（管理科学与工程专业论文）中国软件企业软件过程中的知识管理研究.pdf

摘要 随着信息技术的高速发展和广泛应用，信息产业已经成为国民经济发展的动 力和增强综合国力的基础。软件产业作为我国信息产业最重要的组成部分在国家 资金等方面的扶持下已经取得了很大的发展，但在管理、技术、资金和人员方面 仍然存在很多问题，导致我国软件开发的工程化、规范化程度低，使软件产品质 量的问题得不到保证，这已经成为我国软件产业发展的巨大障碍。 针对上述情况本文提出利用知识管理的思想指导中国软件企业执行软件过 程活动，并提出以当前最为流行的软件能力成熟度模型( c ) 作为框架，通过 实施知识管理使软件过程中的知识规范化、标准化，并能获取、交流、共享和创 新这些知识，从而达到软件过程改进的目的。 本文主要作了以下三个方面的工作： 第一，通过比较目前用于指导改进软件过程的方法、模型，提出将c 删作为 展开软件过程中知识管理活动的框架。 第二，为改进软件过程，使软件过程资源规范化、标准化，通过分析软件过 程中知识管理内容，提出应该按照知识在软件过程中的流动即知识链展开知识管 理活动，进而给出软件过程中实施知识管理的方法和各阶段知识运用模型。 第三，提出适合我国软件企业知识管理的策略，指导软件企业参照c 展开 知识管理活动，实现软件过程改进。 关键字：软件过程改进；知识管理：知识链；c m m a b s t r a c t w i t ht h eh i g hd e v e l o p m e n ta n dt h ew i d e l ya p p l i c a t i o no fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y ，i n f o r m a t i o ni n d u s t r yh a sb e c o m et h ep o w e ro fn a t i o n a le c o n o m v a n dt h eb a s ef o rs t r e n g t h e n i n gc o m p r e h e n s i v en a t i o n a ls t r e n g t h s o f t w a r e i n d u s t r ya s a ni m p o r t a n tp a r to fouri n f o r m a t i o ni n d u s t r yh a sd e e p l y d e v e l o p e dw h i c hi ss u p p o r t e db y c a p it a l i z a t i o n b u tt h e r earem a n y p r o b l e m se x i s t i n gi nm a n a g e m e n t ，t e c h n o l o g ya n dp e r s o n ，w h i c hl e a dt ot h e l o ws t a n d a r d i z a t i o na n dl e a dt ot h a t b ea s s u r e d t th a sb e e nt h el a r g e i n d u s t r y t h es o f t w a r ep r o d u c tq u a l i t ycann o t b a r r i e rt od e v e l o p i n gours o f t w a r e a c c o r d i n gt ot h e s es t a t u s e s ，t h isp a p e rp u tf o r w a r dt h a tg u i d i n gt h e c h i n e s es o f t w a r ee n t e r p r i s e st oh a n d l et h es o f t w a r ep r o c e s sa c t i v i t i e s b a s e do nt h et h o u g h t so fk n o w l e d g em a n a g e m e n t r e g a r d i n gt h ep o p u l a rc m m a st h ef r a m ea n ds t a n d a r d i z i n gt h ek n o w l e d g eo fs o f t w a r ep r o c e s s ，a n d g a i n i n g ，c o m m u n i c a t i n g ，s h a r i n ga n di n n o v a t i n gk n o w l e d g eb yk n o w l e d g e h a n d l i n ga c t i v i t i e sarep u tf o r w a r d ，a n ds o f t w a r ep r o c e s si si m p r o v e da t 1 a s t t h i sp a p e rh a sf i n i s h e dt h r e em a j o rw o r k sa sf o l l o w s ： f i r s t l y ，c o m p