核電工程軟件開發(fā)中過程控制管理

1、核電工程軟件開發(fā)中的過程控制管理摘 要：如何有效的控制核電工程軟件開發(fā)過程是成功實施該項目最重要的條件之一，本文以筆者負責的核電工程軟件核電廠系統(tǒng)化培訓管理系統(tǒng)的研制開發(fā)過程及其管理應用為例，著重介紹了在研制過程中的項目實施控制與進度管理，并描述了需要遵循的主要原則和規(guī)范，以及值得注意的幾方面問題，最后對過程控制管理中的一些經(jīng)驗和體會進行了分析總結(jié)。關鍵詞：核電工程軟件過程控制分析總結(jié)前言隨著我國核電事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在核電行業(yè)尤其是核電廠，無論是從設計、制造、運行到退役等各個階段，還是從控制、測量、檢查等各個環(huán)節(jié)，無不涉及到計算機軟件的應用。作為我國核電行業(yè)生產(chǎn)管理和安全保證的重要手段和工具之

2、一，核電工程應用軟件正扮演著越來越重要的角色。軟件之不同于硬件的特點在于其易變化、復雜多樣、難以度量控制、缺陷多為人因所造成、測試和維護復雜。作為核電工程應用軟件來說，它比一般應用軟件的各方面要求更高，尤其是在質(zhì)量和安全穩(wěn)定運行方面，其運行的穩(wěn)定與否則會直接影響到核電行業(yè)的生產(chǎn)管理和安全。因此，如何使核電工程應用軟件達到預期的目的，符合確定的規(guī)范，如何對其在其整個生存周期內(nèi)進行有效地控制，從而使其對核電行業(yè)生產(chǎn)管理和安全保證發(fā)揮更重要的作用，這正是我們在研制核電工程應用軟件過程中所需要面臨和解決的主要問題。本文主要以軟件工程化開發(fā)和軟件工程化管理的思想和方法為依據(jù)，以我們研制的核電工程應用軟件

3、-核電廠系統(tǒng)化培訓管理系統(tǒng)為例，介紹了核電工程應用軟件的研制過程控制管理以及在此過程中要遵循的主要原則和規(guī)范，并對過程管理和研制特點做了簡要分析總結(jié)。項目概況背景核電廠各類人員的整體、綜合素質(zhì)和業(yè)務能力對達到電廠“安全、可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行”的目標至關重要。為了保持人員的資格和工作能力、保證人員的培訓質(zhì)量和工作績效，核電廠將在培訓管理活動中，采用IAEA推薦的國際上普遍應用的SAT（Systematic Approach to Training）系統(tǒng)化培訓方法對培訓活動進行管理控制。SAT是一種工作方法，它是針對某個工作崗位，提出人員的全面能力要求，通過制定并實施相應的培訓大綱來達到這些要求，

4、而后對整個培訓過程進行評價和反饋的一個動態(tài)的、不斷改進完善的邏輯過程。SAT方法將在規(guī)范和指導核電廠人員培訓工作、加強培訓的有效性、提高核電廠的運行水平等方面起到重要的作用。針對系統(tǒng)化培訓活動中控制過程復雜、數(shù)據(jù)信息量大、用戶接口繁多等特點，相關核電廠決定借助目前流行的計算機技術，遵循核電廠人員系統(tǒng)化培訓方法的控制流程，開發(fā)一套“核電廠系統(tǒng)化培訓管理系統(tǒng)（以下簡稱TMS-SAT系統(tǒng)）”，來輔助核電廠的被培訓人員、培訓管理人員和電廠管理人員，系統(tǒng)地規(guī)范核電廠現(xiàn)有的培訓活動，提高培訓效果和效率、使核電廠各類人員能獲得并保持完成所承擔工作的資格和能力。項目目標和范圍核電廠系統(tǒng)化培訓管理系統(tǒng)屬于核電工

5、程軟件類項目，目標在于在將來核電廠內(nèi)的培訓工作中以TMS-SAT系統(tǒng)為載體推廣SAT培訓方法，全面推行系統(tǒng)化培訓的理念和管理，不斷完善核電廠的培訓管理工作，該項目主要完成軟件系統(tǒng)平臺的開發(fā)，主要內(nèi)容包括：崗位任務分析子系統(tǒng)開發(fā)：即在明確崗位工作范圍的前提下進行崗位職責分析，對崗位任務分析過程中的部門、工作崗位、崗位描述、工作任務、工作能力進行記錄和輸出，同時接受反饋意見并進行相應修改。培訓大綱管理子系統(tǒng)開發(fā)：根據(jù)某崗位人員所應具備的全面工作能力，定義出與某一項工作能力相關的培訓目標，并確定該崗位人員需要進行培訓的所有目標清單，制定出各崗位人員合理的培訓大綱。培訓教材管理子系統(tǒng)開發(fā): 根據(jù)培訓目

