（管理科学与工程专业论文）基于bp神经网络的软件项目风险评价研究.pdf

摘要 当前，软件在社会生活的各个领域起着越来越重要的作用，软件产业也已成为促进 国民经济增长的重要力量之一。软件项目是大型的系统化工程，具有复杂性高、技术含 量高、技术更新快等特点，这就决定了软件项目的高风险性，加上现代软件项目规模不 断扩大，使得管理控制变得异常困难，项目经常面临费用超支、进度延迟等问题，开发 的成功率也异常之低。为了应对软件项目开发的这种不利局面，减少软件项目中的不确 定性并降低其带来的损失，确保软件项目目标的实现，风险管理被引入了软件项目领域。 在风险管理理论中，风险评价占据着相当重要的地位，它是风险控制的基础，因此，在 对软件项目进行风险管理时必需重视软件项目的风险评价问题，本文正是以软件项目风 险评价为研究对象。 论文首先总结了国内外软件项目风险管理的研究现状，介绍了软件项目风险管理的 基本理论；接着，在阐述风险识别方法的基础上，结合软件项目工作分解结构和项目管 理九大知识领域，识别出了软件项目的基本风险因素，并构建了软件项目风险评价指标 体系；然后，通过对比分析当前主要的风险评价方法，选择了人工神经网络方法作为本 文的评价方法，并构建了基于b p 神经网络的软件项目风险评价模型；最后结合具体的 样本数据对所建评价模型做了训练检测和实证应用分析。 关键词：软件项目，风险管理，b p 神经网络，风险评价 t h er e s e a r c ho fs o f t w a r ep r o j e c t r i s ka s s e s s m e n tb a s e do nb pn e ur a ln e t w o r k h u a n gy o u q u a n ( m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f z h a n gz a i x u a b s t r a c t i nt h ep r e s e n tf i e l d so ft h es o c i a ll i f e ，t h es o f t w a r eb e c o m e sm o r ea n dm o r ev i t a la n da t t h es a m et i m es o f t w a r ei n d u s t r yh a sb e c o m eal ( i n do ft h ee n e r g i e sa c c e l e r a t i n gt h eg r o w t ho f t h en a t i o n a le c o n o m y a sal a r g es y s t e m a t i z e dp r o j e c t ，t h es o f t w a r ep r o j e c th a st h e c h a r a c t e r i s t i c so fh i g hc o m p l e x i t y , h i g ht e c h n o l o g ya n df r e q u e n tr e n o v a t i o n ，w h i c ht h e n d e t e r m i n eh i g hr i s k so fi t a d d i t i o n a l l y , w i t ht h ee n l a r g e m e n to ft h em o d e ms o f t w a r ep r o j e c t s ， t h ec o n t r o la n dm a n a g e m e n ta p p e a re x t r e m e l yd i f f i c u l ta n dt h ep r o j e c t sa r eo f t e nc o n f r o n t e d w i t ht h ep r o b l e m so fo v e r s p e n d i n ga n ds l o wp r o g r e s s c o n s e q u e n t l y , t h es u c c e s sr a t eo ft h e e x p l o i t a t i o no ft h e mb e c o m e se x t r e m e l yl o w i no r d e rt oc o p ew i t ht h ed i s a d v a n t a g e o u s s i t u a t i o no ft h ee x p l o i t a t i o n ，r e d u c eu n c e r t a i n t yo ft h ep r o j e c t sa n dt h ec o n s e q u e n tl o s si t p r o d u c e sa n de n s u r et h er e a l i z a t i o no ft h ep r o j e c to b j e c t i v e ，r i s km a n a g e m e n th a sb e e n i n