Chapter8.缺陷預防與優化“獎勵那些預防火災的人”關鍵過程域分類等級管理類組織類工程類優化級(等級5)Optimizing技術更改管理(TCM)過程更改管理(PCM)缺陷預防(DP)定量管理級(等級4)Manged定量過程管理(QSM)軟件質量管理(SQM)已定義級(等級3)Defined集成軟件管理(ISM)組間協調(IC)組織過程焦點(OPF)組織過程定義(OPD)培訓大綱(TP)軟件產品工程(SPE)同行評審(PR)可重復級(等級2)Repeatable需求管理(RM)軟件項目策劃(SPP)軟件項目跟蹤和監督(SPTO)軟件子合同管理(SSM)軟件質量保證(SQA)軟件配置管理(SCM)初始級(等級1)Initial無序的過程主題8.1軟件缺陷預防的系統性8.1.1缺陷預防與救死扶傷8.1.2構造閉環8.1.3缺陷的分級預防8.1.4舉一反三8.2常用的缺陷預防方法8.2.1缺陷預防過程(DPP)8.2.2缺陷趨勢分析法8.2.3EDA分析8.2.4過程能力基線缺陷預防法8.3FRACAS與缺陷預防8.3.1FRACAS的基本過程8.3.2FRACAS的起源8.3.3建立FRACAS的目的8.3.4FRACAS的措施8.3.5FRACAS的應用方式8.4過程優化與技術革新8.4.1獲得更改建議8.4.2先導性試驗8.4.3組織范圍內推廣故障處理==亡羊補牢1)系統故障時，將問題記錄下來，采取措施盡快進行故障恢復，將問題對用戶的(危害)影響減小到最小.2)當系統被恢復后，分析故障原因，制定解決措施當軟件系統問題的原因被分析定位出來后，需要進行徹底的解決。3)確定解決方案：修改軟件代碼；修改完一處后，還需要思考其他軟件模塊、系統中是否也有潛在相同的問題，如果存在，也需要進行徹底的修改解決.4)還需考慮在其他項目或后續項目中如何避免此類問題的再次發生，總結經驗案例、知識提取固化、進行案例宣傳。(共享經驗和教訓)軟件缺陷預防的系統性與醫療對比的缺陷預防步驟構造閉環單個問題軟件產品解決閉環1單個問題軟件產品問題清零閉環2多個問題軟件產品批量分析TOP改進閉環3構造閉環單個問題軟件產品失效分析設計經驗缺陷預防閉環4問題個人技能經驗設計準則/測試經驗閉環5缺陷的分級預防級別導致缺陷的原因解決措施個人級員工技能、經驗不足。通過知識經驗庫，共享經驗案例，向軟件開發人員提供學習和共享的平臺，提升個人經驗技能。項目級項目活動執行不到位。通過提取的設計準則、測試經驗等應用到新的軟件開發項目中，制定成缺陷預防計劃，標識各階段需要進行的缺陷預防活動，并嚴格執行，以達成避免相同問題在新項目中再次發生的目的。組織級組織制度不合理。例如，軟件開發流程中沒有對軟件單元測試的覆蓋率提出要求，這會導致不同項目組所設計的單元測試用例的顆粒度不同。這類問題涉及組織層面，不是由某個開發人員或某個項目組就能解決，需要整個軟件組織有專門的人員推動解決，那么就需要獲取各個項目中的問題，并進行統計分析，標識出組織流程制度不完善的地方，驅動相應級別進行改進。舉一反三總結經驗案例：將典型問題總結成經驗案例。在案例中，描述此問題發生的場景和現象、產生的原因、解決的步驟和預防的方法，并形成案例文檔。在組織中進行宣傳，組織開發人員進行學習，使大家都知道這個問題，如果在后續開發過程中遇到類似情況，就可以有意識地進行規避。共性問題的共享：經常會遇到一些較嚴重、較難發現但又具有共性的問題.例如，如項目組X開發的一個軟件模塊A中隱藏著一個嚴重的問題，但由于使用場景較生僻，很難通過普通測試方式發現。此模塊已通過CCB(更改控制委員會)的評審，并提供給組織內的其他軟件項目使用，但其他項目組當前還沒有發現此問題。問題一旦發生，將會影響到軟件功能的正常實現，帶來較嚴重的后果。及時在通告問題缺陷，防止其他(人)項目組產生類似問題。常用的缺陷預防方法8.2.1缺陷預防過程(DPP)8.2.2缺陷趨勢分析法8.2.3EDA分析8.2.4過程能力基線缺陷預防法常用的缺陷預防措施缺陷預防過程(DPP)根據以往項目經驗和數據制定本項目的缺陷預防計劃，根據計劃進行相應缺陷預防活動，并在開發過程中針對發現的問題進行根因分析，制定改進措施并跟蹤執行。缺陷趨勢分析法“程序某部分存在更多錯誤的可能性，與該部分已發現的錯誤的數量成正比”。后進部門的問題總是最多的。EDA分析(1)缺陷標識：對測試環節發現的缺陷進行分類，標識需進行EDA分析的缺陷，包括致命、嚴重問題和數量較多的同類問題。