6、標，編寫相應的培訓教材，開發(fā)對應的課程。培訓計劃管理子系統(tǒng)開發(fā)：根據(jù)各崗位培訓大綱的要求，制定出年度總培訓計劃、月度培訓計劃、培訓項目實施計劃、外來人員培訓計劃、人員外出培訓計劃和個人培訓計劃，并按設定的流程進行編寫、審核和審批。培訓記錄管理子系統(tǒng)開發(fā)：管理電廠培訓計劃實施過程中所產(chǎn)生的對電廠以后的員工培訓有重要意義各項記錄，包括學員考勤、請假管理、收集反饋意見、生成課程總結(jié)報告、項目總結(jié)報告、計劃總結(jié)報告、培訓記錄歸入學員檔案、教員費用計算等。評價反饋管理子系統(tǒng)開發(fā)：將通過各種途徑得到的經(jīng)驗反饋信息反映到SAT系統(tǒng)的各個模塊中，根據(jù)正確的、有效的反饋信息更改系統(tǒng)中不合理的、不符合實際的部分；

7、考試題庫管理子系統(tǒng)開發(fā)：對電廠培訓所需的考試試題、標準答案、進行維護管理；能實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)錄入和維護；實現(xiàn)手工出題和自動出題，處理公式和圖片類等試題，實現(xiàn)在線標準化考試。項目實施和過程管理實踐TMS-SAT項目的控制管理是按需求確定范圍、按目標制定質(zhì)量計劃和開發(fā)計劃、按計劃執(zhí)行管理的過程，對該項目軟件系統(tǒng)開發(fā)各階段加強控制管理的根本目的在于增強對軟件開發(fā)的控制能力，提升軟件開發(fā)的質(zhì)量。TMS-SAT項目的軟件系統(tǒng)開發(fā)按軟件工程的生命周期法可分為項目的定義與分析、需求分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)測試、運行和維護等6個階段進行。項目的定義與分析該項目的立項由用戶單位根據(jù)自身業(yè)務的工作需要，向用戶業(yè)

8、務部門提出項目的立項建議，對立項目的、業(yè)務需求范圍、技術經(jīng)濟指標、開發(fā)周期要求等方面做簡要概述，由用戶組織專家和信息技術專家組成聯(lián)合專家組，進行項目立項的可行性論證。我們單位在該項目中的主要工作就是協(xié)助用戶完成系統(tǒng)的定義與分析，并協(xié)助用戶編制技術規(guī)格書并交付用戶審查，使用戶能了解我們的研發(fā)能力和對此軟件開發(fā)所需投入的人力、物力，以及此項目最終達到的目標。這樣將使用戶的需要基本表達出來，使此項目能順利進行。需求分析階段由于確定軟件需求是軟件項目非常重要的工作，必須給予足夠的重視。因此，制定需求時軟件開發(fā)方一定要與用戶密切配合，力爭把需求弄清楚并且做出確切的描述，因為這是后續(xù)開發(fā)工作的出發(fā)點。當用

9、戶決將此項目交付給我們開發(fā)后，我們將制定適合本項目開發(fā)活動中的質(zhì)量計劃來控制軟件開發(fā)周期內(nèi)所有活動的工作條件、工作結(jié)果、評審要求等節(jié)點和各工作階段的質(zhì)量控制點要求；為了向用戶描述有關此項目文檔要求、人力資源、開發(fā)進度、審查要求、最終交付的產(chǎn)品等內(nèi)容，我們還編制了此項目的開發(fā)計劃和為進行此項目測試而準備的測試計劃。在充分了解用戶的需求后，我們根據(jù)此項目的技術規(guī)格書的要求，進一步了解此項目的數(shù)據(jù)輸入要求、輸出要求、輸入輸出控制要求、功能設計要求、外部接口要求、系統(tǒng)性能要求、環(huán)境要求以及最終將達到的目標等詳細內(nèi)容，形成本項目的崗位任務分析和培訓大綱設計指南、基礎理論教材開發(fā)指南以及軟件開發(fā)方面的軟件

10、需求分析說明書和數(shù)據(jù)要求說明書，在通過本單位和用戶審查確認后，再進行下一階段的工作，有效的防止和克服了急于進行軟件詳細設計的傾向。系統(tǒng)設計階段當軟件需求分析階段的審查通過后，根據(jù)軟件需求分析說明書和數(shù)據(jù)要求說明書的要求，我們主要完成“應該如何解決這個問題”和“具體解決此問題應該采取的辦法”這兩項工作。所以，在設計階段，首先進行此系統(tǒng)的總體概要設計，通過數(shù)據(jù)流圖和數(shù)據(jù)字典的形勢來表示系統(tǒng)的邏輯模型，形成概要設計說明書和數(shù)據(jù)庫設計說明書。在解決“應該怎樣具體實現(xiàn)這個系統(tǒng)呢？”這個問題時，我們采用面向?qū)ο?OO)和面向服務的架構(SOA)相結(jié)合的設計方法，將最終程序模型用用戶能看見的格式和界面進行此