t r o d u c e di n t ot h ed o m a i no fs o f t w a r e i nt h et h e o r yo fr i s km a n a g e m e n t ，r i s ka s s e s s m e n t o c c u p i e sav e r yi m p o r t a n tp o s i t i o n ，w h i c hi st h eb a s i so fr i s kc o n t r 0 1 s o ，w h e nc a r r y i n go u t t h er i s km a n a g e m e n to ft h es o f t w a r ep r o j e c t ，w em u s tl o c a t eo u rg r e a ta t t e n t i o no nt h er i s k a s s e s s m e n t ，w h i c hi sj u s tt h eo b j e c tt a l k e da b o u ti nt h ep r e s e n tt h e s i s t h et h e s i s ，f i r s to fa l l ，s u m m a r i z e st h ep r e s e n tr e s e a r c hs i t u a t i o no fr i s km a n a g e m e n to f s o f t w a r ep r o j e c ta th o m ea n da b r o a da n di n t r o d u c e si t sb a s i ct h e o r y ；n e x t ，o nt h eb a s i so f e x p a t i a t i n go nt h em e t h o d so fr i s kr e c o g n i t i o n ，c o m b i n i n gs o f t w a r ep r o j e c t sw b sa n dt h e n i n ek n o w l e d g ea r e a so fp r o j e c tm a n a g e m e n t ，t h ep r e s e n tt h e s i sh a si d e n t i f i e dt h eb a s i cr i s k f a c t o r s ，a n db u i l tt h er i s ka s s e s s m e n ti n d e xs y s t e mo ft h es o f t w a r e ；a n dt h e n ，b yc o n t r a s t i v e l y a n a l y z i n gt h ec u r r e n tl e a d i n gm e t h o d so f r i s ka s s e s s m e n t ，t h i st h e s i sc h o o s e sa r t i f i c i a ln e u r a l n e t w o r k sa si t sa s s e s s m e n tm e t h o d ，a n dc o n s t r u c t sas o f t w a r ep r o j e c tr i s ka s s e s s m e n tm o d e l b a s e do nt h eb pn e u r a ln e t w o r k ；f i n a l l y , t h et h e s i sm a k e sat r a i n i n gt e s ta n da na p p l i e d a n a l y s i so ft h es p e c i f i cs a m p l e dd a t a t ot e s t i f yt ot h eb u i l ta s s e s s m e n tm o d e l k e yw o r d s ：s o f t w a r ep r o j e c t ，r i s km a n a g e m e n t ，b p n e u r a ln e t w o r k ，r i s ka s s e s s m e n t l l 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 ：誊七。 学位论文作者签名：岂丛三日期：q 8 年j 月巧日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印 刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门 ( 机构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被 查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用 影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名： 童玖兰 指导教师签名：；乐丕鲺肚 日期：细鸭年5 月巧曰 日期：秽年厂月劣日 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 1 1 研究背景 第1 章前言 当前，软件在社会中起着举足轻重的作用，已渗透到我们日常生活的各个角落，成 为社会进步发展的重要衡量标志之一。