a r i n gw it ht h em e t h o d sa n dm o d e l su s e dt oi n s t r u c t i m p r o v i n gs o f t w a r ep r o c e s s ，c m mi sr e g a r d e da st h ea p p r e c i a t ef r a m et o h a n d l ek n o w l e d g em a n a g e m e n td u r i n gs o f t w a r ep r o c e s s ： s e c o n d l y ，a n a l y z i n gt h ek n o w l e d g em a n a g e m e n tc o n t e x t ，g i v i n gt h e s t r a t e g i e sf o rk n o w l e d g em a n a g e m e n t ，g i v i n gt h em o d e lf o rk n o w l e d g e h a n d l eo ft h es o f t w a r ep r o c e s s ，t h i sw i l li n s t r u c ts o f t w a r ee n t e r p r i s e s t os t a n d a r d i z et h ek n o w l e d g eo fs o f t w a r ep r o c e s sa n dt oi m p r o v es o f t w a r e p r o c e s s f i n a l l y ，t h es t r a t e g i e sf o r t h ek n o w l e d g em a n a g e m e n tb a s e do nc m mi n o u rs o f t w a r ee n t e r p r i s e sarep u tf o r w a r d k e y w o r d s ：s o f t w a r ep r o c e s si m p r o v e m e n t ：k n o w i e d g em a n a g e m e n t k n o w i e d g ec h a i n ：c m m 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 1 引言 1 1 问题的提出 随着信息技术的高速发展和广泛应用，信息产业已经成为发达国家乃至世界 经济的基础产业，成为国民经济发展的动力和增强综合国力的基础。至2 0 0 0 年， 我国信息产业已经成为国民经济的重要支柱产业。软件产业作为信息产业的核心 和国民经济信息化的基础，对世界经济的持续发展起到了重要的支撑作用。有关 专家预测，软件产业将成为2 1 世纪拥有最大产业规模和最具广阔前景的新型产 业之一。 软件产业已经成为国际竞争的焦点和战略制高点，它的发展深刻地影响全球 经济与社会的发展。因此，世界各发达国家与许多发展中国家都把软件产业作为 其优先发展的战略性产业，越来越多的软件发达国家跻身于这个拥有巨大利润的 市场，并且在各个领域占据一席之地。在美国、日本等发达国家，软件产业已成 为支柱产业；一些发展中国家和地区也都把发展软件产业放在极其重要的地位， 积极参与国际软件市场的竞争，软件产业在印度的发展成为其他发展中国家的学 习典范。 对于中国而言，在国际软件产业飞速发展的今天，如何抓住这样一个历史机 遇，振兴本国软件产业的发展，是新世纪面临的重大课题。软件是国家的战略性 产业，是我国国民经济和社会信息化的核心和灵魂。为了发展软件行业，在2 0 0 0 年6 月，国务院颁布了鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策的1 8 号文件，从投融资、税收、技术、出口到收入分配机制、采购、软件企业认定、 知识产权保护等多方面，对软件产业给予全方位的政策支持，从而使我国的软件 产业得到了很大的发展。 ( 1 ) 软件产业规模不断壮大。近几年，中国软件产业以平均超过3 0 的速 度增长1 。； ( 2 ) 中国软件产业总额占全球软件产业总额的比重不断提升； ( 3 ) 软件企业实力不断增强，规模不断扩大； ( 4 ) 人才队伍的数量与质量不断提高； ( 5 ) 软件企业认证与软件产品认证方面取得了丰硕成果。2 0 0 2 年当年有 3 0 0 0 多家企业获得软件企业资质认定，登记备案软件产品5 0 0 0 多项。累计到2 0 0 2 年底，全国共认定6 2 8 2 家软件企业，登记备案软件产品1 0 9 0 0 项，为软件企业 减免各项税额4 0 多亿元，整个行业企业数量大约在1 0 0 0 0 家左右“1 。 为进一步提高我国软件产业的总体水平和国际竞争力，国家在振兴软件产 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 业行动纲要中提出了我国软件产业到2 0 0 5 年的发展目标：软件市场销售额达 到2 5 0 0 亿元；国产软件和服务的国内市场占有率达到6 0 ；软件出口额达到5 0 亿美元；培育一批具有国际竞争力的软件产品，形成若干家销售额超过5 0 亿元 的软件骨干企业；软件专业技术人才达到8 0 万人。