11、系統(tǒng)的詳細設計，形成詳細設計說明書，供用戶在程序未編制前就可以對今后要使用的系統(tǒng)有個直觀的概念，避免了程序編制后產(chǎn)生的設計上的錯誤。為了使今后的系統(tǒng)便于維護，還將編制軟件開發(fā)規(guī)范文檔來規(guī)范整個項目組所有人員的文檔編寫和程序開發(fā)的規(guī)范格式和標準。在經(jīng)過本單位和用戶在設計階段的評審后，才能進行軟件編碼階段的工作。系統(tǒng)開發(fā)該項目軟件系統(tǒng)在開發(fā)階段主要進行編碼和單元測試工作，開發(fā)人員按照詳細設計說明書和軟件開發(fā)規(guī)范的要求，編寫出正確的、容易理解和便于維護的程序模塊。在每個子模塊形成后，程序開發(fā)人員和軟件測試人員隨時對此子模塊進行單元測試，形成單元測試報告或記錄，避免到程序完成后才發(fā)現(xiàn)程序模塊的錯誤。在

12、此階段，還將根據(jù)測試計劃和詳細設計說明書的要求，編制此軟件系統(tǒng)的測試程序，將所需測試的內(nèi)容、步驟、結(jié)果、案例等描述出來供測試階段使用。系統(tǒng)測試階段該項目軟件系統(tǒng)在開發(fā)人員完成所有軟件模塊編碼后，測試人員將根據(jù)測試程序進行軟件系統(tǒng)測試。同時，也要求用戶一起參與系統(tǒng)測試。對測試中產(chǎn)生的軟件不符合項，要求各測試人員形成“軟件問題報告單”，將存在問題的模塊名、產(chǎn)生現(xiàn)象、改正要求等描述出來，供軟件設計者審查以決定是否進行設計改進，或由程序開發(fā)人員進行程序編碼修改。當軟件設計人員或程序編碼人員修改后，形成“問題修改單”進行答復，測試人員再次進行測試直到全部測試通過，形成系統(tǒng)測試報告，并經(jīng)過測試審查通過。這

13、樣，就可以減少系統(tǒng)在交付給用戶使用后產(chǎn)生的錯誤。當軟件交付給用戶使用時，還將同時向用戶提交軟件系統(tǒng)現(xiàn)場安裝實施手冊、用戶手冊和維護手冊等相關文檔，有助于用戶正確的使用和維護該軟件系統(tǒng)。運行和維護階段從項目正式交付給用戶使用起，其維護活動就開始了。在維護階段的關鍵任務是通過各種必要的維護活動使軟件系統(tǒng)能長久地滿足用戶的需要。為完成此任務，我們從以下幾方面來進行維護活動中的工作：改正性維護當用戶在使用軟件系統(tǒng)的過程中發(fā)現(xiàn)問題后，通過“用戶問題報告單”的形式進行反饋，項目組根據(jù)修改要求進行相應的修改，對于軟件系統(tǒng)還需要重新測試后，到現(xiàn)場與用戶一起再進行現(xiàn)場測試，以達到用戶的要求。適應性維護當用戶的軟

14、件運行環(huán)境發(fā)生變化后，項目組也將對此軟件系統(tǒng)作相應修改，以適應用戶新的環(huán)境要求。完善性維護在用戶使用期間，我們將根據(jù)用戶的要求改進或擴充此軟件系統(tǒng)的功能，以期使本軟件系統(tǒng)更加完善和實用。預防性維護當預測到此軟件系統(tǒng)有可能出現(xiàn)問題時，我們將修改此系統(tǒng)軟件，為將來的維護活動未雨綢繆。項目收尾通過兩年多的開發(fā)，目前該項目的開發(fā)工作已經(jīng)全部完成并通過了用戶的驗收并已正式投入使用，拖過對該項目的經(jīng)驗總結(jié)，為該項目的后續(xù)拓展和其他項目的開發(fā)提供經(jīng)驗支持和借鑒。通過該項目的開發(fā)，我們已經(jīng)具備提供大型核電工程軟件技術服務的能力，目前在國內(nèi)外其他核電廠、船舶或其他行業(yè)已經(jīng)開始市場推廣該項目，并已初步取得一定成績