原信息产业部电子信息产品管理司副司长、中国 软件行业协会副理事长陈冲在2 0 0 1 年1 2 月1 2 日为软件项目管理系列丛书作序时就曾指 出：软件产业是一个朝阳的、新兴的知识型产业，一个国家软件业的发达程度，也体现 了国家的综合国力，决定着国家未来的国际地位【l 】。作为新兴的朝阳行业，软件产业在 国家经济中的地位日趋重要，已成为国民经济增长的重要支撑力量之一。有资料显示， 2 0 0 2 年，我国软件以及相关服务的销售额约为9 0 0 亿元，当时就曾有专家乐观预测，2 0 0 5 年，我国软件及相关服务的销售额将达n 2 5 0 0 亿元。这个数据在当时看来已经是一个相 当惊人的数字了，然后现实结果则更让人吃惊，2 0 0 5 年我国软件产业累计完成软件收入 3 9 0 0 亿元，同比增长4 0 3 t 引。而据国家统计局的最新统计数据显示，2 0 0 7 年1 1 2 月我国 实现软件业务收入5 8 0 0 1 亿元，同比增长2 0 8 ；软件产品收入2 0 1 7 3 亿元，同比增长 2 2 5 ；系统集成收入1 4 7 8 2 亿元，同比增长1 6 o ，软件产业主要经济指标完成情况良 好，软件产业已进入高速增长期1 3 j 。 但是，在软件地位日趋重要，软件产业蓬勃发展的同时，软件产业仍然存在着许多 问题，软件项目还常常被费用超支、进度延迟、未满足客户需要以及不可用的系统功能 等问题困扰，面临的形势不容乐观。 下面是几组与软件项目开发情况有关的调查数据：k l e i n 和j i a n g 调查发现软件开发 项目由于预算超支、进度延误、不符合用户需求所导致的项目失败约占到整个开发项目 的8 5 4 1 ；美国国防部的调查表明，他们的软件项目产生的软件系统最终只有小于2 的 可用【5 】；而一直致力于软件项目相关研究的美国s t a n d i s hg r o u p ，则多次对软件项目开展 情况进行调查，根据其对美国超过8 0 0 0 个民用军用的各种软件项目的调查结果显示，软 件项目的失败率居高不下，成功率非常之低，在1 9 9 4 年、1 9 9 6 年、1 9 9 8 年、2 0 0 0 年、2 0 0 4 年，接受调查的软件项目的成功率分别为1 6 、2 7 、2 6 、2 8 和2 9 ，其他则部分或 者完全失败，经济损失极为惨重1 6 】。 上述调查数据表明，软件项目开发情况不容乐观，开发成功率之低让人震惊，并且 上述调查数据还都是取自软件产业最为发达的美国，我国的软件产业远落后于美国，在 第l 章前言 软件项目开发上的成功率更低，软件产业面临的形势也更为严峻。当前，随着我国软件 产业的快速发展，软件企业数量也迅速增长，但目前这些软件企业大多为中小型企业， 规模不大，员工人数达至u l o o 人以上的大型企业只占全行业企业总数不到1 ，而5 0 人以 下的小型企业则超过全行业企业总数的6 0 【7 1 。而中小软件企业大多数仍处于一种手工 作坊式的运营阶段，软件开发能力、开发的规范性和抗风险能力都较差。 1 2 研究意义 任何投资都会存在风险，软件项目也不例外。但与传统的项目如建筑工程项目相比， 软件项目具有更高的风险，项目中存在的浪费也更为惊人。在上一节中，论文介绍了软 件项目的开发情况，我们可以从中了解到软件项目开发的成功率非常之低，很多软件项 目都由于种种原因不能取得预期的效果，由此造成了大量的人力物力浪费。因此，如果 能够降低软件项目开发的风险，哪怕只降低1 ，也能够有效减少人力物力浪费并产生 相当可观的实际效益。根据i e e e 的软件项目风险管理研究成果，软件系统中5 0 - 7 0 的风险可以被检测到，9 0 的风险可以被避免，并且风险管理具有杠杆作用，投资回报 率大概是7 0 0 - 2 0 0 0 ，而除了软件项目的风险管理外，其它项目的投资回报率一般在 2 5 - - - , 3 0 t 8 1 。上述分析充分说明了对软件项目进行风险管理研究具有重要的现实意义。 而软件项目风险评价研究正是软件项目风险管理的重要组成部分，对其进行研究能够为 软件开发组织提供必要的项目状态信息，同时也能为高层进行相关决策提供重要依据。 软件项目的风险管理需要应用多个学科的理论、方法和工具，但主要集中在软件工 程领域。而随着软件工程领域理论的深入发展，也要求开展风险管理的研究，这既是软 件工程学科特点的要求，也是专业化分工的需要。此外，随着经济的发展和社会的进步， 项目管理也已发展成为一个独立的新兴学科，软件项目恰恰又是项目管理的重要研究内 容之一。因此，对软件项目进行风险管理研究可以丰富项目管理的内容，促进项目管理 理论的进一步完善和发展。可见，软件项目的风险管理研究同样具有重要的理论意义。 