CMM的誕生

信息時代，軟件質量的重要性越來越為人們所認識。軟件是產品、是裝備、是工具，其質量使得顧客滿意，是產品市場開拓、事業得以發展的關鍵。而軟件工程領域在1992年至1997年取得了前所未有的進展,其成果超過軟件工程領域過去15年來的成就總和。

軟件管理工程引起廣泛注意源于20世紀70年代中期。當時美國國防部曾立題專門研究軟件項目做不好的原因，發現70%的項目是因為管理不善而引起，而并不是因為技術實力不夠，進而得出一個結論，即管理是影響軟件研發項目全局的因素，而技術只影響局部。到了20世紀90年代中期，軟件管理工程不善的問題仍然存在，大約只有10%的項目能夠在預定的費用和進度下交付。軟件項目失敗的主要原因有：需求定義不明確；缺乏一個好的軟件開發過程；沒有一個統一領導的產品研發小組；子合同管理不嚴格；沒有經常注意改善軟件過程；對軟件構架很不重視；軟件界面定義不善且缺乏合適的控制；軟件升級暴露了硬件的缺點；關心創新而不關心費用和風險；軍用標準太少且不夠完善等等。在關系到軟件項目成功與否的眾多因素中，軟件度量、工作量估計、項目規劃、進展控制、需求變化和風險管理等都是與工程管理直接相關的因素。由此可見，軟件管理工程的意義至關重要。

軟件管理工程和其它工程管理相比有其特殊性。首先，軟件是知識產品，進度和質量都難以度量，生產效率也難以保證。其次，軟件系統復雜程度也是超乎想象的。因為軟件復雜和難以度量，軟件管理工程的發展還很不成熟。

軟件管理工程的發展，在經歷了從70年代開始以結構化分析與設計、結構化評審、結構化程序設計以及結構化測試為特征的結構化生產時代，到90年代中期，以CMM模型的成熟模型和日益為市場接受為標志，已經進入以過程成熟模型CMM、個體軟件過程PSP和群組軟件過程TSP為標志的以過程為中心的時代，而軟件發展第三個時代，及軟件工業化生產時代，從90年代中期軟件過程技術的成熟和面向對象技術、構件技術的發展為基礎，已經漸露端倪，估計到2005年，可以實現真正的軟件工業化生產，這個趨勢應該引起軟件企業界和有關部門的高度重視，及早采取措施，跟上世界軟件發展的腳步。軟件生產轉向以改善軟件過程為中心，是世界各國軟件產業或遲或早都要走的道路。

軟件過程改善是當前軟件管理工程的核心問題。50多年來計算事業的發展使人們認識到要高效率、高質量和低成本地開發軟件，必須改善軟件生產過程。軟件管理工程走過了一條從70年代開始以結構化分析與設計、結構化評審、結構化程序設計以及結構化測試到90年代中期以過程成熟模型CMM、個體軟件過程PSP和群組軟件過程TSP為標志的以過程為中心向著軟件過程技術的成熟和面向對象技術、構件技術的發展為基礎的真正軟件工業化生產的道路。軟件生產轉向以改善軟件過程為中心，是世界各國軟件產業或遲或早都要走的道路。軟件工業已經或正在經歷著"軟件過程的成熟化"，并向"軟件的工業化"漸進過渡。規范的軟件過程是軟件工業化的必要條件。

軟件過程研究的是如何將人員、技術和工具等組織起來，通過有效的管理手段，提高軟件生產的效率，保證軟件產品的質量。由此誕生了軟件過程的三個流派：CMU-SEI的CMM/PSP/TSP；ISO 9000質量標準體系；ISO/IEC 15504（SPICE）。

CMM/PSP/TSP即軟件能力成熟度模型/ 個體軟件過程/群組軟件過程，是1987年美國 Carnegie Mellon 大學軟件工程研究所(CMU/SEI)以W.S.Humphrey為首的研究組發表的研究成果"承制方軟件工程能力的評估方法"；SO 9000質量標準體系是在70年代由歐洲首先采用的，其后在美國和世界其他地區也迅速地發展起來。目前，歐洲聯合會積極促進軟件質量的制度化，提出了如下ISO9000軟件標準系列：ISO9001、ISO9000-3、ISO9004-2、ISO9004-4、ISO9002；ISO/IEC 15504（SPICE）是1991年國際標準化組織采納了一項動議，開展調查研究，按照CMU-SEI的基本思路，產生的技術報告ISO/IEC 15504--信息技術軟件過程評估

