過程改進(jìn)方法與實(shí)踐案例 978 7 302 23431 9 第三部分 實(shí)踐案例 ch18 FRACAS在CMMI 5級(jí)環(huán)境下的應(yīng)用

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環(huán)境下的應(yīng)用“質(zhì)量沒有最好，只有更好！〞主題18.1問題提出18.1.1原有的缺陷預(yù)防方式18.1.2存在的問題分析18.2應(yīng)用FRACAS的目標(biāo)18.3FRACAS在WXX產(chǎn)品部的推行18.3.1WXX產(chǎn)品部的產(chǎn)品缺陷分析18.3.2FRACAS的推行過程18.4角色及職責(zé)18.4.1推行組18.4.2運(yùn)作組18.5WXX產(chǎn)品部的改進(jìn)實(shí)施18.5.1失效模式分析過程18.5.2經(jīng)驗(yàn)共享過程18.5.3建立FRACAS知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫18.5.4商用問題清零18.5.5質(zhì)量回溯18.5.6重點(diǎn)問題改進(jìn)18.6針對(duì)新工程的缺陷預(yù)防18.7應(yīng)用效果評(píng)估背景原有的缺陷預(yù)防方式基于軟件開發(fā)過程的缺陷預(yù)防過程存在的問題分析各缺陷預(yù)防活動(dòng)相互獨(dú)立，各活動(dòng)的分析結(jié)果難以相互輸入和參考，改進(jìn)是以單個(gè)問題為驅(qū)動(dòng)，沒有固定的步驟和過程，缺乏系統(tǒng)性預(yù)防是以工程為單位，只是在工程過程中進(jìn)行，工程一旦結(jié)束，缺陷預(yù)防活動(dòng)就沒有載體了，缺乏企業(yè)、組織級(jí)的預(yù)防改進(jìn)系統(tǒng)。在根因分析(RCA)、EAD分析后，根據(jù)分析結(jié)果制定預(yù)防措施，但有些措施已不能在本工程中使用。不同工程由于其業(yè)務(wù)、環(huán)境的特殊性，缺陷原因和預(yù)防措施不具備通用性，在一個(gè)工程中行之有效的措施，換到其他工程就可能難以使用，共享性較差由于缺陷預(yù)防措施主要來源于研發(fā)過程的問題，很少是來自于商用上的問題。沒有真正關(guān)注研發(fā)過程遺漏的問題，商用后的問題沒有作為研發(fā)改進(jìn)的輸入。對(duì)分析得到的原因和措施的管理較差，缺乏信息系統(tǒng)支持，到下一個(gè)工程時(shí)可能就找不到了，難以繼承使用。應(yīng)用FRACAS的目標(biāo)問題就是改進(jìn)的時(shí)機(jī)，不應(yīng)只是被動(dòng)解決問題。提出到達(dá)3個(gè)目標(biāo)：1)通過應(yīng)用FRACAS，提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量2)將FRACAS建設(shè)成軟件領(lǐng)域質(zhì)量改進(jìn)的核心和重要輸入3)將FRACAS建設(shè)成為軟件人員技能提升的重要途徑FRACAS在WXX產(chǎn)品部的推行18.3.1產(chǎn)品缺陷分析18.3.2FRACAS的推行過程07~08年軟件版本質(zhì)量目標(biāo)情況質(zhì)量目標(biāo)說明組織基線值實(shí)際值偏差率發(fā)布前缺陷發(fā)現(xiàn)密度(個(gè)/KLOC)項(xiàng)目發(fā)布前開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)缺陷的情況355762.9%遺留缺陷密度(個(gè)/KLOC)項(xiàng)目發(fā)布后遺漏到驗(yàn)證環(huán)節(jié)的缺陷情況1.24.5275.0%持續(xù)時(shí)間偏差(%)項(xiàng)目實(shí)際的完成時(shí)間與計(jì)劃完成時(shí)間的偏差10%33%230.0%商用問題數(shù)(個(gè))發(fā)布給客戶后遺漏的問題數(shù)量NA36NA質(zhì)量差的根因分析結(jié)果FRACAS的推行過程組織結(jié)構(gòu)角色及職責(zé)(1/2)角色及職責(zé)(2/2)推行組推行組組長：在一個(gè)組織中，領(lǐng)導(dǎo)能為整個(gè)改進(jìn)提供資源，是各項(xiàng)改進(jìn)活動(dòng)成功的前提。