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　　摘要: 針對(duì)測(cè)繪軟件裝備研制過程各階段存在的問題，深入分析測(cè)繪軟件不同項(xiàng)目類型的研制要求和項(xiàng)目特點(diǎn)，并結(jié)合這些要求及特點(diǎn)建立預(yù)先研究項(xiàng)目、常規(guī)科研項(xiàng)目、型號(hào)研制項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的 SMEM 模型。通過應(yīng)用 SMEM 模型到 4 個(gè)獨(dú)立的測(cè)繪軟件研制項(xiàng)目中，與以往同類項(xiàng)目相比，應(yīng)用模型后的項(xiàng)目軟件工程各階段的目的性和可控性增強(qiáng)，模型中針對(duì)階段的風(fēng)險(xiǎn)管理和有規(guī)律的需求確認(rèn)降低了項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，使軟件的總開發(fā)周期縮短約 20%，顯著節(jié)約了項(xiàng)目過程的時(shí)間和人力成本。
　　關(guān)鍵詞: 測(cè)繪軟件; 軟件工程; 過程管理; 軟件工程過程模型;SMEM 模型

　　隨著軟硬件裝備數(shù)量與水平的逐年提升，測(cè)繪行業(yè)的軟件裝備需求也與日俱增，各類測(cè)繪軟件和數(shù)字化系統(tǒng)在武器裝備中的作用不斷增強(qiáng)，測(cè)繪軟件裝備的質(zhì)量問題也逐漸受到重視。最近一次測(cè)繪行業(yè)軟件梳理的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，測(cè)繪軟件工程水平相較于其他行業(yè)還較為落后，軟件產(chǎn)品在生命周期的各個(gè)階段幾乎均存在質(zhì)量隱患，導(dǎo)致產(chǎn)品在裝備需求、可靠性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、可移植性等方面均難以得到保障，最終的研制成本還遠(yuǎn)高于預(yù)計(jì)成本。事實(shí)上，類似的問題在美軍各類軟件立項(xiàng)研制階段也曾經(jīng)普遍存在過，通過過往經(jīng)驗(yàn)的分析表明，這些問題與測(cè)繪軟件裝備的研制過程及研制管理的落后存在著必然聯(lián)系。
　　本文針對(duì)測(cè)繪軟件的研制過程，即軟件工程過程中存在的問題開展研究。通過深入分析測(cè)繪軟件項(xiàng)目的特點(diǎn)，建立有針對(duì)性的軟件工程過程模型，力圖使軟件研制過程有序、有據(jù)可依，通過過程順序、手段的確定降低軟件研制的風(fēng)險(xiǎn)，提高研制效率，使測(cè)繪軟件項(xiàng)目通過軟件工程全過程的模型化、規(guī)范化實(shí)現(xiàn)提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量的目的。軟件生命周期是通過軟件工程過程實(shí)現(xiàn)的，因此，軟件工程過程是保證軟件質(zhì)量、提高軟件可靠性的關(guān)鍵手段和流程。20 世紀(jì) 70 年代，從循環(huán)迭代解決問題的過程模型出發(fā)，開始逐漸衍生出了多種軟件工程過程模型。從表1 中的分析可見，不同的需求明確程度、不同規(guī)模大小、不同經(jīng)費(fèi)數(shù)量、不同時(shí)限要求下軟件產(chǎn)品工程化過程所依據(jù)的軟件工程過程模型必然是迥異的。
　　測(cè)繪軟件在數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)適應(yīng)性、模型算法、業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)成果等方面具有較明顯的專業(yè)特點(diǎn); 同時(shí)，不同項(xiàng)目來源決定對(duì)軟件質(zhì)量、軟件管理文檔、軟件進(jìn)度控制的要求也不同�？紤]這些因素可將測(cè)繪軟件項(xiàng)目產(chǎn)品劃分為預(yù)先研究項(xiàng)目產(chǎn)品、常規(guī)科研項(xiàng)目軟件產(chǎn)品、型號(hào)研制項(xiàng)目軟件產(chǎn)品等。下面就根據(jù)測(cè)繪軟件的項(xiàng)目類型、專業(yè)差別，并結(jié)合質(zhì)量管控的嚴(yán)格程度、交付軟件產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域等對(duì)測(cè)繪軟件的項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行分析。