目前，學術界和工業界公認美國 Carnegie Mellon 大學軟件工程研究所(CMU/SEI) 以W.S.Humphrey為首主持研究與開發的軟件能力成熟度模型CMM是當前最好的軟件過程，已成為業界事實上的軟件過程的工業標準。

CMM的發展

1987年美國 Carnegie Mellon 大學軟件工程研究所(CMU/SEI)以W.S.Humphrey為首的研究組發表了CMM/PSP/TSP 技術，為軟件管理工程開辟了一條新的途經。

CMM框架用5個不斷進化的層次來評定軟件生產的歷史與現狀：其中初始層是混沌的過程，可重復層是經過訓練的軟件過程，定義層是標準一致的軟件過程，管理層是可預測的軟件過程，優化層是能持續改善的軟件過程。任何單位所實施的軟件過程，都可能在某一方面比較成熟，在另一方面不夠成熟，但總體上必然屬于這5個層次中的某一個層次。而在某個層次內部，也有成熟程度的區別。在CMM框架的不同層次中，需要解決帶有不同層次特征的軟件過程問題。因此，一個軟件開發單位首先需要了解自己正處于哪一個層次，然后才能夠對癥下藥地針對該層次的特殊要求解決相關問題，這樣才能收到事半功倍的軟件過程改善效果。任何軟件開發單位在致力于軟件過程改善時，只能由所處的層次向緊鄰的上一層次進化。而且在由某一成熟層次向上一更成熟層次進化時，在原有層次中的那些已經具備的能力還必須得到保持與發揚。

軟件產品質量在很大程度上取決于構筑軟件時所使用的軟件開發和維護過程的質量。軟件過程是人員密集和設計密集的作業過程：若缺乏有素訓練，就難以建立起支持實現成功是軟件過程的基礎，改進工作亦將難以取得成效。CMM描述的這個框架正是勾列出從無定規的混沌過程向訓練有素的成熟過程演進的途徑。

CMM包括兩部分"軟件能力成熟度模型"和"能力成熟度模型的關鍵慣例"。"軟件能力成熟度模型"主要是描述此模型的結構，并且給出該模型的基本構件的定義。"能力成熟度模型的關鍵慣例"詳細描述了每個"關鍵過程方面"涉及的"關鍵慣例"。這里"關鍵過程方面"是指一組相關聯的活動；每個軟件能力成熟度等級包含若干個對該成熟度等級至關重要的過程方面，它們的實施對達到該成熟度等級的目標起到保證作用。這些過程域就稱為該成熟度等級的關鍵過程域，反之有非關鍵過程域是指對達到相應軟件成熟度等級的目標不起關鍵作用。歸納為：互相關聯的若干軟件實踐活動和有關基礎設施的一個集合。而"關鍵慣例"是指使關鍵過程方面得以有效實現和制度化的作用最大的基礎設施和活動,對關鍵過程的實踐起關鍵作用的方針、規程、措施、活動以及相關基礎設施的建立。關鍵實踐一般只描述"做什么"而不強制規定"如何做"。各個關鍵慣例按每個關鍵過程方面的5個"公共特性"（對執行該過程的承諾，執行該過程的能力，該過程中要執行的活動，對該過程執行情況的度量和分析，及證實所執行的活動符合該過程）歸類，逐一詳細描述。當作到了某個關鍵過程的的全部關鍵慣例就認為實現了該關鍵過程，實現了某成熟度級及其以低級所含的全部關鍵過程就認為達到到了了該級。圖一 CMM關系描述圖
　　
上面提到了CMM把軟件開發組織的能力成熟度分為5個的等級。除了第1級外，其他每一級由幾個關鍵過程方面組成。每一個關鍵過程方面都由上述5種公共特性予以表征。CMM給每個關鍵過程了一些具體目標。按每個公共特性歸類的關鍵慣例是按該關鍵過程的具體目標選擇和確定的。如果恰當地處理了某個關鍵過程涉及的全部關鍵慣例，這個關鍵過程的各項目標就達到了，也就表明該關鍵過程實現了。這種成熟度分級的優點在于，這些級別明確而清楚地反映了過程改進活動的輕重緩急和先后順序。圖二 CMM等級模型圖