所以作為推行組組長，要重視FRACAS的推行工作，要有改進(jìn)的決心和毅力，還有對(duì)改進(jìn)充滿成功的信心。WXX產(chǎn)品部的推行組組長由產(chǎn)品開發(fā)部長擔(dān)任，主要職責(zé)有：親自參與到推行和改進(jìn)活動(dòng)中，為推行工作提供指導(dǎo)，帶著FRACAS推行組共同開展工作，確保推行工作的方向和目標(biāo)。為FRACAS推行和改進(jìn)活動(dòng)的開展提供必要的資源和保障。推行組成員：FRACAS推行組組員來自組織中各個(gè)領(lǐng)域，如開發(fā)、測試、資料、維護(hù)等。主要職責(zé)有：負(fù)責(zé)在各自領(lǐng)域宣傳和推行FRACAS的理念和應(yīng)用。代表各領(lǐng)域行使在FRACAS推行工作中的功能。反響各領(lǐng)域在FRACAS推行工作中的問題。確保問題解決過程中的知識(shí)能夠及時(shí)總結(jié)固化、傳播共享。通過分析，尋找各層級(jí)和業(yè)務(wù)部門改進(jìn)點(diǎn)，推行缺陷預(yù)防和質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)的開展。運(yùn)作組運(yùn)作組組長：由WXX開發(fā)部部長擔(dān)任，負(fù)責(zé)組織對(duì)商用問題的分析和FRACAS各項(xiàng)改進(jìn)活動(dòng)的開展，是第一責(zé)任人，其主要職責(zé)有：組織軟件工程師、系統(tǒng)工程師、測試工程師和可靠性工程師對(duì)商用問題進(jìn)行分析，提取設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么、測試經(jīng)驗(yàn)和故障模式。組織各領(lǐng)域人員對(duì)典型問題進(jìn)行總結(jié)，制定成經(jīng)驗(yàn)案例，并進(jìn)行宣傳共享。組織對(duì)重大問題和涉及組織流程、制度的問題進(jìn)行質(zhì)量回溯，找出改進(jìn)點(diǎn)，向相應(yīng)層級(jí)的改進(jìn)團(tuán)隊(duì)提供質(zhì)量改進(jìn)的輸入。組織問題清零活動(dòng)，向其他工程提供用于清零的問題信息，并跟蹤進(jìn)展。組織對(duì)本工程的商用問題進(jìn)行批量統(tǒng)計(jì)，識(shí)別工程的TOP問題，作為組織專項(xiàng)改進(jìn)的輸入和后續(xù)工程缺陷預(yù)防的目標(biāo)。負(fù)責(zé)在新工程中應(yīng)用通過FRACAS提取的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)工程進(jìn)行缺陷預(yù)防活動(dòng)。專項(xiàng)改進(jìn)工作組：根據(jù)改進(jìn)活動(dòng)的需要成立的臨時(shí)團(tuán)隊(duì)，由專項(xiàng)改進(jìn)所涉及領(lǐng)域的人員組成，開發(fā)部的某一高級(jí)經(jīng)理擔(dān)任組長。當(dāng)完成問題分析后，確定需要開展專項(xiàng)改進(jìn)活動(dòng)，如問題清零、TOPN改進(jìn)、新工程缺陷預(yù)防等活動(dòng)。這時(shí)可成立專項(xiàng)改進(jìn)工作組，負(fù)責(zé)在組織中開展這次專項(xiàng)改進(jìn)活動(dòng)。改進(jìn)活動(dòng)可以以工程方式開展，由專項(xiàng)改進(jìn)工作組制定改進(jìn)措施和方案，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域執(zhí)行，并最終閉環(huán)落實(shí)。改進(jìn)實(shí)施18.5.1失效模式分析過程18.5.2經(jīng)驗(yàn)共享過程18.5.3建立FRACAS知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫18.5.4商用問題清零18.5.5質(zhì)量回溯18.5.6重點(diǎn)問題改進(jìn)失效模式分析過程經(jīng)驗(yàn)共享過程建立FRACAS知識(shí)經(jīng)驗(yàn)庫商用問題清零例證12021年中，某省AA電信局的客戶由于在使用軟件系統(tǒng)的某個(gè)功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)該功能運(yùn)行一段時(shí)間后，計(jì)算機(jī)CPU使用率到達(dá)100%，系統(tǒng)無法處理正常業(yè)務(wù)。