測(cè)繪軟件預(yù)先研究項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容主要為前瞻性和新興科學(xué)領(lǐng)域的新理論、新方法和新技術(shù)。預(yù)先研究項(xiàng)目常完成頂層設(shè)計(jì)、方案可行性論證、模型擴(kuò)展、框架改進(jìn)、功能擴(kuò)充、平臺(tái)遷移的改造升級(jí)技術(shù)研究、試驗(yàn)驗(yàn)證降低型號(hào)研制風(fēng)險(xiǎn)等研究，這些預(yù)先研究項(xiàng)目的前瞻性研究一般都是存在一定理論和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的。
　　預(yù)先研究項(xiàng)目的軟件產(chǎn)品一般有原理實(shí)現(xiàn)性質(zhì)的原型系統(tǒng)軟件、仿真系統(tǒng)軟件、驗(yàn)證平臺(tái)軟件等，項(xiàng)目一般要求嚴(yán)格控制項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)，提高軟件過程質(zhì)量與產(chǎn)品文檔的管理控制水平。分析表 1 中的各模型可知，螺旋模型適用于測(cè)繪軟件預(yù)先研究項(xiàng)目的軟件工程，能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)格控制及軟件產(chǎn)品規(guī)模的逐漸擴(kuò)大、軟件產(chǎn)品質(zhì)量的螺旋上升。測(cè)繪軟件常規(guī)科研項(xiàng)目的研究工作主要圍繞科研條件建設(shè)、科研論證、特色技術(shù)研究、改進(jìn)研制、技術(shù)革新、使用研究、保障性研究、試驗(yàn)驗(yàn)證和基礎(chǔ)性科研項(xiàng)目等開展。常規(guī)科研項(xiàng)目中，軟件研制過程中的需求改進(jìn)相對(duì)其他類型項(xiàng)目較為頻繁，項(xiàng)目研制周期相對(duì)靈活。項(xiàng)目軟件研制中一般需要核心軟件產(chǎn)品的盡快產(chǎn)出，并不斷完善相應(yīng)的補(bǔ)充功能，最終形成完整、完善的軟件產(chǎn)品并交付使用方使用，研制過程中會(huì)面臨的部分風(fēng)險(xiǎn)通過逐漸迭代而消除。
　　由分析可見，測(cè)繪軟件常規(guī)科研項(xiàng)目適用增量模型、快速原型模型、螺旋模型的部分特點(diǎn)，同時(shí)可結(jié)合項(xiàng)目研究周期和產(chǎn)品特點(diǎn)構(gòu)建軟件工程過程模型。測(cè)繪軟件的型號(hào)研制項(xiàng)目主要是將成熟技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際裝備并進(jìn)行批量生產(chǎn)、裝備的項(xiàng)目，包含重點(diǎn)裝備、主要裝備、一般裝備及相應(yīng)裝備的配套裝備。因此，型號(hào)研制項(xiàng)目對(duì)裝備研制過程及產(chǎn)品質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。型號(hào)研制項(xiàng)目中，有的項(xiàng)目是單個(gè)單位承研的，規(guī)模較小，如衛(wèi)星導(dǎo)航用戶機(jī)軟件的型號(hào)研制;有的項(xiàng)目是多家單位合作完成的大系統(tǒng)軟件，項(xiàng)目規(guī)模龐大，經(jīng)費(fèi)較為充足，質(zhì)量管控嚴(yán)格，如某地面應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)軟件、某測(cè)繪數(shù)據(jù)管理服務(wù)軟件等。這些大系統(tǒng)軟件常常以分布式系統(tǒng)軟件形式研發(fā)，軟件運(yùn)行環(huán)境龐大、復(fù)雜，需要更全面地考慮各類因素，大型的軟件系統(tǒng)項(xiàng)目對(duì)軟件工程管理文檔、軟件生命周期各個(gè)階段有非常嚴(yán)格的要求。