15、。項目控制管理的分析總結(jié)項目開發(fā)管理質(zhì)量化該項目組通過編制項目質(zhì)量計劃、項目開發(fā)計劃和項目測試計劃等質(zhì)量文件，對該項目進行全過程監(jiān)督、控制，使各質(zhì)量相關活動在受控狀態(tài)下完成，確保項目中的各項質(zhì)量要求得到了滿足。項目開發(fā)過程規(guī)范化該項目的軟件系統(tǒng)在依據(jù)軟件工程化開發(fā)和軟件工程化管理的理念和方法的基礎上，通過嚴格執(zhí)行有關軟件開發(fā)管理和工作程序，規(guī)范了軟件研發(fā)過程，同時也更好的指導了培訓大綱和基礎理論教材的開發(fā)工作。該項目軟件系統(tǒng)依據(jù)的管理程序主要包括：輸入輸出控制、接口控制、更改控制、設計審查、不符合項的處理、配置管理程序等。軟件研發(fā)工作程序包括研制各階段產(chǎn)生文檔、程序，如軟件需求、軟件設計、軟件

16、開發(fā)規(guī)范、測試計劃和測試程序等。項目所有過程文檔資料均采用統(tǒng)一的編碼和編寫格式。軟件系統(tǒng)的界面、窗體、字體、變量名和說明遵守統(tǒng)一的約定。軟件系統(tǒng)的所有模塊按功能劃分遵守相應的命名約定和格式要求。項目開發(fā)控制進度化依據(jù)軟件工程化開發(fā)和軟件工程化管理的理念和方法，科學的劃分和制定核電工程應用軟件的研制過程，同時各階段也兼顧了培訓大綱和基礎理論教材的開發(fā)工作。采用三級進度管理體系，分級落實進度責任制。一級為合同規(guī)定總體進度要求，由項目負責人對本部門負責人負責；二級為功能塊進度計劃，由各功能塊負責人對項目負責人負責；三級為個人進度計劃，是二級進度計劃的展開，由個人對功能塊負責人和項目負責人負責。項目開

17、發(fā)監(jiān)督崗位化由于該項目軟件系統(tǒng)的需求分析說明書往往是采用軟件設計的術語編寫，因此常常令計算機背景知識較少的核電廠用戶的業(yè)務需求方難以理解，也就很難發(fā)現(xiàn)需求報告中與實際需求不符之處，更難提出建設性的意見。因此在該項目軟件系統(tǒng)的研制開發(fā)過程中引入了軟件監(jiān)督崗位，由核電廠信息技術管理部門擔任，其主要職責是在項目進行過程中，協(xié)調(diào)業(yè)務需求部門和軟件開發(fā)方的關系，監(jiān)控軟件開發(fā)任務的執(zhí)行情況，給開發(fā)人員和管理層提供反映軟件過程質(zhì)量的信息和數(shù)據(jù)，提高項目透明度，從而保證項目按照計劃實施，實現(xiàn)預期目標。 人員配備專業(yè)化在該項目的軟件系統(tǒng)研制過程中，從事研制和質(zhì)量相關活動的人員的數(shù)量、質(zhì)量必須能滿足項目開發(fā)工作的

18、需求，而且由于產(chǎn)品的質(zhì)量與開發(fā)研制該產(chǎn)品的人員能力直接相關，因此該項目編制了各類人員的配置計劃，如系統(tǒng)分析人員、系統(tǒng)設計人員、軟件開發(fā)人員、測試和驗證人員等，明確了具體的工作方式、內(nèi)容和要求，并根據(jù)崗位要求進行必要的培訓和再培訓，以便使他們獲得并保持必要的能力。結(jié)束語軟件系統(tǒng)項目的順利實施離不開對項目的精心控制管理。筆者通過參與TMS-SAT開發(fā)項目的實施，運用項目控制管理理論，結(jié)合軟件工程原理，對該項目進行了成功的實施與控制管理。實踐證明：由于該項目在軟件系統(tǒng)方面依照軟件工程化開發(fā)和軟件工程化管理的理念和方法，嚴格按照我們單位提出的核電工程軟件研制方法進行研制、設計和開發(fā)，加強軟件研發(fā)的規(guī)范

19、化管理，同時也更好的指導了培訓大綱和基礎理論教材的開發(fā)工作，從而保證了軟件研發(fā)乃至整個項目的進度和質(zhì)量，使得我們開發(fā)的產(chǎn)品可維護性好，特別是在出廠驗收后大大減少了在現(xiàn)場測試和維護的人員投入，最終也得到了用戶的認可。參考文獻國際原子能機構編，核電廠人員培訓及其評價，技術報告叢書第380號2005版，5-20；中國標準出版社編，軟件工程術語，GB/T 11457-2006版；中國標準出版社編，計算機軟件文檔編制規(guī)范，GB/T 8567-2006版；中國標準出版社編，軟件生存周期過程，GB/T 8566-2007版；中國標準出版社編，配置管理，GB/T 20158-2006版。國防科學技術工業(yè)委員會

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