1 3 国内外研究现状 软件领域的风险管理可追述至2 0 世纪7 0 年代，最初开始于m i s ( m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e m s ) 项目。当前，在软件项目风险管理领域，无论是在从事研究的人 数上，还是在取得的成果数量上，美国都占据首位；而由瑞典、丹麦、挪威、芬兰等国 组成的北欧经济圈以及英国、澳大利亚、日本、韩国也有一定的成果问世，其他国家和 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 地区则只有零碎的相关报道，尚未形成研究规模【9 1 。 理论方面，n o l a n 在2 0 世纪7 0 年代提出了m i s 项目的风险管理模型【1 0 1 ，a l t e r 等提出 风险因素的分析有利于项目成功【l 。然而，上述的这些理论并没有系统地说明软件风险 管理。直到1 9 8 9 年，b o e h m 在其著作软件风险管理中比较详细地对软件开发中的风 险进行了论述，并提出了软件风险管理的方法，一举奠定了软件项目风险管理领域的理 论基础。而作为1 9 9 0 年以来研究和实践软件风险管理最大基地的s e i 贝0 开发了一套比较 完善的软件风险管理方法体系，该体系认为软件风险评估、持续的风险管理和团队风险 管理构成了软件风险管理的基本框架【1 2 1 ；美国项目管理协会( p m i ) 制定的p m b o k 中 把风险管理过程描述为：风险计划编制、风险识别、风险定性评估、风险定量分析、风 险应对设计、风险监视和控制6 个部分。此外，g l u c h 禾o 用系统分析的思想描述风险，认 为风险是由环境、转变、结果构成的【1 3 】；t a l l o n 等进一步把风险管理提前到i t 项目投资 阶段【1 4 】；f a i r l e y 进一步阐述了在软件项目中实行持续风险管理的思想【1 5 】。 实践方面，p m i 采用风险评估方法学( r i s k a s s e s s m e n tm e t h o d o l o g y ) 度量软件开发 风斛1 6 】；i e 腿制订了i e e e l 5 4 0 标准，结合软件生命周期模型给出了风险管理过程规范 f 1 7 】；s e i 在能力成熟度模型( c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e ，c m m ) 基础上提出了事实上的国 际标准能力成熟度集成模型( c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d ei n t e g r a t i o n ，c m m i ) 【1 8 】，主 要用于指导软件开发过程的改进和进行软件开发能力的评估，该模型在第三级将风险管 理列为了关键过程域( k e yp r o c e s sa r e a ，k p a ) 。此外，k o n t i o 开发了以风险分析图为基 础的软件项目风险管理技术【1 9 】；r o p p o n e n 等运用统计分析方法中的主成分分析法对软件 项目风险进行了研究，从中提取出六个类别的软件项目风险【2 0 】；d e b n a t h 通过实际项目 分析了项目团队在软件项目风险中的重要作用【2 l j 。 我国对软件项目风险管理的研究始于2 0 世纪8 0 年代末，但当时知道软件项目管理的 人还不多，实行者就更少。由于技术基础、管理方法和社会环境等方面的差异，我国在 软件项目风险管理领域的研究还远不成系统，与西方发达国家( 主要是美国) 相比还存 在较大差距。 理论方面，我国学者在对国外软件风险理论进行介绍的基础上进行了研究探讨。由 于国外在软件项目风险管理领域的领先地位，国内相继引进出版了许多相关方面的著 作，如美国心理学家霍尔( h a l l ) 女士的风险管理软件系统开发方法、英国约翰拉 夫特里( j o h nr a f t e r y ) 的项目管理风险分析等。国内也有一些著作问世，如沈建民 的项目风险管理、邱莞华的现代项目风险管理方法与实践等，但迄今为止，针 3 第1 章前言 对本国具体国情的软件项目风险管理专著仍然很少。而文亚栋则探讨了软件项目风险管 理的主要内容和方法【2 2 1 ；李美华等提出了基于模糊理论的软件项目风险评估模型1 2 3 】；崔 杰在重视软件系统项目内在风险的基础上，结合灰色理论，提出了软件系统内在风险评 价模型【2 4 】；胡勇等针对当前软件项目较少关注建设方参与的现状，建立了包括软件建设 方和承包商的软件项目风险管理协同过程模型1 2 5 】；台湾科技大学的陈世明对台湾中文大 学李惠明的群决策环境下用模糊集理论评估软件开发中聚合风险率算法做了改进【2 6 】。此 外，就软件项目风险评价，部分专家学者提出了一些风险评价因子，构建了一些简单的 风险评价指标体系，但从总体上看，这些软件项目风险评价指标体系大多缺乏系统科学 性；在评价方法选择方面，当前运用的软件项目风险评价方法大多带有很大的主观性， 评价结果的可信性往往受到很大质疑。 