企业质量管理体系度量系统的应用研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 5 4 2.53MB 95 页 15积分
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I
摘 要
质量管理的重要性已被国内外众多企业所认同，那么如何来度量质量，尤其
是在小型软件企业中度量质量？本文将对此课题进行研究，目的是构建适用于小
型软件企业的质量管理体系度量系统并验证其可行性。
本文首先介绍质量管理理论的发展和全面质量管理理论，对比了 ISO 9001 标
准和流行于软件行业的 CMM/CMMI（软件能力成熟度模型），并分析了质量管理
中的工具、技术、方法，软件质量度量的发展和研究现状。
在对 CMM/CMMI 和ISO 9001 对度量系统的要求做深入分析的基础上，本文
构建了一种目标驱动的质量管理体系度量系统模型（OMM, Object-Oriented
Measurement Model），设计并实现了支持模型运行的度量工具。OMM 模型遵循了
PDCA 闭环管理原则，可综合运用 GQM（Goal Question Metric），头脑风暴等管理
方法。通过在 A公司多个项目历时一年半的应用，OMM 模型被证明能有效衡量
质量管理体系的实施质量，可为企业预测质量、控制质量和改进质量提供决策支
持。
最后，本文分析了 OMM 模型对标准的符合性，阐述了 OMM 模型在 A公司
的应用效果和改进范例，并提出了该模型的应用要点。
OMM 模型的目的并不仅仅是为了满足国际和国家标准，其主要目的是为了帮
助企业有效解决质量度量问题。因此，该过程模型可以适用于各类小型软件企业，
并不局限于那些希望通过或者已经通过 CMM/CMMI 和ISO 9001 审核的公司。
本文作者希望通过对本课题的研究，为国内小型软件企业的质量管理和质量
度量的实践和研究提供借鉴作用。
关键词：质量管理 质量度量 OMM 小型软件企业 ISO9001
II
ABSTRACT
This paper will design a quality management system(QMS) measurement system
and validate it. Measurement system will collect and analyse metrics of schedule, effort,
cost, scope, etc, and compare it with benchmark. It can be used to evaluate quality of
projects and the QMS, and support quality management.
This paper analyzes the quality management theory, introduces total quality
management theory, ISO 9001 and CMM/CMMI which is popular in the software
industry. Also, the metric requirement of software process quality is introduced. Based
on these advanced technologies and experience, this paper proposes OMM
(Object-Oriented Measurement Model) to measure quality management system, with a
tool developed by EXECL. This model fits the requirement of CMM3 and CMMI3, fits
the data analysis requirement of ISO 9001, follows the PDCA cycle, and can be applied
to a variety of small software companies or small projects.
The OMM was applied in several projects in company A for about half and a year,
it was proved that the OMM can effectively measure the quality of QMS, can be used to
support project control, accumulate of the project benchmark data to predict the success
or failure of the project. In view of the model application process, this paper also
describes a few key points of application of this model.
Meanwhile, the research results can also be applied to other projects, which have
the inadequate resources of small company. Also, it provides reference value of research
and case studies for the enterprise quality management and measurement.
Key Word：Quality Mangement, QMS Measurement,
OMM, Small Software Company, ISO9001
III
目 录
摘 要 ............................................................................................................................... I
ABSTRACT ....................................................................................................................II
第一章 绪 论 ...................................................................................................................1
§1.1. 研究背景..........................................................................................................1
§1.2. 研究内容和研究方法......................................................................................3
第二章 理论综述和分析 ................................................................................................ 7
§2.1. 国内外质量管理理论综述..............................................................................7
§2.1.1. 质量管理的发展....................................................................................7
§2.1.2. 全面质量管理及其发展........................................................................8
§2.2. 质量管理体系标准........................................................................................10
§2.2.1. ISO 9001 质量管理体系标准.............................................................. 11
§2.2.2. CMM/CMMI（软件能力成熟度模型） .............................................12
§2.2.3. ISO 9001 和CMM/CMMI 的比较 ...................................................... 15
§2.3. 软件质量管理工具、技术和方法................................................................17
§2.4. 质量管理体系度量的发展和研究现状........................................................20
第三章 构建质量管理体系度量系统模型 .................................................................. 24
§3.1. 质量管理体系度量系统需求分析................................................................24
§3.1.1. 构建适用于小型软件企业的质量管理体系度量系统的指导原则..24
§3.1.2. ISO 9001 对度量的要求...................................................................... 25
§3.1.3. CMM3/CMMI3 对度量的要求 ............................................................26
§3.2. 目标驱动的度量系统模型............................................................................28
§3.2.1. 度量策划..............................................................................................30
§3.2.2. 度量目的和干系人分析......................................................................30
§3.2.3. 常用度量目标......................................................................................31
§3.2.4. 度量元设计..........................................................................................33
§3.2.5. 度量工作计划......................................................................................36
§3.2.6. 度量实施..............................................................................................37
§3.2.7. 数据收集计划......................................................................................38
§3.2.8. 度量报告..............................................................................................39
§3.2.9. 度量应用..............................................................................................39
§3.3. 质量管理体系度量工具设计........................................................................40
§3.3.1. 质量管理体系度量工具系统架构......................................................40
§3.3.2. 质量管理体系度量工具设计过程......................................................41
§3.3.3. 基础数据收集......................................................................................43
§3.3.4. 项目工作量分析表..............................................................................45
§3.3.5. 项目各阶段数据分析表......................................................................47
§3.3.6. 评审数据分析表..................................................................................49