WXX產(chǎn)品部的開發(fā)部馬上對(duì)這一個(gè)問題進(jìn)行FRACAS分析。通過失效模式分析發(fā)現(xiàn)，其根本原因是這個(gè)功能程序中一段內(nèi)存管理代碼存在缺陷，使得內(nèi)存未正常釋放而導(dǎo)致CPU使用率到達(dá)100%。由于內(nèi)存管理的問題在軟件開發(fā)中是非常普遍的，所以，軟件產(chǎn)品的其他功能模塊、WXX產(chǎn)品部的其他軟件工程中也可能存在類似問題。經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)這個(gè)軟件版本的其他功能模塊以及另一個(gè)正在開發(fā)的軟件工程中也存在類似問題。于是，產(chǎn)品開發(fā)部決定開展此問題的清零活動(dòng)，具體措施如表18-2所示。經(jīng)過1個(gè)月的專項(xiàng)清零，解決了軟件產(chǎn)品中多個(gè)類似問題，提取了關(guān)于內(nèi)存泄露的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么，補(bǔ)充完善了測試場景和用例。到2021年中期，同類根因所導(dǎo)致的內(nèi)存問題沒有在其他商用電信局再次出現(xiàn)過了。內(nèi)存問題清零措施表涉及領(lǐng)域涉及版本(影響范圍)措施系統(tǒng)設(shè)計(jì)在研版本提取設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，于在研版本中預(yù)防和排查開發(fā)商用版本，在研版本修改商用軟件版本和在研軟件版本中的潛在問題測試商用版本，在研版本提取測試經(jīng)驗(yàn)，補(bǔ)充測試用例進(jìn)行驗(yàn)證資料商用版本，在研版本根據(jù)問題修改資料中的相應(yīng)內(nèi)容維護(hù)商用版本升級(jí)商用軟件版本質(zhì)量回溯例證22021年9月，某省BB電信局的商用版本中發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題：軟件配置界面上的一個(gè)可選參數(shù)如果不填寫，就提示無法保存配置信息。但根據(jù)需求規(guī)格，這個(gè)參數(shù)是可以不填寫的。將問題導(dǎo)入FRACAS系統(tǒng)中進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)方案在BB電信局使用的商用軟件版本中，并沒有判斷此參數(shù)是否填寫的功能，這個(gè)功能是在發(fā)布給某省CC局的版本中實(shí)現(xiàn)的。也就是錯(cuò)誤地將應(yīng)發(fā)給CC局的版本發(fā)給了BB局。幸運(yùn)的是，這兩個(gè)版本的功能相差不大，所以造成的影響不大。但對(duì)于WXX產(chǎn)品開發(fā)部來說，是一個(gè)非常嚴(yán)重的版本管理問題。開發(fā)部馬上啟動(dòng)了對(duì)這個(gè)問題的質(zhì)量回溯。經(jīng)過根因分析，發(fā)現(xiàn)問題的根源出在版本發(fā)布環(huán)節(jié)。按照之前的版本發(fā)布流程，由研發(fā)工程師負(fù)責(zé)向生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)布軟件版本，但負(fù)責(zé)操作的研發(fā)人員并不清楚這兩個(gè)版本的區(qū)別，發(fā)布時(shí)沒有特別注意，再加上發(fā)布過程也沒有監(jiān)控環(huán)節(jié)，最終導(dǎo)致問題的發(fā)生。改進(jìn)版本發(fā)布流程存在問題，使得后續(xù)各個(gè)版本發(fā)布都存在錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。所以開發(fā)部制定了有針對(duì)性的改進(jìn)措施，修改WXX產(chǎn)品部的版本發(fā)布流程。具體改進(jìn)措施為：設(shè)置版本管理員：由版本管理員操作版本發(fā)布。版本管理員要熟悉各版本的用途和區(qū)別，作為研發(fā)與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的接口。