实践方面，作为软件工程领域权威标准的国家“质量管理和质量保证标准 ( g b t 1 9 0 0 , - 一2 0 0 0 ) 在第一部分“选择和使用指南”的产品安全性中提到了风险因素， 在第三部分“软件开发、供应和维护中的使用指南 的合同评审部分提到了风险辨识和 风险管理问题；中国科学院计算机技术研究所、北京中科项目管理研究所推出了项目风 险管理分析软件p r i s k a ( p r o j e c tr i s ka n a l y s i s ) 。此外，田道云等指出对软件项目实行规 范化管理对降低软件风险具有积极作用【2 7 】；罗英桂等从小企业的实际情况出发，采用概 率树和软件工程思想，提出了一种实用的小型软件项目开发风险管理方法1 2 列；谢刚等运 用全寿命周期理论对软件项目投标风险规避做了研究，提出了软件项目投标风险规避的 基本决策过程【2 9 】；杨宏伟借鉴国外公司软件外包项目管理的经验，并结合其自身的项目 经理经历，重点谈了软件外包项目的风险管理【3 。 1 4 主要研究内容 本文以软件项目风险评价为研究对象，主要研究软件项目研发阶段的风险，力图建 立一个科学可行的软件项目风险评价模型。整个论文的研究内容由以下六部分构成： 第1 章前言。介绍论文的研究背景、研究意义、国内外研究现状和论文的主要研究 内容。 第2 章软件项目风险管理相关理论。介绍软件项目风险管理的相关概念，分析软件 项目风险管理的过程，综述经典的软件项目风险管理模型。 第3 章软件项目风险评价指标体系设计。介绍风险识别的内涵和方法，确定软件项 目的基本风险因素，并结合指标体系的设计原则构建软件项目风险评价指标体系。 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第4 章软件项目风险评价模型构建。对比分析当前主要的风险评价方法，确定本文 最终采用的评价方法，在构建软件项目风险评价模型的基础上，结合具体实现环境对模 型进行介绍。 第5 章软件项目风险评价实证分析。结合实际样本数据对所建模型的正确适用性做 出判断，并在具体的软件项目中运用通过验证的评价模型对其进行分析评价。 第6 章结论。总结全文。 5 第2 章软件项目风险管理相关理论 2 1 基本概念 第2 章软件项目风险管理相关理论 2 1 1 风险的概念 风险是一个具有极其深刻且广泛含义的概念，可以从工程学、经济学、保险学、风 险管理等角度进行定义，但由于人们研究角度的不同，对风险的看法和理解也就不尽相 同，目前尚无一个为学术界所普遍接受的概念。 h a r o l dk e r z n e r 在项目管理计划、进度和控制的系统方法一书中指出：风险 是对无法达到预定目标的可能性和结果的一种评测【3 。最早全面开展软件项目风险管理 的美国国防部则把风险定义为：在预定的成本、工期和技术约束下，可能无力达到全面 计划目标的度量指标，包括无法达到具体结果的概率( 可能性) 和达不到那些结果的后 果( 影响) 两个方面【3 2 】。 通过对上述风险定义的分析，并参考一些学者的观点，本文认为，所谓风险，是指 在特定的客观条件下，特定的时期内，某一事件的实际结果相对预期结果的不利变化。 该定义包含了以下四层含义： ( 1 ) 风险是客观存在的。风险潜藏在各种活动中，无处不在，无时不有，是不以 人的意志为转移并超越人的主观意识而客观存在的。 ( 2 ) 风险是可度量的。尽管有些风险事件不容易量化，对其的评价主要依赖风险 承受者的主观感受，可能因人而异，但这并不否定风险的可度量性。 ( 3 ) 风险是可变的。风险的存在与其客观环境和时空条件有关，当客观条件与环 境发生变化时，风险也可能发生变化。这种变化包括风险性质的变化、风险后果的变化 和在一定的时空条件下某些风险的产生与消除。 ( 4 ) 文中的风险主要指不利的影响。有些学者在研究中指出：风险和收益具有对 称性，即风险和收益是同时存在的，且高风险伴随着高收益。在本文中，在对软件项目 风险进行评价研究时，只考虑风险的不利影响而不考虑其中可能蕴涵的收益。 2 1 2 软件项目相关概念 ( 1 ) 软件的概念 软件是计算机系统中与硬件相依存的部分，是为实现特定的功能和性能服务的，是 程序、数据及其相关文档的完整集合【3 3 】。其中，程序是按实现设计的功能和性能要求执 6 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 行的指令序列；数据是使程序能正常操纵信息的数据结构；文档是与程序开发、维护和 使用有关的图文材料。此外，也有研究学者认为软件是人类知识、经验的物化，是建立 在知识经验和智慧基础上的具有独创性的产物【3 4 1 。 与传统的工业产品相比，软件产品具有自身的特点【3 5 1 ，具体如表2 1 所示： 表2 1 软件的特点 t a b l e 2 1f e a t u r e so fs o f t w a r e 软件的特点描述 独创性即原始性 抽象性是一种逻辑实体，没有具体的物理制造过程 不可见性生产过程与传统工程如建筑工程的生产过程相比是不可见的 高风险性相对于其他传统工业产品存在更大的不确定性 与硬件不同，软件一旦研制成功，就可以重复制造，而且复制过程非 可重复性 常容易 高附加值作为智力、知识、技术产品，在打入市场后一般能获得高收益高回报 对硬件、操作系统有一定的依赖性，不能完全摆脱硬件单独运行，存 依赖性 在软件移植的问题 复杂性所反映的实际问题的比较复杂，程序逻辑结构也很复杂 社会性开发和运行涉及的社会因素比较多 ( 2 ) 项目的概念 国际知名项目管理专家、国际项目管理杂志主编r o d n e yt u r n e r 认为：项目是一 种一次性的努力，它以一种新的方式将人力、财力和物资进行组织，完成有独特范围定 义的工作，使工作结果符合特定的规格要求，同时满足时间和成本的约束条件。