　　軟件定型程序的詳細(xì)規(guī)定中定義的過程包含: 定型測(cè)評(píng)、單位試驗(yàn)試用、申請(qǐng)定型、定型審查、定型審批�？梢�，需要考慮裝備特點(diǎn)及型號(hào)研制項(xiàng)目的特點(diǎn)來構(gòu)建軟件工程過程模型。通過對(duì)測(cè)繪軟件項(xiàng)目特點(diǎn)的分析，針對(duì) 3 類項(xiàng)目分別建立了各自的 SMEM 模型( Surveying and Map-ping Engineering Model，測(cè)繪軟件工程過程模型) 。預(yù)先研究項(xiàng)目 SMEM 軟件工程過程模型通過第三章第一節(jié)的分析，可以利用螺旋模型實(shí)現(xiàn)測(cè)繪專業(yè)的預(yù)先研究項(xiàng)目軟件工程過程。螺旋模型沿著螺線形進(jìn)行若干次各種活動(dòng)的迭代，當(dāng)項(xiàng)目被定義得更好、更穩(wěn)定時(shí)，項(xiàng)目逐步從很小的規(guī)模展開成較大規(guī)模。項(xiàng)目人員不需要在剛開始的時(shí)候就把所有需求都定義得十分清楚，只需要定義最重要的功能，實(shí)現(xiàn)這些功能后，通過各種渠道盡量多地聽取使用方的意見，然后再進(jìn)入到下一個(gè)階段。如此不斷重復(fù)，直至得到使用方滿意的最終項(xiàng)目產(chǎn)品。
　　通過第三章第二節(jié)的分析，結(jié)合增量模型、螺旋模型、快速原型模型的特點(diǎn)，并考慮軟件產(chǎn)品交付實(shí)際單位使用特點(diǎn)，可以構(gòu)建測(cè)繪軟件常規(guī)科研項(xiàng)目的 SMEM 軟件工程過程模型，如圖 2 所示。在此過程中，首先根據(jù)易實(shí)現(xiàn)的主要功能及項(xiàng)目組的相關(guān)項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)完成一個(gè)原理實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng) 1，進(jìn)行原型系統(tǒng)的運(yùn)行、評(píng)價(jià)與修改，從而形成功能較為完善的原型系統(tǒng) 2; 其次，進(jìn)行軟件測(cè)試后運(yùn)行評(píng)價(jià)和進(jìn)一步修改此系統(tǒng)中的少量缺陷，從而形成系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性高的原型系統(tǒng) 3; 然后交付單位進(jìn)行試應(yīng)用，軟件系統(tǒng)在單位的運(yùn)行、評(píng)價(jià)反饋到項(xiàng)目組，項(xiàng)目組結(jié)合單位應(yīng)用意見進(jìn)行原型的進(jìn)一步修改完善形成原型 4; 最后結(jié)合項(xiàng)目組的各項(xiàng)軟件系統(tǒng)的生產(chǎn)服務(wù)過程，交付給單位使用功能完善、性能穩(wěn)定、符合裝備需要的最終軟件產(chǎn)品。
　　將本文研究建立的 SMEM 模型應(yīng)用于國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院、武漢立得空間信息技術(shù)有限公司、軍隊(duì)某測(cè)繪信息中心 3 家單位的 4 個(gè)獨(dú)立項(xiàng)目的軟件項(xiàng)目研制過程中，通過項(xiàng)目過程中統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)驗(yàn) 證 了 本 文 新 構(gòu) 建 SMEM 模 型 的 有 效 性。預(yù)先研究項(xiàng)目 SMEM 模型由于結(jié)合自身特點(diǎn)選取的是成熟的螺旋模型，故不再作實(shí)踐驗(yàn)證。本文研究建立的 SMEM 模型是針對(duì)測(cè)繪軟件項(xiàng)目的特點(diǎn)和詳細(xì)要求設(shè)計(jì)制定的，在模型構(gòu)建中充分考慮了在地方工業(yè)部門和裝備研發(fā)部門開展軟件裝備研制的特點(diǎn)，在保證相關(guān)文件規(guī)定的必不可少的流程情況下，盡量考慮需求變更及過程面臨的風(fēng)險(xiǎn)狀況。實(shí)踐中，SMEM 模型的應(yīng)用使地方工業(yè)部門對(duì)測(cè)繪軟件產(chǎn)品的全生命周期各階段要求更加明晰，使裝備研究部門有科學(xué)的流程模型作為軟件工程過程管理依據(jù)。當(dāng)然，要真正提高軟件產(chǎn)品質(zhì)量，控制和降低經(jīng)費(fèi)及時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)，在有針對(duì)性地應(yīng)用軟件工程過程模型外，還需要軟件研制過程管理的真正落實(shí)。
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[正文圖表略.]

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