从2 0 0 2 年的实践和2 0 0 3 年 上半年的发展状况来看，这一目标应该能够超额完成。 我国的软件产业虽然取得了一些成绩，但是也存在很多问题，对于今后软件 业的发展仍然是很大的阻碍。 ( 1 ) 软件开发的工程化、规范化程度低“1 。我国软件产业缺乏软件工程的 管理，缺乏对软件过程即软件开发和维护过程的控制，没有走上规范化发展的道 路，仍处于混沌状态。在软件过程方面，软件过程中所有的行为基本都是反映式 的，甚至是临时拼凑的，对进度、经费的估计无实际根据，硬件限制则常在软件 质量上让步。在质量管理上，难以预测可能出现的问题，对出现问题的判断没有 基础，在进度滞后时，常常是减少或取消评审、测试等保证质量的活动；在人员 管理上，安排不合理，忙的忙死，闲的闲死。这样的后果是模块重用程度降低， 产品文档编写不甚完备，软件开发效率得不到保障，最终软件产品的可靠性无法 得到权威认证，无法得到国际市场的认同，严重制约了我国软件业的发展。与美 国、印度等国家的软件企业相比，我国通过c m m 认证、i s 0 9 0 0 0 认证的软件企业 占软件企业总数的比例还很低。 ( 2 ) 软件产业的整体规模较小，难以形成产业优势，国产软件在整个软件 市场中的份额很低。2 0 0 2 年，我国的软件出口仅占全球的1 ，国内市场上的国 产软件也仅占1 3 的份额“1 。而且我国软件企业的规模也小，人数在5 0 0 以下的 软件企业即中小型软件企业占大多数。 ( 3 ) 软件产业发展的良性机制仍没有形成，软件发展的资金问题、人才问 题并没有从根本上解决。 ( 4 ) 软件的知识产权保护差，盗版现象依然很严重，制约了我国整个软件 产业的发展。 ( 5 ) 软件整体的技术水平较低。例如在对软件产业有着较大影响地位的操 作系统的产品开发与市场开拓方面仍存在许多问题。 ( 6 ) 软件产业与相关传统产业的结合不够。长期以来软件产业仅局限在计 算机领域内，未能建立起相应的软件大市场的观念。 对于我国软件企业来说，软件开发的工程化、规范化程度低的问题主要表现 为项目没有生命周期的概念，无明确启动和验收点，企业整体管理基础薄弱。我 国软件企业软件过程的现状可以概括为以下三个方面： ( 1 ) 大部分软件企业都没有形成基本的软件工作流程，还都处于由结构化 软件开发方式向以过程为中心的开发方式和工业化开发方式过渡阶段”1 。 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 ( 2 ) 大部分软件企业在软件工程理论和实践两方面都比较薄弱，虽建立了 软件过程，但过程阶段不明显，软件生产无序，对进度、预算、质量的预测和控 制不得力，常常在遇到问题时就放弃原定计划，重视编程与测试，忽略需求分析 和系统总体设计。 ( 3 ) 缺少文档化的过程描述，缺乏对过程和产品进行测量，软件过程的历 史数据很少，因此很难基于历史数据对工作量和进度进行合理的估计。 针对这些情况，我国软件企业必须寻找适合自己的方法发展软件行业，改进 软件企业的软件开发过程，从而才能提高软件产品的质量。为了改进软件开发过 程，很多专家对企业软件开发过程的管理提出了很多新技术和工具，但是软件的 开发过程中出现的问题以及质量问题的解决，不完全在于新技术和工具的应用， 在很大程度上取决于企业软件开发与生产过程的能力以及能力的成熟度。软件企 业只有在提高软件过程能力的基础上，才能提高软件产品质量和服务质量，才能 持续发展。 而对于软件开发过程中的方法、工具、文档资料以及员工的经验、技能等知 识的管理对于提高软件企业的效率，改变我国当前软件企业的状况起着决定的作 用。根据软件企业软件过程的特点，可以发现软件过程的改进主要是实现软件过 程的文档化、制度化，实现将软件开发过程中的方法、规范等知识进行管理使软 件过程可控的过程，这是软件企业知识管理很重要的一部分内容，通过获取和管 理这些知识，实现知识在员工之间的交流、共享，有利于员工进行知识创新。所 以，将知识管理的普遍原则与方法和软件过程相结合，并参照目前行之有效的软 件过程改进模型来改进软件过程，是提高软件企业的开发与生产过程能力的一条 行之有效的道路。 1 2 国内外同类研究综述 1 2 1 国外的研究状况 关于软件开发过程的改进国外提出了很多行之有效的模型和方法用以指导 软件组织进行软件过程改进：c 、i s o9 0 0 0 、i s o i e c1 5 5 0 4 、b o o t s t a r p ：同 时也提出了一些基于c m m 的变种模型应用于特定的领域，如通信行业的 t r i l l i u m 、软件获取成熟度模型“1 、软件开发能力能力评审、软件技术诊断模 型“。 国外关于知识管理方面的研究也取得了长足的发展，出现了很多专业的权威 人士，如托马斯达文波特、劳伦斯普鲁萨克、野中郁次郎等。由于知识管理 是管理领域的新生事物，目前还没有统一的定义，对知识管理进行探索的角度也 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 不一样，但是大致可以综合划分为技术学派、行为学派和综合学派三个学派5 1 。 其中技术学派认为“知识管理就是对信息的管理”，这个领域的专家一般都有计 算机科学和信息科学的知识背景，他们常常侧重于对信息管理系统、人工智能等 方面的技术研究，对于该学派来说，知识就是对象，并可以在信息系统中被标识 和处理。