美国著 名的项目管理专家j a m e sl e w i s 博士认为：项目是指一种一次性的复合任务，具有明确的 开始时间、明确的结束时间、明确的规模与预算，通常还有一个临时性的项目组。全球 最具影响力的两大项目管理组织也对项目作了定义：美国项目管理协会在p m b o k ( 第3 版) 中将项目定义为：项目是为提供某项独特产品、服务或成果所做的一次性努力；国 际项目管理协会在i c b 3 0 中将项目定义为：项目是受时间和成本约束的、用以实现一系 列既定的可交付物( 达到项目目标的范围) 、同时满足质量标准和需求的一次性活动【3 6 】。 综合上述定义，并参考一些学者的观点，本文认为，项目是特殊的将被完成的有限 任务，它是一个组织为实现既定的目标，在一定的时间、人员和其他资源的约束条件下， 所开展的满足一系列特定目标、有一定独特性的一次性活动。 7 第2 章软件项目风险管理相关理论 项目的主要特点如表2 2 所示： 表2 - 2 项目的特点 t a b l e 2 - 2f e a t u r e so fp r o j e c t 项目的特点解释 任何一个项目都有一个或多个具体的目标，项目的目标必须经过明 目标性 确定义并是现实可行的 每个项目都有其特别的地方，没有任何两个项目会完全相同，因此 唯一性 项目具有唯一性，即使项目所创造的产品或服务的所属类别相同， 其也有不同之处 由于项目的唯一性，项目作为一种任务，一旦任务完成，项目即告 一次性 结束，不会有完全相同的任务重复出现，即项目不会重复 项目是为实现目标而开展的任务的集合，它不是一项项孤立的活 整体性 动，而是系列活动有机组合，从而形成的一个完整的过程 ( 3 ) 软件项目的概念 根据i e e e 的定义，软件项目是一系列技术和管理上的工作活动，用来满足项目协议 所规定的期限和条件。软件项目以软件为产品，采用计算机编程语言来实现目标系统及 软件产品，其目的是实现各类业务系统的信息化、业务流程的集成化管理与连续性执行。 它可以是一个单独的开发项目，也可以与产品项目组成一个完整的软件产品项目。软件 项目的生命周期包括计划、需求分析、设计、程序编写、测试和运行维护6 个阶段。 与传统“资源消耗型”项目相比，属于“知识转移型”的软件项目具有以下特殊性： 目标不精确。作为项目，应该有明确的目标，软件项目也不应该例外。但在实际 的软件开发中，客户常常在项目开始时只有一些初步的功能要求，没有明确的想法，也 提不出确切的需求，项目的任务范围很大程度上取决于项目组所做的系统规划和需求分 析。这就导致经常出现软件项目目标不精确，任务边界模糊的问题。 目标的渐进性。与其他项目不同，软件项目的产品在完成之前是不可见的，为了 解决这个问题，必须在项目开始前通过合同明确的描述最终产品的各类指标。但由于项 目产品的不可见，在项目前期无法对其进行精确的定义，只能粗略的描述各类指标，并 随着项目的进行逐步完善和精确。 不确定性。由于项目计划和预算本质上是基于对未来的估计和假设所进行的预 测，在执行过程中与实际情况会有很多差异，再加上执行过程中遇到的各种始料未及的 风险和意外，使得软件项目往往不能完全在规定的时间内、按规定的预算由规定的人员 完成。在实际开发中，软件项目的不确定性往往与频繁的项目需求变更相伴。 8 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 智力密集型。软件项目是智力密集、劳动密集型项目，受人力资源影响较大，项 目成员的构成、责任心、能力及稳定性对软件项目的质量和成败有决定性的影响。因此， 为了高质量的完成项目，必须充分发掘项目成员的智力才能和创造精神，必须在人才激 励和团队问题上给予足够的重视。 2 2 软件项目风险概述 2 2 1 软件项目风险概念 b a r k i 将软件项目风险定义为软件项目开发过程中不确定性的产物和项目失败造成 损失的程度【3 7 1 。g l u t c h - t ) , 为软件项目风险是异常失败事件和该失败对系统操作者、用户 或者环境造成的后果【1 3 1 。本文采用的是薛四新在软件项目管理中给出的定义，他认 为，所谓软件项目风险是指软件项目在整个生命周期内，由于受各种环境的不确定性因 素的影响，实际发生的成本、进度、质量等与预期结果的偏离【3 8 】。 在软件项目实施的整个过程中，可能形成软件项目风险的因素很多。如在项目启动 阶段可能存在的项目目标不明确；在系统设计阶段可能存在的因缺乏有经验的分析和设 计人员导致的分析和设计结果不适用；在项目实施阶段可能存在的因程序员开发能力 差，或者因用户提出新的功能需求而导致的开发费用超支，还有可能存在因开发人员流 动引起的项目延期；在项目收尾阶段可能出现软件质量差、文档不全等情况。 