對于CMM的作用歸納兩個主要方面: 科學地評價軟件開發單位的軟件能力成熟等級; 幫助軟件開發單位進行自檢，了解自己的強項和弱項，從而不斷完善和改進單位的軟件開發過程，確保軟件質量，提高軟件開發能效率。

由于CMM并未提供有關實現CMM關鍵過程域所需的具體知識和技能，因此，美國 Carnegie Mellon 大學軟件工程研究所(CMU/SEI) 以W.S.Humphrey為首主持研究與開發了個體軟件過程PSP（Personal software process）和群組軟件過程TSP(Team Software Process)，形成CMM/PSP/TSP體系。

PSP 個體軟件過程（Personal Software Process）是由美國Carnegie Mellon大學軟件工程研究所(CMU/SEI)的Watts s. Humphrey領導開發的，于1995年它的推出，在軟件工程界引起了極大的轟動，可以說是由定向軟件工程走向定量軟件工程的一個標志。PSP是一種可用于控制、管理和改進個人工作方式的自我改善過程，是一個包括軟件開發表格、指南和規程的結構化框架。 PSP為基于個體和小型群組軟件過程的優化提供了具體而有效的途徑，例如如何制訂計劃，如何控制質量，如何與其他人相互協作等等。在軟件設計階段， PSP的著眼點在于軟件缺陷的預防，其具體辦法是強化設計結束準則，而不是設計方法的選擇。PSP保障軟件產品質量的一個重要途徑是提高設計質量。

PSP能夠說明個體軟件過程的原則；幫助軟件工程師作出準確的計劃；確定軟件工程師為改善產品質量要采取的步驟；建立度量個體軟件過程改善的基準；確定過程的改變對軟件工程師能力的影響。

TSP　群組軟件過程TSP(Team Software Process)指導項目組中的成員如何有效地規劃和管理所面臨的項目開發任務，并且告訴管理人員如何指導軟件開發隊伍。始終以最佳狀態來完成工作。TSP實施集體管理與自己管理自己相結合的原則，最終目的在于指導開發人員如何在最少的時間內，以預定的費用生產出高質量的軟件產品，所采用的方法是對群組開發過程的定義、度量和改進。

TSP致力于開發高質量的產品，建立、管理和授權項目小組，并且指導他們如何在滿足計劃費用的前提下，在承諾的期限范圍內，不斷生產并交付高質量的產品。 圖三 CMM、PSP和TSP框架圖

CMM是過程改善的第一步，它提供了評價組織的能力、識別優先改善需求和追蹤改善進展的管理方式。企業只有開始CMM改善后，才能接受需要規劃的事實，認識到質量的重要性，才能注重對員工經常進行培訓,合理分配項目人員,并且建立起有效的項目小組。然而，它實現的成功與否與組織內部有關人員的積極參加和創造性活動密不可分。

PSP能夠指導軟件工程師如何保證自己的工作質量，估計和規劃自身的工作，度量和追蹤個人的表現，管理自身的軟件過程和產品質量。經過PSP學習和實踐的正規訓練，軟件工程師們能夠在他們參與的項目工作之中充分運用PSP，從而有助于CMM目標的實現。

TSP結合了CMM的管理方法和PSP的工程技能，通過告訴軟件工程師如何將個體過程結合進小組軟件過程，并將后者與　組織進而整個管理系統相聯系；通過告訴管理層如何支持和授權項目小組，堅持高質量的工作，并且依據數據進行項　目的管理，向組織展示如何應用CMM的原則和PSP的技能去生產高質量的產品。