行为学派认为“知识管理就是对人的管理”。这个领域的专家一般都有 哲学、心理学、社会学或商业管理等方面的知识。他们侧重于对人类个体的技能 和行为的评估、改变或者是改进。对于这个学派的专家来说，知识等于过程，是 一个对不断改变着的技能等的一系列的复杂的、动态的过程。3 。综合学派认为“知 识管理不但要对信息和人进行管理，还要将信息和人连接起来进行管理；知识管 理要将信息处理能力和人的创新能力相互结合，增强组织对环境的适应能力。” 该学派的专家同时具有信息技术和管理学、经济学两方面的知识，将技术学派和 行为学派的观点进行融合来分析企业中的知识管理，是较为系统和全面的观点， 所以这个观点很快被业界接受。 同时国外对知识管理的研究不仅仅局限于理论上的探讨，已进入了实用化阶 段，提出了很多关于知识管理的策略和方法。在策略方面，国外已经有软件行业 实施知识管理的成功经验，i t 巨人m i c r o s o f t 可谓成功实施知识管理的典范”3 ， 形成了一套很有个性化的知识管理体系，它其中的思想和原则大部分也体现了 c m m 的思想体系。另外，作为倡导知识管理的先驱i b m 在此方面也作了很多工作， 开发了一系列软件支持企业的知识管理，如l o t u sd o m i n o n o t e s 和e - l e a r n i n g 系列产品，帮助企业为实现知识管理提供软件支撑。 1 2 2 国内的研究状况 我国的软件行业虽然取得了飞速的发展，但是相对于国外来说还很落后。在 指导企业进行软件过程改进方面，我国软件行业还没有成体系的软件过程模型和 标准可以借鉴，还是停留在借鉴国外行之有效的模型的阶段。或者我国相关学者 对这些模型根据我国软件行业的特点，提出一些改进的方法和策略。例如某工程 软件专家组提出了c s c m m j “，以适应我国软件企业进行软件能力评估和过程改进 的需要；提出利用净室软件：i = 程。1 指导我国软件企业引入c m m 改进软件过程的策 略；提出将r u p 的增量、迭代思想引入到软件过程，从而降低软件开发的成本和 风险。1 ；特别是对于目前国际最为流行的标准c m m ，从不同的角度提出了很多针 对我国软件企业如何应用c m m 的策略和方法。 关于知识管理方面，自1 9 9 9 年开始，国内不少学者投入到该领域的研究， 翻译了很多国外知识管理的著作，发表了一系列的学术文章。以国家自然科学基 金管理科学部将“企业知识管理问题研究”作为2 0 0 0 年鼓励研究领域为标志， 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 国内学术界对知识管理的研究将掀起高潮，同时波及到企业界。弓1 发企业的知识 管理实践。我国在知识管理方面的先锋长城所对知识管理的理论和方法进行 了广泛的探索，在王德禄专家的带领下取得了很大的研究成果，并且出版了知 识管理的i t 实现朴素的知识管理，提倡以互联网和信息技术为基础，帮助 企业对相关的知识资源进行明晰化、系统化的管理，定位拥有专门技能的人，建 立团队协作的专家弼络，让所有入都能快速而方便地访问或学习到所需要的信息 和知识是一致的“。国内著名学者、国家信息协会副会长乌家培教授将知识管理 和人们比较熟悉的信息管理区分开来，认为知识管理是信息管理的延伸与发展， 是将信息与信息、信息与活动、信息与人联结起来，在人际交流中互动，通过信 息和知识的共享，运用群体的智慧进行创新，赢得竞争优势的过程“。对于企业 如何实施知识管理方面，很多专家也提出了实施方法，例如王如富等人提出了知 识管理的六种方法：知识编码化；应用信息技术；建立学习型组织；设立知识主 管；构建知识仓库；建立基准管理和最佳实践。1 。还有其它专家也提出很多类似 方面的方法来指导企业进行知识管理。 但是运用知识管理的思想对软件过程中的知识迸行管理的研究在国内还是 少数，这方面的研究还只是停留在引用国外的一些流行的模型，提出在我国软件 企业中实旌的一些建议。例如华南理工大学软件研究所的万江平副教授提出c 涮 就是软件企业知识管理的框架。在此框架下，企业将把它所有的过程都视为知识 过程的概念“。但是没有提出企业在c m m 作为软件企业知识管理的框架下如何进 行这些知识活动的方法和策略。 1 3 本文的研究思路及研究工作 本文针对目前我国软件行业软件开发工程化、规范化程度低导致软件产品质 量低的问题，首先从目前用于指导软件过程改进的模型和方法进行了研究，分析 了这些指导方法的优点和不足，认为这些方法都不能直接指导我国软件企业改进 软件过程，而必须根据我国软件企业的特点进行适度剪裁积修改。 接着，对软件过程中所体现的知识管理思想以及内容进行分析，提出软件企 业可以通过软件过程中的知识的获取，运用、交流和共享，创新等知识活动实现 软件过程改进，使软件过程中的知识规范化、制度化。 然后，提出软件企业遵照积累、共享和交流的三大重要原则，按照一定的步 骤展开软件过程各个阶段的知识活动，并将当前软件产业最为流行的标准c m m 作 为框架指导活动的展开，通过多次的循环，从而将软件过程中的知识规范化，知 识活动制度化，实现改进软件过程的目的。 最后，针对我国软件行业的特点，提出在中小企业中实施的方法和策略，从 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 而能够帮助中小企业在资金、人力等方面不足的情况下应用当前最为先进的评估 标准c m m 。 