2 2 2 软件项目风险分类 当前，软件项目风险分类的方法有很多，下面是比较常见的几种分类方法： ( 1 ) s e l 分类法 s e i 提出的软件项目风险分类方法如图2 1 所示【3 9 】： 图2 - 1s e l 分类法 f i 9 2 1 c l a s s i f i c a t i o no fs e i 在上图中，s e i 把软件项目风险分为产品工程风险、开发环境风险和项目约束风险。 9 第2 章软件项目风险管理相关理论 产品工程风险：影响软件项目成功的技术方面的风险因素； 开发环境风险：包括开发所用的方法、过程和工具等开发环境风险因素； 项目约束风险：合同、组织和用户操作方式等不在项目组直接控制下的风险因素。 ( 2 ) s o m m e r v i l l e 分类法 s o m m e r v i l l e 在其著作软件工程一书中将软件项目风险分为项目风险、产品风险 和业务风险【4 0 1 ，具体如图2 2 所示： 图2 2s o m m e r v i l l e 分类法 f i 9 2 - 2 c l a s s i f i c a t i o no fs o m m e r v i i l e 项目风险：影响项目进度或项目资源的风险； 产品风险：影响正被开发的软件的质量或性能的风险； 业务风险：影响软件开发机构或软件产品购买机构的风险。 ( 3 ) 风险因素内容分类法 按照风险因素的内容，软件项目风险可分为范围风险、质量风险、进度风险、资金 风险、技术风险、人力资源风险和法律风险【3 8 1 ，具体如图2 3 所示： 图2 - 3 风险因素内容分类法 f i 9 2 - 3 c l a s s i f i c a t i o no fr i s kf a c t o rc o n t e n t 范围风险：软件项目工作范围界定方面的风险； 质量风险：软件质量保证体系能否正确制定并能够被有效执行的风险； 进度风险：由于进度估算失误以及其它原因引起的进度延迟方面风险； 资金风险：因安排的资金量不足和资金不能及时到位所引起的风险； 技术风险：由于技术方面的问题所引起的风险； 人力资源风险：人员流失、人员不适合软件项目开发要求等引起的风险； 1 0 中国石油大学( 华东) 硕七学位论文 法律风险：与软件项目有关的国家法律、规章制度、标准规范的变化给软件项目 带来的风险。 ( 4 ) 风险性质分类法 按风险的性质，软件项目风险可分为已知风险、可预测风险和不可预测风险，具体 如图2 4 所示： 图2 _ 4 风险性质分类法 f i 9 2 - 4 c l a s s i f i c a t i o no fr i s kn a t u r e 已知风险：通过仔细评估项目计划、开发项目的商业及技术环境、以及其它可靠 的信息来源之后可以发现的那些风险； 可预测风险：能够从过去的项目经验中推测出来的风险； 不可预测风险：可能会在项目中出现，但很难事先识别出来的风险。 2 3 软件项目风险管理概述 2 3 1 软件项目风险管理概念 学科不同，风险管理的定义也不尽相同，本文主要讨论的是软件领域的风险管理内 涵。b o c h m 认为，软件风险管理指的是“试图以一种可行的原则和实践，规范化地控制 影响项目成功的风险 ，其目的是“识别、描述和消除风险因素，以免它们威胁软件的 成功运作 【4 1 1 。h a l l 认为，风险管理是评估和控制影响软件项目、过程或产品的风险实 践，该实践围绕目标设定、项目计划、执行、度量、改进和发现新信息六大科目展开【4 2 1 。 s e i 认为，风险管理是项目中带有过程、方法和工具的管理风险实践，它建立了预先决 策的规范环境【4 3 】。g l u c h 认为，风险管理是处理风险的行为或实践，它包括风险计划、 估价( 辨识和分析) 风险区域、制定风险解决方案、监督风险以确定风险的变化，并且 归档整体风险管理方案f l 引。 综合上述定义，并参考一些学者的观点，本文认为，所谓软件项目风险管理，是指 在对风险的不确定性及可能性等因素进行考察、预测、收集、分析的基础上，制定出来 的包括风险识别、风险分析、风险监控和风险应对等一整套系统而科学的管理方法，其 第2 章软件项目风险管理相关理论 研究目的是找出这些导致不良后果的风险，并采取措施尽可能减小其对项目的影响。 2 3 2 软件项目风险管理过程 软件项目风险管理是一个连续的过程，贯穿于项目周期的始终。一般认为，风险评 估和风险控制构成了风险管理过程的两个逻辑组成部分。其中，风险评估包括风险识别 和风险分析，风险控制包括风险计划、风险跟踪和风险应对，具体如下： ( 1 ) 风险识蔓j i j 运用检查表法、头脑风暴法等风险识别方法，寻找项目中可能存 在的各种风险，并确定其潜在的风险范围； ( 2 ) 风险分析：对识别出的潜在风险，通过运用定性和定量方法对其进行分析评 价，确定风险事件发生的概率以及可能产生后果的严重性，从而对风险事件做出科学合 理的评估； ( 3 ) 风险计划：对风险的分析评估结果进行处理，制定相应的风险规避或解决方 案，并推荐具体处理风险的行动，主要包括责任、资源、时间、活动、应对措施和责任 人等元素； ( 4 ) 风险跟踪：对分析得到的风险事件，进行跟踪控制，监视其变化状况，以便 能够通过采取相应的措施使项目处于可控状态，同时运用风险识别方法不断识别新的风 险并制订相应对策； ( 5 ) 风险应对：针对出现的风险，执行相应的风险应对计划，并报告风险应对措 施的实施结果，直到风险降低到可接受级别。 