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1、美国防采办项目软件工程实施情况评估美国防采办项目软件工程实施情况评估 黄锡滋 陈光宇 一一 背景背景 应美国国防部部长办公室(OSD)要求,国防部负责采办和技术副部长办公室（OUSD（A&T）和美国国防工业协会（NDIA）系统和软件工程部，于 2006 年 8 月 24 日至 25 日，召开会议，专题研究在国防采办项目软件密集系统采办和部署时面临的最顶层的问题。参加会议的代表共 26 人，分别来自政府，军队，企业和学术界，全部是对国防软件采办和部署有直接关系的机构。参加会议的单位名称见附件 1。会议首先由OUSD（A&T）对国防软件项目状况进行总结，指出许多软件项目存在系统性的问题，表现在不能
2、实现预期性能、成本和进程。指出原因是疏于计划和执行，缺乏明确规定有关人员的作用和责任，以及在测试和影响软件开发的策略方面存在诸多问题。OUSD（A&T）强调国防部应该使用当代的实践、工具和技术，再激活软件工程，再造世界级的软件竞争能力。OUSD（A&T）要求会议研究拟定，国防采办项目软件工程 2006 年面临的5 个顶层1问题，为国防部制定政策和采取措施提供依据。按照 OUSD（A&T）和 NDIA 的布置，会议代表在讨论中首先提出了 85 个底层问题，对这些问题分类后归并为 5 个类型，再由 5 个专题组进一步归纳筛选为 30 个底层问题。这时若干有关当前采办和开发环境存在的共同问题，逐渐趋
3、于明朗。这些问题是：1 快速应对变化着的威胁和开发新的、前所未有的、复杂作战能力的需求在继续增长，这些需求更加依赖于大规模的软件密集系统。2 采办环境不断变化，使得必须调整和采取创新的、进取的采办战略，趋势是广泛重用遗留部件和系统组合。这种变化使项目计划和管理更加复杂化，但是项目计划和管理受到采办人员配备不足的约束，正在进行的军队整编方案，采办人力配备还会继续减少。3 现在采用的采办、开发、验证和维持软件主导系统的方法，不能正确处理动态的、不断变化的采办环境产生的复杂问题。按照会议的主旨，会议仅限于考虑软件寿命周期的特殊问题。国防部原规定会议提出 5个顶层问题。经过专题组优选、协商和投票，代表
4、们认为如果问题仅限于 5 个，将不能对国防软件工程现状做出充分和深入的分析，所以最终向国防部报告的文件中，提出的顶层问题有 7 个。二二 顶层问题之一顶层问题之一 及建议及建议 1 问题 系统需求对软件开发和维护的影响，没有一致的量化和管理系统需求对软件开发和维护的影响，没有一致的量化和管理 2 建议 采办机构和供应机构，全部强制实施有效的软件需求开发和管理实践，包括变化影响评估。采办机构和供应机构，全部强制实施有效的软件需求开发和管理实践，包括变化影响评估。具体建议包括以下内容。1)强化实施政策和指南，充分保持各个层次需求的可跟踪性。2)评价现存预计模型对软件和软件变化的有效性。开发新的、必
5、需的集成模型，估计整个功能寿命周期的活动。3)为全体利益相关方，建立可行机制，评估需求变化的影响和改进联络的方法（例如：建立需求变化管理委员会，在软件变更之前评估费用、进度、性能）。4)鼓励项目官员在制定 RFP（需求建议）文件之前，与各种用户协调，保证需求有效、均衡并与投资进度保持一致，建立和管理各种用户对项目的预期。5)安排软件专家参加初始需求开发活动，参加到 联合能力集成和开发系统（JCIDS）2过程，保证软件采办专家有机会参加所有系统需求开发和管理活动。6)保证将系统需求演变整合到软件迭代开发过程并与其保持一致。三三 顶层问题之二及建议顶层问题之二及建议 1 问题 软件工程人员没有充分
6、参与基本的系统工程决策。软件工程人员没有充分参与基本的系统工程决策。2 建议 在系统工程全部活动中，整合软件工程，使其制度化。在系统工程全部活动中，整合软件工程，使其制度化。具体建议包括以下内容。1）指派和授权一个软件设计师（采办方或供应方）参与项目策划和项目办公室筹建。2）改进政策、标准、指南和培训，强调软件工程参与整个项目寿命周期采办、技术和管理决策的重要性。3）有效的促进软件工程和系统工程的联系，特别是在一个采办项目的早期（节点 B 之前）。4）对软件工程师进行系统工程培训，对系统工程师进行软件工程培训。5）对使用快速软件开发技术（迭代能力，可持续性）可以获得高效益的应用项目，制定采办战
7、略和开发方法。四四 顶层问题之三及建议顶层问题之三及建议 1 问题 采办方和供应方没有有效参与软件寿命周期的计划和管理采办方和供应方没有有效参与软件寿命周期的计划和管理 2 建议 建立一种定量计划和管理文化，在整个软件寿命周期，采用已经被证明有效的过程和共同决策。建立一种定量计划和管理文化，在整个软件寿命周期，采用已经被证明有效的过程和共同决策。具体建议包括以下内容。1)在开发方和各层次供应商之间建立合作的合同关系，项目的各种事项和问题，需要各方共同关心，而不仅局限于关注软件开发效率。2)改变领导文化，将项目的预期建立在历史上软件生产率和约束的基础上，而不是依靠过分乐观的假设。训练决策者能够正