§3.3.7. 测试数据分析表..................................................................................51
§3.3.8. 度量统计报告表..................................................................................52
第四章 质量管理体系度量系统在 A公司的应用 ..................................................... 54
§4.1. 公司战略分析................................................................................................54
IV
§4.1.1. 公司概况..............................................................................................54
§4.1.2. 公司外部环境分析..............................................................................54
§4.1.3. 公司产品优势分析..............................................................................55
§4.1.4. 公司技术优势分析..............................................................................56
§4.1.5. 公司面临的挑战..................................................................................56
§4.1.6. 公司战略选择......................................................................................57
§4.2. 立项阶段........................................................................................................58
§4.2.1. 项目基本信息......................................................................................58
§4.2.2. 立项依据..............................................................................................59
§4.2.3. 项目基础..............................................................................................59
§4.3. 策划阶段........................................................................................................60
§4.3.1. 项目指标和目标..................................................................................60
§4.3.2. 项目计划..............................................................................................63
§4.3.3. 度量工具选择......................................................................................63
§4.4. 基础数据收集................................................................................................63
§4.4.1. 数据收集..............................................................................................63
§4.4.2. 数据收集范例......................................................................................64
§4.4.3. 基础数据收集中遇到的问题及分析..................................................66
§4.5. 各阶段数据分析表........................................................................................66
§4.5.1. 工作量分析..........................................................................................66
§4.5.2. 工作产品分析......................................................................................67
§4.6. 项目工作量表................................................................................................68
§4.7. 测试数据分析................................................................................................68
§4.8. 项目总结的数据分析....................................................................................69
§4.8.1. 项目总结分析数据定义......................................................................69
§4.8.2. 工作量分析..........................................................................................70
第五章 质量管理体系度量系统应用分析 .................................................................. 71
§5.1. OMM 度量系统模型的评价..........................................................................71
§5.1.1. OMM 对CMMI3 的符合性评价 ........................................................ 71
§5.1.2. OMM 的PDCA 分析 ...........................................................................74
§5.2. A 公司质量管理体系度量系统应用效果分析 .............................................75
§5.2.1. 评价质量..............................................................................................75
§5.2.2. 预测和控制质量..................................................................................75
§5.2.3. 改进质量..............................................................................................76
§5.3. 质量管理体系度量系统改进分析................................................................78
§5.3.1. 文档缺陷率相关度量改进..................................................................78
§5.4. 质量管理体系度量系统应用要点分析........................................................80
第六章 总结与展望...................................................................................................... 82
术语和缩略语 ................................................................................................................ 84
参考文献 .........................................................................................................................86
V
附图目录
图 1- 1 以过程为基础的质量管理体系模式........................................................2
图 1- 2 论文结构图................................................................................................4
图 2- 1 软件成熟度模型......................................................................................12
图 2- 2 CMM 基本结构图 ...................................................................................13
图 2- 3 PDCA 循环基本模型图 ..........................................................................17
图 2- 4 PDCA 循环特点示意图 ..........................................................................18
图 2- 5 因果图......................................................................................................19
图 2- 6 GQM 三层模型 ....................................................................................... 19
图 2- 7 软件过程度量过程模型..........................................................................22
图 3- 1 OMM 度量系统模型图...........................................................................29
图 3- 2 度量策划过程图......................................................................................30
图 3- 3 度量实施流程图......................................................................................37
图 3- 4 度量工具系统架构图..............................................................................40
图 3- 5 度量工具设计流程图..............................................................................41
图 3- 6 某项目周工作量分析图..........................................................................46
图 3- 7 某项目不同类型工作量对比图..............................................................47
图 4- 1 2006-2009 年各月电信主营业务收入比较........................................... 55