2 3 3 软件项目风险管理模型 ( 1 ) b a r r yb o e h m 模型 软件风险管理之父b o e h m 在1 9 8 9 年初步提出了软件项目风险管理体系，并在1 9 9 1 年 详细描述了他的风险管理思想体系【4 1 1 。b o e h m 在模型中用公式i 也= p 牛l 对风险进行了定 义，其中r e 表示风险或者风险所造成的影响，p 表示令人不满意的结果所发生的概率， l 表示糟糕的结果会产生的破坏性的程度。在风险管理步骤上，b o e h m 基本沿袭了传统 的项目风险管理理论，把风险管理活动分成风险评估和风险控制两个阶段。风险评估阶 段主要包括风险识别、风险分析、风险优先级三个子步骤，风险控制阶段包括编制风险 管理计划、风险解决和风险监控三个子步骤，b a r r yb o e h m 模型具体如表2 3 所示： 1 2 中国石油人学( 华东) 硕士学位论文 表2 - 3b o e h m 软件风险管理模型 t a b l e 2 3m o d e lo fb o e h ms o f t w a r er i s km a n a g e m e n t 阶段步骤含义 风险识别 找出项目特定的风险事件清单 评估风险事件的概率和后果 风险评估 风险分析 评估风险事件交互作用形成的组合风险 风险优先级产生辨识出的并经过分析了的有序风险事件清单 编制风险 编制处理各个风险事件的计划 管理计划综合个别风险事件计划形成总体计划 风险控制确定化解和消除风险的环境和活动 风险解决 跟踪风险解决过程 风险监控为进一步细化排序和计划提供反馈信息 b o e h r n ) x 1 险管理理论的核心是维护和更新十大风险因素列表。通过对一些大型软件 项目的调查，b o e h m 总结出了软件项目十大风险因素列表，并对每个风险因素制定了一 系列的风险管理策略。在实际操作时，以十大风险因素列表为依据，总结当前项目的风 险因素，评估后进行计划和实施，并在项目实施中定期召开会议对十大风险因素列表进 行分析更新。十大风险因素列表的思想可以将管理层的注意力有效地集中在高风险、高 权重、严重影响项目成功的关键因素上，而不需要考虑众多的低优先级的细节问题。 ( 2 ) s e i 的c r m ( 持续风险管理) 模型 s e i 的风险管理原则是：不断地评估可能造成恶劣后果的因素；决定最迫切需要处 理的风险；实现控制风险的策略；评测并确保风险策略实施的有效性。1 9 9 2 年问世的c r m ( c o n t i n u o u sr i s km a n a g e m e n t ) 模型充分体现了上述风险管理原则，c r m 模型具体如 图2 5 所示： 识别 控制 沟通 分析 计划 两跟踪譬 图2 - 5s e i 的c r m 模型 f i 9 2 - 5 c r mm o d e lo fs e i 1 3 第2 章软件项目风险管理相关理论 在c r m 模型中，风险管理被划分为风险识别、分析、计划、跟踪、控制5 个步骤， 并要求对每一个风险因素都按照这五个步骤进行管理【删。c r m 模型强调在项目生命周 期的所有阶段都关注风险管理，通过不断地评估引起风险事件发生的因素，确定最为迫 切需要处理的风险，并实施相应的风险应对策略以及评测风险策略实施的有效性。图2 5 中所示的框架充分显示了应用c r m 模型的基础活动及其之间的交互关系，强调了这是一 个在项目开发过程中反复持续进行的活动序列，突出了沟通在风险管理中的重要作用。 此外，需要说明的是，c r m 模型中的每个风险因素一般都需要按顺序经过图中的五个步 骤，但是对不同风险因素开展的不同步骤可以是并发的或者交替的。 ( 3 ) l e a v i t t 模型 l e a v i t t 模型从系统的角度出发将软件项目管理看作一个系统，把该系统划分为四个 组成部分：任务、结构、角色和技术【4 5 1 。这四个组成部分能够和软件开发的各因素很好 地对应起来：角色覆盖了所有的项目参与者，例如软件用户、项目经理和设计人员等； 结构表示项目组织和其他制度上的安排；技术则包括开发工具、方法、软件硬件平台； 任务描述了项目的目标和预期结果。l e a v i t t 模型具体如图2 6 所示： 图2 - 6l e a v i t t 模型 f i 9 2 6m o d e lo f l e a v i t t l e a v i t t 模型的主要思路是：模型是一个有机的整体，各个组成部分密切相关，某一 个组成部分的变化会影响其它的组成部分，如果一个组成部分的状态和其它的状态不一 致，就会造成比较严重的后果，并可能降低整个系统的性能，甚至导致整个系统的崩溃。 将l e a v i t t 模型和软件风险的概念相对应，即一个系统开发过程中任何l e a v i t t 组成成分的 修改都会产生一些问题，甚至导致软件修改的失败。 1 4 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 ( 4 ) r i s k i t 模型 r i s k i t 模型是由m a r y l a n d 大学的k