增加版本發(fā)布評(píng)審環(huán)節(jié)。在版本發(fā)布前，組織參與此版本各領(lǐng)域代表就軟件版本的發(fā)布目的、使用局、有效時(shí)間和提供的功能特性等信息進(jìn)行評(píng)審。評(píng)審?fù)ㄟ^后才能進(jìn)行發(fā)布，確保發(fā)布版本的正確性。重點(diǎn)問題改進(jìn)識(shí)別TOP1問題內(nèi)存問題的根因分析具體問題根因分類根本原因使用空指針內(nèi)存寫越界指針過期失效指針跨線程技術(shù)類沒有關(guān)于內(nèi)存管理類的專項(xiàng)規(guī)范和具體要求人員技能開發(fā)人員編程技能不足人員疏忽疏忽，沒有關(guān)注內(nèi)存管理問題，沒有針對(duì)性檢查工具問題難以定位內(nèi)存泄露問題，缺乏有效工具檢查和定位內(nèi)存問題的根本解決針對(duì)新工程的缺陷預(yù)防首先，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)產(chǎn)品的問題進(jìn)行分析，識(shí)別出了當(dāng)前的TOP3問題：內(nèi)存管理、異常情況考慮缺乏以及變量未初始化。這3類問題是目前產(chǎn)品的共性問題，也是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響最大的3類問題。經(jīng)過討論，決定在這個(gè)新工程中以這3類問題為改進(jìn)目標(biāo)，實(shí)施缺陷預(yù)防。接下來，工程經(jīng)理組織開發(fā)人員圍繞著這3類問題，結(jié)合具體業(yè)務(wù)和產(chǎn)品知識(shí)經(jīng)驗(yàn)制定了缺陷預(yù)防措施，測試人員也參考測試經(jīng)驗(yàn)制定了針對(duì)性的測試用例，并納入工程方案中進(jìn)行管理和監(jiān)控。工程于2021年4月結(jié)束，下表所示的最終工程的度量數(shù)據(jù)上看，軟件缺陷有所減少、軟件產(chǎn)品質(zhì)量有所提高，大家對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的信心也有較大的增長。新軟件工程缺陷預(yù)防效果質(zhì)量目標(biāo)說明組織基線值實(shí)際值發(fā)布前缺陷發(fā)現(xiàn)密度(個(gè)/KLOC)項(xiàng)目發(fā)布前開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)缺陷的情況3528遺留缺陷密度(個(gè)/KLOC)項(xiàng)目發(fā)布后遺漏到驗(yàn)證環(huán)節(jié)的缺陷情況1.20.7持續(xù)時(shí)間偏差(%)項(xiàng)目實(shí)際的完成時(shí)間與計(jì)劃完成時(shí)間的偏差10%3%商用問題數(shù)(個(gè))發(fā)布給客戶后遺漏的問題數(shù)量NA1218.7應(yīng)用效果評(píng)估質(zhì)量目標(biāo)組織基線值2007~208年軟件項(xiàng)目實(shí)際度量值2008~2009年軟件項(xiàng)目實(shí)際度量值發(fā)布前缺陷發(fā)現(xiàn)密度(個(gè)/KLOC)355728遺留缺陷密度(個(gè)/KLOC)1.24.50.7持續(xù)時(shí)間偏差(%)10%23%3%商用問題數(shù)(個(gè))NA3612FRACAS應(yīng)用前后比較質(zhì)量改進(jìn)的展現(xiàn)1)軟件產(chǎn)品外部商用表現(xiàn)。從實(shí)施FRACAS前后的度量數(shù)據(jù)可以看出，進(jìn)行改進(jìn)后的商用問題數(shù)量有大幅降低，比實(shí)施前少了66.7%。軟件質(zhì)量有了明顯改善，客戶滿意度明顯提升。2)軟件產(chǎn)品內(nèi)部研發(fā)表現(xiàn)。從數(shù)據(jù)中也可以看到，在整個(gè)軟件開發(fā)過程中引入的缺陷降低50.9%，工程發(fā)布后遺留的缺陷也降低了84.4%，且都低于組織的基線值，工程進(jìn)度延遲的情況也大為改善，這些都充分說明了預(yù)防活動(dòng)的效果。而且通過這些預(yù)防活動(dòng)，改進(jìn)了產(chǎn)品開發(fā)部的TOP問題，減少了產(chǎn)品研發(fā)過程中的本錢浪費(fèi)。