(2)分析：對缺陷進行根因分析，分析缺陷的引入活動、引入原因、漏測原因。(3)措施制定：根據分析結果制定改進措施，措施包括：解決問題的糾正措施，預防此類問題再次發生；過程改進的措施，通過改進過程完善研發流程，避免缺陷再次逃逸；判斷其他程序中是否還會存在類似問題，并進行專項改進。(4)措施執行及效果分析：執行改進措施，并通過度量，將新的逃逸缺陷與之前的逃逸缺陷進行比較等方式，判斷EDA措施的效果。(5)結果固化：如果效果未達成，說明可能沒有分析到位，則重新進行分析并制定措施進行改進。如果同類缺陷不再逃逸，預防的措施效果明顯，并且此措施對其他項目具有通用性，可將此措施固化到組織的流程制度中，在后續的項目中使用。過程能力基線缺陷預防法建立缺陷發現的能力基線活動缺陷發現比例應發現缺陷初始值實際發現缺陷應發現缺陷調整值軟件需求評審10%10510軟件設計評審30%301830+5代碼評審40%403440+17代碼測試20%202220+23過程能力基線缺陷預防法建立模型，預測遺留的缺陷前提假設：企業的狀態、人員技能、組織結構等使穩定的。FRACAS故障報告、分析及糾正措施系統(FailureReport，AnalysisandCorrectiveActionSystem)，亦稱為“故障信息閉環管理系統”以問題為驅動，通過一套規范化的過程，使發生的產品問題能得到及時報告，并分析故障原因，制定和實施有效的糾正措施，以防止問題再次發生，從而實現產品可靠性增長和質量的提高。目的“建立FRACAS系統的目的是及時報告產品的故障，分析故障原因，制定和實施有效的糾正措施，以防止故障再次發生，改善其可靠性和維修性”。““FRACAS應由承制方(包括轉承制方)盡早建立，并在訂購(使用)方的協同下加以實現。該系統應保證對合同規定層次的產品在研制階段和生產階段所發生的故障及時報告、分析和糾正”措施建立比較完善的產品缺陷信息和知識經驗數據庫，利用該數據庫，可以為產品的質量改進和后續產品的設計、測試提供數據基礎和經驗參考。能夠實現項目間、產品間的信息共享、經驗共享、避免類同的問題在不同的地方再次發生。可以提升員工技能，提高工作效率。通過固化問題解決過程中的技術經驗教訓，閉環到開發和測試，防止再次發生，支持組織能力提升，解決工程師經驗欠缺問題。讓員工更加關注過程改進。FRACAS會驅動員工們把注意力集中在那些容易出問題的領域上，通過改進這些領域的過程來預防問題的發生，提高產品質量。應用方式方式1：分析問題，提取知識經驗當具體的缺陷或問題已經解決后，還需要分析問題的技術根因，也就是分析問題是如何在設計過程中產生的、又是如何被漏測的。對這個問題的技術原因要從多個領域進行分析，例如，開發、測試、可靠性領域。通過分析找到各領域開發過程中考慮不全面或遺漏的地方，標識出待改進的點或區域。根據分析結果，在流程或技術方面總結經驗教訓，主要包括：設計人員針對這個問題總結設計準則，測試人員總結測試經驗，以及可靠性工程師總結故障模式。通過問題分析獲得的經驗知識，將作為FRACAS其他模式的輸入和基礎。方式2：缺陷清零當缺陷的原因被分析清楚后，還需要思考，這個缺陷在其他項目、其他領域是否也存在。如果其他版本也存在類似問題，則需要及時采取措施，組織對缺陷進行全面清理。避免各領域的缺陷被激活產生不良的影響和浪費的成本，避免問題爆發和蔓延。方式3：建立知識經驗庫建立組織的知識經驗庫，將分析問題得到的技術根因(rootcause)、設計準則、測試經驗和故障模式作為組織的智力資產保存起來。建立知識的查詢、索引、共享方式，便于各領域的人員在日常工作中進行查詢和使用。方式4：批量分析，TOP改進 根據80/20原則，80%的問題是由20%的原因引起，也就是說，大部分問題可能是由少數幾類的原因引起的。如果能找出這幾類的原因，就能解決多數的問題。將經過根因分析的缺陷按照各種維度(如從功能模塊、結果影響、問題發現活動等)進行統計分析，找出共性的、繼續解決TOP(優先級最高的)問題以及各領域/工程活動的問題分布，結合質量分析方法和業務知識進行深入的原因分析，再根據分析的結果進行專項改進。分析的結果可作為項目級和組織級改進的輸入。改進活動可能涉及專項技術研究、角色職責的定義、組織過程優化、組織規范制定等方面。方式5：舉一反三，經驗共享當分析解決完項目中一個典型的、有價值的問題時，除了要總結經驗和考慮如何避免在本項目后續中再次發生，還需要思考其他產品/項目中是否也存在這樣的問題，它們是不是仍在艱難的分析和解決過程中。