總之，單純實施CMM，永遠不能真正做到能力成熟度的升級，只有將實施CMM與實施PSP和TSP有機地結合起來，才能發揮最大的效力。因此，軟件過程框架應該是CMM/PSP/TSP的有機集成。

實施CMM的必要性

軟件開發的風險之所以大，是由于軟件過程能力低，其中最關鍵的問題在于軟件開發組織不能很好地管理其軟件過程，從而使一些好的開發方法和技術起不到預期的作用。而且項目的成功也是通過工作組的杰出努力，所以僅僅建立在可得到特定人員上的成功不能為全組織的生產和質量的長期提高打下基礎，必須在建立有效的軟件如管理工程實踐和管理實踐的基礎設施方面，堅持不懈地努力，才能不斷改進，才能持續地成功。

軟件質量是一模糊的、捉摸不定的概念。我們常常聽說：某某軟件好用, 某某軟件不好用；某某某軟件功能全、結構合理, 某某某軟件功能單一、操作困難……這些模模糊糊的語言不能算作是軟件質量評價，更不能算作是軟件質量科學的定量的評價。軟件質量，乃至于任何產品質量，都是一個很復雜的事物性質和行為。產品質量，包括軟件質量，是人們實踐產物的屬性和行為，是可以認識，可以科學地描述的?？梢酝ㄟ^一些方法和人類活動，來改進質量。

實施CMM是改進軟件質量的有效方法:控制軟件生產過程、提高軟件生產者組織性和軟件生產者個人能力的有效合理的方法軟件工程和很多研究領域及實際問題有關，主要相關領域和因素有：需求工程(RE：REQUIREMENTS ENGINEERING)。理論上，需求工程是應用已被證明的原理、技術和工具，幫助系統分析人員理解問題或描述產品的外在行為。軟件復用(SR：SOFTWARE REUSE)。定義為利用工程知識或方法，由一已存在的系統，來建造一新系統。這種技術，可改進軟件產品質量和生產率。還有軟件檢查、軟件計量、軟件可靠性、軟件可維修性、軟件工具評估和選擇等。

CMM與ISO 9001的比較

前面提到軟件過程的三個流派：CMU-SEI的CMM/PSP/TSP；ISO 9000質量標準體系；ISO/IEC 15504（SPICE）。這里主要比較一下CMM和ISO 9000質量標準體系中的9001的異同。

ISO 9000族國際標準是在總結了英國的國家標準基礎之上產生的，因此，歐洲通過ISO 9000認證的企業數量最多，約占全世界的一半以上。受此影響，相當多的歐洲軟件企業選擇了ISO 9001認證。

在基本原理方面，ISO 9001和CMM都十分關注軟件產品質量和過程改進。尤其是ISO 9000:2000版標準增加持續改進、質量目標的量化等方面的要求后，在基本思路上和CMM更加接近。它們之間的主要的差別是狀態上的差別。ISO 9001側重于"機構保證在設計、開發、生產、安裝及服務過程中與指定的要求一致"。而CMM側重于"支持一個機構評估及改進他們的系統的工程能力"及"指出機構選擇的模型的不足之處"。

CMM和ISO 9001闡述了一個機構應該將他們如何做的觀點寫下來，然后去做，最后檢查他們是否按照他們說的去做了。ISO 9001所關注意的是確保合格的人員所作的過程記錄是有效的，并且開發生產出滿足質量要求的產品。CMM在能力層次概念之間切開，作一件事情是第1級層次的概念，寫下所做的事情是第2級層次的概念，有一定組織水平的寫作是第三級層次的概念，等等。SE-CMM同樣衡量管理能力，如第四級層次，連續處理問題的能力，第五級層次的概念。

這兩個標準都涉及了產品的開發和產品的質量，但CMM在產品的設計和開發的細節作了較多要求，而ISO 9001在產品的開發過程和產品本身的質量細節作了較多要求。CMM 建立了系統工程能力模型第三級模型，而ISO 9001則無此內容。CMM沒有對產品存儲設備的測試作出要求，而ISO 9001則有此要求。

