遺漏集成設計迭代環節。

（2）系統設計與系統開發分開：系統設計流程重點運用系統工程方法，系統開發過程重點運用敏捷開發，同時兩個流程要保持信息通暢。

（3）一體化管理平臺：需要通過一體化管理平臺管理全流程的各種模型、數據的流轉，避免研發過程中數據傳遞丟失信息，提高管理、研發效率，保障項目成功。