8、确回答基于定量项目管理的各种问题（例如：什么数据告诉我们能够采取这样的行动？）。3)对于软件项目的计划和管理，强调供应商需要选择、应用适当的过程和方法，并且在合同中加以记载。避免短期思维，鼓励和确保采用寿命周期观点、采用迭代式决策并在项目计划和评审中验证。4)保证项目计划详细说明各种有意义的方法，保证与产业标准和最佳实践一致，以便正确决策。五五 顶层问题之四及建议顶层问题之四及建议 1 问题 软件工程专家的数量和质量不能满足政府和国防企业的需要。软件工程专家的数量和质量不能满足政府和国防企业的需要。2 建议 在适当级别的工作机构中，推行创新战略，吸引、发展、维系高水平人才，满足政府、企业现在和
9、将来对软件工程人才的需要。在适当级别的工作机构中，推行创新战略，吸引、发展、维系高水平人才，满足政府、企业现在和将来对软件工程人才的需要。具体建议包括以下内容。1)制定和维持软件能力路线图，核心是关于未来人力资源的战略决策（能力、规模、研发等）。2)政府、企业、学术界联合建立共同任务组，识别和拟定扩充软件人力资源和技能的战略，例如包括：?审议激励和补偿机制，吸引和维持软件工程师。?决定创新方法，吸收年轻软件人才。?在大学计算机科学和非计算机科学专业课程中，加强软件工程内容。?投资于软件工程教育研究。?为实习和工作成果共享，设立奖学金。3)功能规则交叉培训（项目管理，软件工程等），以便扩充软件后
10、备领导人员和扩充知识领域。说明软件工程和程序编写得区别。六六 顶层问题之五及建议顶层问题之五及建议 1 问题 传统软件验证技术处理现代系统的规模和复杂性，是昂贵和低效的。传统软件验证技术处理现代系统的规模和复杂性，是昂贵和低效的。2 建议 研究企业现在的软件验证实践，编制指南、进行培训、提高效力，保证寿命周期的产品质量。研究企业现在的软件验证实践，编制指南、进行培训、提高效力，保证寿命周期的产品质量。具体建议包括以下内容。1)发起研究现在的验证实践和测试方法，提出改进国防软件系统效能的建议。2)审议和修订测试指南，强调健壮性和生产方法，最大限度地提高手册、文档规定必须进行测试的投资回报。3)在
11、采办寿命周期早期，审议验证计划、方法的适当性。?保证在需求说明、软件体系结构和设计中，规定的质量属性和可测试性得到充分考虑。?强调在寿命周期中，进行高技能的、以充分测试覆盖和风险缓解为基础的调查。?考虑改进测试技术效率，例如高自动测试。4)加强软件测试课程内容，加强测试人员岗位培训和资格认证，采用激励措施吸引和维持熟练的测试专业人才。七七 问题之六几建议问题之六几建议 1 问题 在分布式环境中无法保证复杂软件正确的在分布式环境中无法保证复杂软件正确的、可预测的，安全的和不受攻击的运行。可预测的，安全的和不受攻击的运行。2 建议 与企业合作，开发用于整个采办周期和供应链的、涉及系统保证的方法、标
12、准和工具。与企业合作，开发用于整个采办周期和供应链的、涉及系统保证的方法、标准和工具。具体建议包括以下内容。1)政府和企业合作，采取措施在整个采办、开发和维护寿命周期，开发和提供广泛的系统保证方法，其中包括?整合系统工程和软件工程实践，生产能抵抗侵袭和损害的系统。?制定整个供应链可攻击性管理商用标准，包括产品层次的规范和内置测试标准，用于测定部件的可攻击性。?总结、创造好的实践，开发评估可攻击性的技术和支撑工具。2)适应特殊保证对象，发起系统合成新特征研究。3)在体系结构权衡阶段，规定可以应用的软件质量保证属性。4)对于系统采办中希望的保证特性，制定政策指南和进行培训。八八 问题之七和建议问题
13、之七和建议 1 问题 在整个寿命周期中，对于在整个寿命周期中，对于COTS 3/NDI 4产品对寿命周期费用和风险的影响没有给与必要的重视。产品对寿命周期费用和风险的影响没有给与必要的重视。2 建议 在整个寿命周期中，改进和扩充有关在整个寿命周期中，改进和扩充有关 COTS/NDI 问题的指导。问题的指导。具体建议包括以下内容 1)鼓励采用有关COTS/NDI的最佳实践(SEI 5 ，AIAA 6 等），必要时制定附加的指南。2)保证项目计划清楚的提出 COTS/NDI 寿命周期过程。3)在项目节点和评审时，评审 COTS/NDI 寿命周期支撑事项并进行权衡。4)建立并改进基础结构、过程和激励，构造便于重用的软件资产。5)保证在国防部政策和软件保证措施中，关注 COTS/NDI 问题。6)通过培训，增强对 COTS/NDI 问题和处理方法的认识。