ISO 9001要求與質量管理體系相關的所有工作人員的經過授權并簽字的質量記錄（見條款4.1.2.1）。它還要求足夠的資源，包括提供必要的員工培訓等（見條款4.1.2.2）。第四節要求對機構的每個過程都要有記錄。這是SE-CMM第2級的基本要求。從ISO 9001的角度來看SE-CMM，至少SE-CMM的第二級及以上級別才能和ISO 9001相提并論。

由以上可以得出ISO 9001和CMM既有區別又相互聯系，兩者不可簡單的互相替代;取得ISO 9001認證并不意味著完全滿足CMM某個等級的要求 ;取得CMM第2級(或第3級)不能籠統的談可以滿足ISO 9001的要求 。 　

CMM在中國的現狀

中國生產力促進協會、北航SEI、中科院研究SEI等科研機構已于近幾年在北京、上海、廣州和深圳等地先后舉辦過多次報告會和研討會，組織過課程學習和應用實驗，開展了軟件過程方面的研究與開發工作，并發表了多篇的研究成果和學術論文，在軟件質量保障平臺支撐環境也取得了一定的成果。

近兩年來，CMM在我國獲得了各界越來越多關注，業界有過多次關于CMM的討論，2000年6月國務院頒發的《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》對中國軟件企業申請CMM認證給予了積極的支持和推動作用,第17條規定"對軟件出口型企業CMM認證費用予以適當支持。"2000年中國村電腦節上還有CMM專題論壇，吸引了眾多業內人士。鼎新、東大阿爾派、聯想、方正、金蝶、用友、浪潮、創智、華為、東大阿爾派等大型集團或企業等都從1997---2000年起批企業都在進行研究、實驗或實施預評估。其中鼎新公司從1997年著手進行CMM認證工作。1999年7月通過第三方認證機構的CMM2認證。東大阿爾派公司于2000年10月通過第三方認證機構的CMM2認證。2001年1月，聯想軟件經過英國路透集團的嚴格評估，順利通過CMM2認證。2001年6月26日，沈陽東軟軟件股份有限公司（原沈陽東大阿爾派軟件股份有限公司）正式通過了CMM3級認證，成為中國首家通過CMM3級的軟件企業。

總體上講，國內對軟件過程理論的討論與實踐正在展開，目標是使軟件的質量管理和控制達到國際先進水平，中國的軟件產業獲得可持續發展的能力。專家分析，在未來兩三年內，國內軟件業勢必將出現實施CMM的高潮。從這一趨勢看，中國的軟件企業已經開始走上標準化、規范化、國際化的發展道路，中國軟件業已經面臨一個整體突破的時代。

但是我們應該看到目前國內對軟件管理工程存在的最大問題是認識不足。管理實際上是一把手工程，需要高層管理人員的足夠重視。而且軟件過程的重大修改也必須由高層管理部門啟動，這是軟件過程改善能否進行到底的關鍵。此外，軟件過程的改善還有待于全體有關人員的積極參與。

除了要認識到過程改善工作是一把手工程這個關鍵因素外，還應認識到軟件過程成熟度的升級本身就是一個過程，且有一個生命周期。過程改善工作需要循序漸進，不能一蹴而就，需要持續改善，不能停滯不前；需要聯系實際，不能照本宣科；需要適應變革，不能凝固不變。一個有效的途徑是自頂向下的課程培訓，即從高層主管依次普及到下面的工程師。

CMM實施的思考

上面重點介紹了CMM,但是提醒注意的是，并不是實施了CMM，軟件項目的質量就能有所保障。CMM是一種資質認證，它可以證明一個軟件企業對整個軟件開發過程的控制能力。按照CMM的思想進行管理與通過CMM認證并不能劃等號。CMM認證并不僅僅是在評估軟件企業的生產能力，整個評估過程同時還在幫助企業完善已經按照CMM建立的科學工作流程，發現企業在軟件質量、生產進度以及成本控制等方面可能存在的問題，并且及時予以糾正。認證的過程是糾正企業偏差的過程，一定不能把CMM認證當作一種考試、一種文憑，而是要看成一項有利于企業今后發展的投資，借此來改變中國軟件業長久以來形成的積弊。