在組織中建立問題通報的渠道機制和平臺，及時通知受影響的項目和產品，避免同樣的問題在其他項目中發生，或者將解決問題的經驗給其他項目共享，使他們能夠更容易地解決問題。方式6：質量回溯有時，發現問題是簡單的技術問題，如在編寫代碼時將判斷是否相等的“==”寫成了賦值語句“=”；有時，也會發現問題非常復雜，并且解決起來需要修改組織的制度、流程、人員溝通方式、項目管理方式等，不是通過幾個人或項目組內部就能解決的。這類問題需要通過質量回溯的方式來解決。質量回溯是一種專項的質量改進活動，通過識別問題根因，找到改進點的方法，用于解決組織層面的重大問題，如組織制度、流程、管理、人員方面的問題。質量回溯為事件觸發的啟動，其過程包括選擇問題、根因分析、改進實施和經驗固化4個環節。方式7：項目缺陷預防FRACAS系統的目標是預防相同的問題再次發生，也就是常說的缺陷預防。在新項目的開發過程中，充分利用知識經驗，可以預防同類問題的再次發生。在項目開始時，挑選可以使用于本項目的設計準則、測試經驗等，挑選的原則是新項目也涉及這些內容。然后將這些知識經驗的使用計劃到對應的開發活動中，并制定成項目的缺陷預防計劃跟蹤執行。由系統工程師將設計準則用于指導項目設計活動的開展，如在概要設計、詳細設計、編碼等活動中使用，作為設計的標準和檢查單(Checklist)。由測試工程師將測試經驗用于指導測試策略制定、測試設計等活動，補充測試場景，并據此設計成測試用例。由可靠性工程師將失效模式運用到可靠性設計活動中，如SFMEA分析、FIT測試用例設計等。過程優化與技術革新技術更改和過程更改都是對軟件過程的優化，是一個“精兵簡政”的過程。精兵：意味著對人力資源、技術、工具進行優化。簡政：意味著對沒必要的流程和組織機構進行職能轉變、合并、簡化。過程優化中的問題由于軟件開發過程的復雜性，因此如果沒有充分調查數據、經驗的基礎，就對其進行簡單的優化，將會產生滅頂之災，如“利潤下滑、員工離職、缺乏凝聚力、產品質量下降、客戶抱怨增多，等等”，甚至于造成企業的破產。因此，對過程的優化需要以定量管理所獲得的數據為基礎，針對不必要的活動、環節精簡和優化。為了確保過程優化的效果，最好的辦法是采取階段的方法實施：1)獲得和評估更改建議。2)在局部范圍內進行先導性的實驗，獲得經驗。3)在組織范圍內進行推廣，積累數據。4)總結經驗。8.4過程優化與技術革新8.4.1獲得更改建議8.4.2先導性試驗8.4.3組織范圍內推廣過程更改的建議的來源

軟件過程評估的結果和建議組織的軟件過程改進目標顧客問題和滿意度數據的分析質量目標和生產率目標的項目性能

數據的分析過程基準測定的結果過程/任務自動化的潛力成功的過程改進建議的例子軟件過程更改建議評審這些建議評價建議軟件過程更改建議安排團隊進行先導性試驗預期效益：生產率、質量、周期時間、顧客或最終用戶滿意度等建議的優先級：關注具有高優先級評審這些建議“過程更改”的先導性試驗1）在先導性試驗期間為了優化過程改進的實施工作，調整所建議的過程改進，并將其編寫成文檔；2)總結經驗教訓和遇到的問題；3)估計過程改進在組織中廣泛應用的利益、風險和影響，并評估不確定性；決定是終止先導性試驗繼而廣泛應用，還是重新策劃并繼續先導性試驗。依據實際的調整經驗與教訓評估不確定性過程優化在組織范圍內推廣1)確定支持軟件過程主要更改所需要的資源，并提供經費；2）將測量和跟蹤軟件過程性能變化的數據采集策略文檔化，并經評審和同意。同時還要求：該策略得到負責實施受更改影響的軟件過程的人員同意；合適時，配備支持工具自動地記錄所期望的數據；3)更新培訓課程以反映當前的軟件過程，并在廣泛實施過程更改之前提供培訓4)在廣泛實施過程更改之前提供必要的咨詢支持，需要時繼續支持5)將過程更改納入“組織的標準軟件過程”6)將過程更改納入“項目定義的軟件過程”技術革新建議的來源

定期搜索，市場上獲得了解領先的相關技術工作和新技術發展比較和評審外界所用的技術比較和評審組織內所用的相應技術

標識新技術已得到成功運用的領域收集和評審使用這些技術的經驗數據和文檔新的研究成果和技術獲得新技術評價這些技術的適用性技術革新建議的使用新技術建議向軟件經理和技術人員通報：新技術的信息某些部門使用的信息正被引進到組織中狀態信息評審這些建議技術更改管理組系統地分析組織的標準軟件過程