本文主要作了以下三个方面的工作： 第一，通过比较目前用于指导改进软件过程的方法、模型，提出将c m m 作为 展开软件过程中知识管理活动的框架。 第二，为改进软件过程，使软件过程资源规范化、标准化，通过分析软件过 程中知识管理内容，提出应该按照知识在软件过程中的流动即知识链展开知识管 理活动，进而给出软件过程中实施知识管理的方法和各阶段知识运用模型。 第三，提出适合我国软件企业知识管理的策略，指导软件企业参照c m m 展丌 知识管理活动，实现软件过程改进。 6 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 2 软件过程中的知识管理研究 近几年来，科技进步对经济、社会生活的推动作用与日俱增，随着科技对经 济促进作用的日益加大，产品、服务中知识含量的不断提高，知识己成为促进经 济增长的关键因素的作用同益突出。知识作为一种生产要素和资本投入，是企业 核心竞争力的所在，该如何对之进行管理，已成为企业关注的焦点。 知识是人、财、物等硬资源和信息、时间、技术等软资源的结合体，并以其 无限性、边际收益递增的优势成为经济长期增长的动力。美国管理大师彼得德 鲁克指出：“在新的经济体系内，知识并不和人才、资本、土地并列为制造资源， 而是唯一有意义的一项资源，其独到之处，正在于知识资源的本身，而不仅仅是 资源的一种。”同时我们可以看到深深植根于知识土壤的企业在过去的1 0 年中以 高于传统企! 世1 0 倍的生产率和增长速度快速成长起来。美国学者托夫勒认为： “科学技术越发展、人类按照自己需要创造资源的篦力就越大，那时惟一重要的 资源就剩下信息和知识，知识是未来贸易的中心。”由此，传统的管理方式已无 法适应知识这种特殊资源的需要，它有别于传统的资源，因而需要一种崭新的管 理方式知识管理应运而生，来实现对知识这种资源的管理，从而实现企业利 润的最大化。所以对知识管理的研究已经成为目前热门的研究领域。 随着人们对知识的重视，强调知识在经济中的促进作用的同时，一种新型的 企业开始如雨后春笋般不断涌现。这种企业以知识作为主要生产要素，以创造和 运用知识为主要的生产目的，以经营知识作为取得财富的主要手段；这种企业没 有庞大规模的厂房和机器，没有人数众多的员工，但他们却往往比大多数企业拥 有更广阔的疆界，更灵活多变的经营手法，更强大的竞争力和更令人羡慕的利润， 这就是知识型企业“。这种企业主要以企业的产出中知识的贡献率是否超过 5 0 “”作为衡量标准，以员工的智力投资为主要利润的源泉，以提供智力产品为 经营目标。作为最具代表性的知识型企业软件企业，是主要依靠软件开发人 员的智力，以设计和开发软件这种智力产品为主要经营目标的企业。软件企业是 典型的没有大规模有形资产，但是资产价值却很高的企业。例如大家非常熟悉的 m i c r o s o f t 就是这样一家知识型企业，它是一家有形资产规模小、原材料库存量 少的公司，其资产却达到2 0 0 0 多亿美元。而通用汽车公司作为工业时代的巨人， 其固定资产和库存量均居世界首位，它的资产价值却只有4 0 0 亿美元。知识所创 造的价值由此可见一斑。除了微软，其他的软件公司有形资产规模小，但是其价 值亦不菲。由此可见知识管理取代科学管理，犹如科学管理取代经验管理一样成 为一种趋势来适应知识型企业的管理。未来社会的劳动大军将由知识性人员构 成，企业中的c i o ( c h i e f i n f o r m a t i b no f f i c e r ) 、c k o ( c h i e f k n o w l e d g eo f f i c e r ) 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 这些角色正在企业中肩负着企业未来发展的重任。 企业的知识管理主要是指通过显性知识和隐性知识的共享，寻找新的途径， 运用集体智慧提高企业的应变和创新能力n4 | 。其中显性知识可以通过计算机进行 整理和存储，而隐性知识则是雇员长期个人经验的积累，很难用语言描述出来， 即所谓“只可意会不可言传川坫1 。企业知识管理力图通过各种方法对显性知识和 隐性知识进行处理和加工，并将这些知识以适合于用户和商业环境的方式表现出 来，实现知识的共享。因此企业要及时对企业内外部需求做出反应，从而在竞争 中取得优势，就必须将组织知识共享和创新作为企业的竞争战略，通过调动内部 资源、以及运用外部资源预n j i , 部市场发展方向及变化才能实现。对于软件企业 来说，软件过程是其生产软件这种智力产品的主要业务过程，所以，在软件过程 中实施知识管理，通过这种方法将软件过程中的显性知识和隐性知识进行处理和 加工，使软件过程中的知识显性化，规范化，重组软件过程，实现这些知识的共 享，从而达到软件过程改进的目的。 同时企业中的知识管理不同于企业中的信息管理，知识管理并不等于信息管 理，是信息管理的发展和延续，是建立在信息管理基础上的n h1 6 1 。信息管理主要 是对信息资源进行搜集、整理、开发和利用，以提供记录型文献形式为主，满足 用户的信息要求，提供和管理的对象都是显性知识。而知识管理则是信息管理的 发展和延续，知识管理更注重人脑中非编码化知识的挖掘、优化、控制进而转化 为某个企业可以广泛共享和适当利用，是将信息与信息、信息和人、信息与过程 紧密联系n h1 5 3 ，以此为基础进行创新的活动。 