實施CMM對軟件企業的發展起著至關重要的作用，CMM過程本身就是對軟件企業發展歷程的一個完整而準確的描述，企業通過實施CMM，可以更好地規范軟件生產和管理流程，使企業組織規范化。企業通過CMM不是為了滿足其他公司的要求，而是為了讓企業更好地發展，為企業進一步擴大規模打下堅實的基礎。如果企業只是為了獲得一紙證書而通過CMM，那么就已經本末倒置了，對企業的長久發展反而有害。試想如果企業的態度不夠端正，即使通過CMM認證，企業又怎么能夠保證它在以后的操作過程當中繼續堅持CMM規范呢？CMM只是一個讓企業更好發展的規范，不應該成為企業炒作自己的工具，企業需要的是優化自己的管理、提高產品的質量，而非一張CMM證書。

CMM不是萬能的，它的成功與否，與一個組織內部有關人員的積極參與和創造性活動是密不可分的，而且CMM并未提供實現有關子過程域所需要的具體知識和技能。在國內要想取得過程改進成功，必須做好以下的幾點:軟件過程改進必須有高級主管的支持與委托，并積極地管理過程改進的進展;中層管理的積極支持;責任分明，過程改進小組的威望高;基層的支持與參與極端重要;利用定量的可觀察數據，盡快使過程改進成果可見，從而激勵參與者的興趣;將實施CMM與實施PSP和TSP有機地結合起來;為企業的商業利益服務，并要求同時相符的企業文化變革。

應該看到,過程改善工作必然具有一切過程所具有的固有特征，即需要循序漸進，不能一蹴而就需要持續改善，不能停滯不前；需要聯系實際，不能照本宣讀需要適應變革，不能凝固不變。將CMM／PSP／TSP引人軟件企業最有效的途徑首先要對單位主管和主要開發人員進行系統的培訓。另外一個有效的途徑是自頂向下的課程培訓，即從高層主管依次普及到下面的工程師。培訓包括最基本的軟件工程和CMM培訓知識；專業領域知識等方面的培訓；軟件過程方面的培訓。不過強調一點，我們必須根據自身的實際制定可行的方案。不深入研究就照搬別的企業的模式是很難起到提高軟件產品質量水平的真正目的的。

CMM模型劃分為5個級別，共計18個關鍵過程域，52個目標，300多個關鍵實踐。每一個CMM等級的評估周期（從準備到完成）約需12-30個月。此期間應抽調企業中有管理能力、組織能力和軟件開發能力的骨干人員,成立專門的CMM實施領導小組或專門的機構。同時設立軟件工程過程組、軟件工程組、系統工程組、系統測試組、需求管理組、軟件項目計劃組、軟件項目跟蹤與監督、軟件配置管理組、軟件質量保證組、培訓組。各個小組完成自己的任務同時協調其他小組的工作。然后制定和完善軟件過程, 按照CMM規范評估這個過程。CMM正式評估由CMU/SEI授權的主任評估師領導一個評審小組進行，評估過程包括員工培訓、問卷調查和統計、文檔審查、數據分析、與企業的高層領導討論和撰寫評估報告等，評估結束時由主任評估師簽字生效。此后最關鍵的就是根據評估結果改進軟件過程,使CMM評估對于軟件過程改進所應具有的作用得到最好的發揮。

現在國內軟件產業的發展可以說已經具有一定規模了，但除了北大方正、東大阿爾派、用友等大企業外，做軟件工程項目更多的是一些規模在數十人左右的中小企業, 目前處于CMM的初級階段，沒有基礎和經驗。也許有人會問，像這樣一些人力物力資源匱乏的企業，如何進行軟件開發項目的管理呢？我建議這些中小企業可以以CMM為框架，先從PSP做起，然后在些基礎上逐漸過渡到TSP，以保證CMM/PSP/TSP確實在企業中生根開花?？傊?，我們必須從軟件過程、過程工程的角度來看待CMM的發展，從經濟學的觀點來分析這個過程的價值。我相信在實施CMM/PSP/TSP的過程中，只要堅持改善軟件工程的管理，并在實踐中注意總結適合自身的經驗，一定能取得很好的效果。