2 1 指导软件过程的方法 2 1 1 软件过程 软件过程就是人们用以开发和维护软件及其相关的软件工作产品的一系列 活动、方法、实践和变换过程，包括软件工程活动和软件管理活动h 7 18 1 9 5 。软 件是软件过程的最终产品，对软件这种产品进行分析能更深刻理解软件过程。 软件是计算机系统中与硬件( h a r d w a r e ) 相互依存的另一部分，它包括程序、 相关数据及其说明文档n8 | 。其中程序是按照事先设计的功能和性能要求执行的指 令序列；数据是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 有关的各种图文资料。软件同传统的工业产品相比，有其独特性。 ( 1 ) 软件是一种逻辑实体，具有抽象性。这个特点使软件与其它工程对象 有着明显的差异。人们可以把软件记录在纸、内存、磁盘和光盘上，但却无法看 到软件本身的形态，必须通过观察、分析、思考、判断，才能了解它的功能、性 8 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 能等特性。 ( 2 ) 软件没有明显的制造过程。软件一旦研制开发成功，就可以大量拷贝 同一内容的副本。所以对软件的质量控制，必须着重在软件开发过程方面下工夫。 ( 3 ) 软件在使用过程中，没有磨损、老化的问题，而存在软件退化问题。 软件在生存周期后期不存在因为磨损而老化的情况，但会为了适应硬件、环境以 及需求的变化而进行修改，而这些修改又不可避免地引入错误，导致软件失效从 而类似软件退化。当修改的成本变得难以接受，甚至比开发成本高时，软件就会 被抛弃。 ( 4 ) 软件对硬件和环境有着不同程度的依赖性，从而导致了软件移植问题。 ( 5 ) 软件的丌发至今尚未完全摆脱手工作坊式的开发方式，生产效率低。 ( 6 ) 软件非常复杂，而且以后可能会变得更加复杂，可以说软件是人类有 史以来生产的复杂度最高的工业产品。因为软件涉及人类社会各行各业、方方面 面，软件开发常常涉及其它领域的专门知识，这对软件工程师提出了很高的要求。 ( 7 ) 软件的成本相当昂贵。软件丌发需要投入大量、高强度的脑力劳动， 成本非常高，风险也大，现在软件的开销已大大超过了硬件的开销。 ( 8 ) 软件工作牵涉到很多社会因素。例如许多软件的开发和运行涉及机构、 体制和管理方式等问题，甚至涉及到人们的观念和心理。这些非技术因素，常常 成为软件开发的困难所在，直接影, i j j n 项目的成败。 由于软件不同于其他工业产品的特性，是一种智力产品，它的设计开发过程 涉及多种动态因素，从而导致软件过程的管理和控制变得复杂，对软件过程的管 理和控制直接导致软件产品质量的可靠与否。因此，我们要在软件企业中建立科 学规范的管理软件过程的策略和方法，规范化和标准化软件过程资源，并且在企 业中形成工作惯例和规范，使软件过程变得可控，使软件产品质量更加可靠，从 而使软件过程得到改进，也就是企业要采取科学合理的方法、工具，建立制度管 理软件过程，使软件过程可控，增加软件组织豹开发与改进能力，从而能按时、 不超预算地开发出高质量的软件。所以只要企业集中精力、持续努力去改进软件 过程，不断进行管理的实践和过程改进，就可以克服软件生产中的困难，使软件 质量得到保障。 2 1 ，2 指导企业改进软件过程的模型 软件过程的管理和改进是非常困难的，主要存在以下几个方面的原因。 ( 1 ) 软件产品的特点决定了软件过程的管理和改进非常困难。软件产品是 一种富于创造性、创新性的产品。因此，软件开发过程是复杂的思维过程，很大 程度上依赖于开发人员高度的智力投入，而且软件的生产方式没有固定的模式， 9 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 产品无形，难以度量控制，工作量难以估计，进度难以衡量，质量难以保证，成 本高，修改、维护工作繁重，开发人员的创造性与产品规范化测试要求是一对需 要不断协调的矛盾，这些都是直接影响软件产品质量的重要因素。 ( 2 ) 软件规模和复杂度成指数俱增，也造成了软件过程的管理和改进非常 困难。对于软件系统特别是大型系统，对人员、资源进行协调、协同、合作和组 织工作非常困难。 ( 3 ) 软件行业是高速发展的行业，新的技术、方法日新月异，这就要求软 件过程对技术环境具有适用性。 ( 4 ) 用户的需求是不确定、经常变化不定的，软件产品满足客户需求才具 有真正的使用性，从而要求软件过程必须很快适应用户需求。 从上可以看出，软件过程是动态的，变化的，错综复杂的特殊过程。f 是因 为这些特性使得软件过程的管理与改进十分困难，保证软件质量也相当艰难，所 以软件行业的专家们主要致力于在软件生存期模型、软件过程以及认证标准等方 面寻求相应的方法和模型来实现对软件过程进行控制。 ( 1 ) 软件生存期模型方面 在软件生存期模型方面，提出了瀑布模型、利用迭代的思想，使软件逐渐改 进的演化模型、螺旋模型、喷泉模型、转换模型、智能模型“”。其中智能模型综 合了若干模型，并把专家系统结合在一起，该模型应用基于规则的系统，采用规 约和推理机制，帮助软件人员开发工作，并使维护在系统规约一级进行。该模型 提出基于知识，要求建立知识库，将模型本身、软件工程知识与特定领域的知识 分别存入数据库，是以软件工程知识为基础的生成规则构成的专家系统和含有应 用领域知识规则的其他专家系统相结合的模型。 ( 2 ) 软件过程方面 在软件过程方面，提出了许多标准和指导过程来指导软件企业改进软件过 程，其中较为流行的有： 1 ) r u p ( r a t i o n a lu n i f i e dp r o c e s s ) r u p 是瑞理公司开发的一个可以通过w e b 来使用的软件工程流程工具，它 可以提高团队的工作效率并将成功的软件开发经验传递给所有团队成员。r u p 也 是一个易于使用的联机指导，为所有重要的软件开发活动提供全面的指南、模板 和示例，使开发流程变得切实可行，同时帮助软件开发团队建立一种共享的开发 流程，从而摒弃孤立、特定的开发行为。这种流程可以作为软件开发的固定模式， 同时又可以依据具体要求对其进行修改。使用r u p ，软件企业可以为团队的每个 成员提供可定制的导航图，帮助他们成功地完成软件开发任务，建立行之有效的 软件过程。 r u p 可以用二维坐标来描述。横轴通过时间组织，是软件过程展开的生命周 1 0 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 期特征，体现开发过程的动态结构；纵轴以内容来组织，为自然的逻辑活动，体 现开发过程的静态结构。 、 r u p 中的软件生命周期在时间上被分解为四个顺序的阶段，分别是：初始阶 段( i n c e p t i o n ) 、细化阶段( e l a b o r a t i o n ) 、构造阶段( c o n s t r u c t i o n ) 和交付阶段 ( t r a n s i t i o n ) 。每个阶段结束于一个主要的里程碑( m a j o rm i l e s t o n e s ) ，每个阶 段本质上是两个里程碑之间的时间跨度。在每个阶段的结尾，执行一次评估以确 定这个阶段的目标是否已经满足。如果评估结果令人满意的话，可以允许项目进 入下一个阶段，如表2 1 所示。 r u p 中有9 个核心工作流，分为6 个核心过程工作流( c o r ep r o c e s s w o r k f l o w s ) 和3 个核心支持工作流( c o r es u p p o r tin gw o r k f l o w s ) 。6 个核心过程工作流可 能使人想起传统瀑布模型中的几个阶段，但应注意迭代过程中的阶段是完全不同 的，这些工作流在整个生命周期中一一次又一次被访问，这9 个核心工作流在项目 中轮流被使用，在每一次迭代中以不同的重点和强度重复。这9 个核心工作流分 别为商业建模( b u s i n e s sm o d e l i n g ) 、需求( r e q u i r e m e n t s ) 、分析和设计 ( a n a l y s i s d e s i g n ) 、实现( i m p l e m e n t a t i o n ) 、测试( t e s t ) 、部署( d e p l o y m e n t ) 、 配置和变更管理( c o n f i g u r a t i o n c h a n g em a n a g e m e n t ) 、项目管理( p r o j e c t m a n a g e m e n t ) 、环境( e n v i r o n m e n t ) 。 表2 1r u p 软件生命周期 t a b l e 2 1s o f t w a r el i f ec y c l eo fr u p 阶段目标 里程碑 评价 初始阶段为系统建立商业案例并确定项目的边界生命周期目标项目基本的生存能力 细化阶段分析问题领域，建立健全的体系结构基 生命周期结构为系统的结构建立了管 础，编制项目计划，淘汰最高风险的元素 理基准 构造阶段所有剩余的构件和应用程序功能被开发初始动能决定了产品是否可以在 并集成为产品，所有的功能被详细测试i l 试环境中进行部署 交付阶段确保软件对最终用户是可用的 产品发布 确定目标是否实现，是否 开始另一个开发周期 r u p 采用迭代开发模式，与传统的瀑布模型相比较，迭代过程具有以下优点： 降低了开支风险；降低了产品无法按照既定进度进入市场的风险；加快了整个开 发工作的进度；采用迭代过程模式使其更容易适应需求的变化。 从上面分析可以看出r u p 具有很多优点：提高团队生产力，在迭代的开发过 程、需求管理、基于组件的体系结构、可视化软件建模、验证软件质量及控制软 件变更等方面，针对所有关键的开发活动为每个开发成员提供了必要的准则、模 中周软件企业软件过程中的知识管理研究 板和工具指导，并确保全体成员共享相同的知识基础。它建立了简洁和清晰的过 程结构，为开发过程提供较大的通用性。但同时也存在一些不足：r u p 只是一个 开发过程，并没有涵盖软件过程的全部内容，例如它缺少关于软件运行和支持等 方面的内容；该模型没有支持多项目的开发结构，这在一定程度上降低了在开发 组织内大范围实现重用的可能性。 2 ) 净室软件工程 净室软件工程是一种应用数学与统计学理论以经济的方式生产高质量软件 的工程技术，力图通过严格的工程化软件过程达到丌发中的零缺陷或接近零缺 陷。“净室”一词来源于半导体工业中的硬件生产车间，通过严格、洁净的生产 过程预防了缺陷的产生，而不是在事后再去排除故障。借用这个词，充分显示了 净室技术“防患于未然”的思想。 净室软件工程为“如何”在软件过程改进中进行质量控制提供了具体手段。 净室软件工程采用小组丌发的组织形式和增量式的软件生命周期，依靠基于数学 函数理论的形式化开发过程和基于统计学原理的测试方法，及早发现并消除缺 陷，减少因开发后期弥补和修正开发前期的缺陷而带来的巨大支出，大大降低软 件维护的成本，缩短软件的开发周期，提高生产率。 但是净室软件工程提供的只是技术方面的支持，对于软件过程的管理方面还 存在着欠缺，如有软件过程理论的指导，能更好地指导企业改进软件过程。 3 ) 软件能力成熟度模型( c m m ，c a p a b i l i t ym a t u r i t ym o d e l ) 软件能力成熟度模型是由美国国防部资助，卡内基梅隆大学软件工程研究 所( s e i ，s o f t w a r ee n g i n e e ri n s t i t u t e ) 在2 0 世纪8 0 年代中期最先提出的理 论及其应用，在9 0 年代正式发表为研究成果，这一成果已经得到了众多国家软 件产业界的认可，并且在北美、欧洲和日本等国家和地区得到了广泛应用，成为 事实上用于软件过程改进的工业标准。 c m m 的产生要追溯到“软件危机”的产生，国内外学术界、企业界在软件工 程、技术和工具方面投入了大量的人力、物力和财力，希望能找到一种提高软件 质量的有效方法解决“软件危机”。开始专家们致力于探索开发软件的新技术、 新方法，试图提高软件生产率和质量。这些新技术、新方法确实为解决软件危机 提供了一些帮助，但是都没有从根本上解决软件危机，软件企业希望能有效地控 制软件的开发和维护过程，在企业内部形成优秀的软件工程和软件管理文化，因 此专家们开始从软件过程的管理方面着手解决软件危机问题。 s e i 于1 9 8 6 年1 1 月应美国联邦政府要求为其提供一个评价软件开发商能力 的方法，在m i t r e 公司帮助下开始了设计软件过程成熟度框架，以帮助软件组织 改进他们的软件过程。1 9 8 7 年9 月，s e i 发表了一个简短的框架，其后在h u m p h r e y 的管理软件过程一书中进行了进一步的扩充和完善。软件c m m 模型，即软件 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 的能力成熟度模型就是基于w a t t ss h u m p h r e y 的设想，由j i mw h i t h e y ，m a r k p a u l k 以及c y n t h i aw js e 在1 9 9 0 年提出了最早的草案。 经过几年的努力，c m m 得到了广泛的应用。在这个应用过程中，根据从软件 过程评估中获得的知识以及从工业和政府处获得的大量反馈，不断进行了改进， 通过总结经验并结合了1 9 8 7 年的成熟度问卷，s e i 把成熟度框架发展成为软件 的c m m 。1 9 9 1 年提出了c m m t 0 版，并在1 9 9 3 年出版了c m m l 1 版。 q c m m 简介 c m m 模型为软件企业确定了各个阶段所需要完成的任务和实现任务的评估方 法，各个阶段之间的次序和关系等。这个模型可指导软件机构开发和维护软件时 如何控制他们的过程，怎样改进他们的软件过程和管理；指导软件机构通过确定 它们现在的成熟度等级，确定对于提高他们的软件质量和过程至关重要的问题， 并选择过程改进策略。在c n n 指导下，通过关注一套有限的活动并积极努力地实 现这些活动，一个机构将能够持续的改进他们的软件过程，这使得他们能够从软 件过程能力中连续和持久获得收益。 c m m 模型阶段化的结构是基于过去6 0 年来的产品质量原则。本世纪3 0 年代， w a l t e rs h e w a r t 倡导统计质量控制原则，在w e d w a r d sd e m i n g 和j o s e p hj u r a n 的著作中，他的原则得到进一步的发展，这些原则被s e i 吸纳到成熟度框架中， 成为为软件过程的定量控制建立项目管理和工程的基础。c m m 模型为较全面地描 述和分析软件过程能力的发展程度建立了描述一个组织的软件过程成熟度的分 级标准。利用这个模型，软件组织可以评估自己当前的过程成熟度，并通过提出 更严格的软件质量标准和过程改进要求，来选择自己的改进策略，以达到更高级 别的成熟程度。c m m 模型提供了一种结构，将组织根据软件过程划分为五个等级， 如图2 1 所示。 图2 1c m m 模型的五个等级 f i g u r e 2 1f i v el e v e l so fc m m 1 3 中国软件企业软件过程中的知识管理研究 软件企业处于各个等级的特征如表2 2 所示。 表2 2 处于各个等级的软件企业特征 t a b l e 2 2t h es o f t w a r ee n t e r p r i s e c h a r a c t e ro fe v e r yl e v e l 等级特点过程人员 韧始级 混乱 不稳定的过程依靠个人努力和杰h j 人物 可重复级过程依赖个体制度化 成功依赖个人的能力以及管理层的支持 已定义级 过程已定义并目制度化标准化以项目组的方式进行工作；组织内部的所 有人对软件过程有深入的理解 己管理级 度量过程、可以预测强烈的群体t 作意识 优化级 自动进行改进