图 4- 2 评审执行不力的原因分析图..................................................................62
图 4- 3 C项目阶段工作量分析图 ......................................................................67
图 4- 4 C项目周工作量分析图 ..........................................................................68
图 5- 1 OMM 模型的 PDCA 分析图 ..................................................................74
图 5- 2 估算方法改进演示图..............................................................................77
图 5- 3 缺陷率分布饼图......................................................................................80
VI
表格目录
表 2- 1 CMM 和CMMI 的过程域表...................................................................14
表 3- 1 度量目标一览表 .......................................................................................32
表 3- 2 GQM 实例表 ............................................................................................ 33
表 3- 3 常用度量一览表 .......................................................................................34
表 3- 4 度量计划范例 ...........................................................................................37
表 3- 5 数据采集计划范例 ...................................................................................38
表 3- 6 有关评审的度量目标 ...............................................................................42
表 3- 7 评审的度量数据 .......................................................................................42
表 3- 8 度量评审需采集的数据 ...........................................................................42
表 3- 9 评审数据分析表初稿 ...............................................................................42
表 3- 10 计划数据采集表 .....................................................................................43
表 3- 11 工时数据采集表 .....................................................................................44
表 3- 12 个人工作日志表 .....................................................................................45
表 3- 13 工作量分析表 1 ......................................................................................45
表 3- 14 阶段进度跟踪表 .....................................................................................47
表 3- 15 阶段工作量分析表 .................................................................................48
表 3- 16 阶段工作产品规模分析表 .....................................................................48
表 3- 17 阶段工作产品效率分析表 .....................................................................49
表 3- 18 评审数据分析表 .....................................................................................50
表 3- 19 代码走查数据分析表 .............................................................................50
表 3- 20 评审分析目标定义 .................................................................................51
表 3- 21 缺陷数据表 .............................................................................................51
表 3- 22 度量统计报告表 .....................................................................................52
表 4- 1 项目团队成员表 .......................................................................................58
表 4- 2 A公司度量目标表 ...................................................................................60
表 4- 3 度量工具关键性能指标表 .......................................................................61
表 4- 4 评审和测试的分析需求表 .......................................................................62
表 4- 5 项目计划表 ...............................................................................................63
表 4- 6 C项目数据采集表 1 ................................................................................64
表 4- 7 C项目数据采集表 2 ................................................................................64
表 4- 8 C项目数据采集表 3 ................................................................................65
表 4- 9 C项目各阶段工作产品规模分析表 .......................................................67
表 4- 10 测试数据分析定义表 .............................................................................69
表 4- 11 C项目测试分析表 .................................................................................69
表 4- 12 项目总结分析目标定义表 .....................................................................69
表 4- 13 C项目工作量总结表 .............................................................................70
表 5- 1 CMMI 模型评估结论定义表 .................................................................. 71
表 5- 2 OMM 模型的专家评估表 ........................................................................72
表 5- 3 OMM 模型专家评估的 Kappa 分析表 ....................................................73
表 5- 4 OMM 对CMMI3 的符合性分析表 ........................................................ 73
表 5- 5 项目考核标准表 .......................................................................................75
VII
表 5- 6 某项目成员各类型活动投入工作量分析表 ...........................................76
表 5- 7 缺陷分类表 ...............................................................................................79
表 5- 8 缺陷数量收集表 .......................................................................................79
表 5- 9 缺陷率分析表 ...........................................................................................80
错误！未定义样式。错误！未定义样式。
1
第一章 绪 论
§1.1. 研究背景
“质量是企业立足的根本”，“质量是企业长久发展的基石”等观点都从不同
角度道出了质量控制与管理的重要性，以质量取胜已被国内外众多的企业所认同。
那么，如何来衡量质量？为什么同样是事故，导致上百人丧生的飞机失事被
描述为一个意外，而丰田的“刹车门”事件却有愈演愈烈之势？“质量度量”之
所以在质量管理中得到越来越多的重视，就在于其能够提供一种客观的视角来关
注“质量”。
质量：ISO 9001 标准的定义是一组固有特性满足要求的程度[1]。
质量管理体系：质量管理体系（Quality Management System,QMS）是企业为
了实现质量管理的方针目标，有效地开展各项质量管理活动而制订的在质量方面
指挥和控制组织的管理体系[1]。ISO 9000 族标准要求企业在建立、实施质量管理
体系时应采用过程方法，应确定企业质量管理活动所需过程并确保过程能够有效
运行[2]。本文研究的质量管理体系是指遵循 ISO 9001 和CMM/CMMI（软件能力
成熟度模型）标准建立的以过程为基础的质量管理体系。
过程和产品[1]：使用资源将输入转化为输出的任何一项或一组活动均可视为
一个过程。产品是过程的输出，包括有形的实物产品和无形的服务产品。
产品质量和过程质量：产品质量是产品所具有的特征和特性的总和，体现产
品满足顾客要求的程度。质量管理的目标是让最终客户对产品质量满意。全面质
量管理理论强调质量管理应该从过程质量入手，只有提高了输出产品的过程的质
量，才能保证产品质量，实现客户满意。
ISO 9000 族标准中定义的以过程为基础的质量管理体系模式[1]如下页图 1-1。
度量[3]：在很多文献中，“度量”在不同场合不同语境下有不同的含义。
1）Measure 度量（名词）指产品或过程的属性和特征的数值或类别；
2）Measure 度量（动词）是获取产品或过程的度量（名词）的动作；
3）Measurement 度量（名词），也称测量、度量过程，是按照一定的尺度给
产品或过程赋予度量（Meaure，名词）属性的过程；
4）Metric 度量，也称度量元，是经过定义的测量方法和测量尺度，在很多文
献中和度量指示器（Indicator）交叉出现，泛指任何一个产品或过程的属性的量
化表现；
5）Indicator 度量，度量指示器，是一个或多个度量的集合，反映一个产品或
企业质量管理体系度量系统的应用研究
2
过程的某个方面特征的反映。
本文中，根据上下文能够准确获知“度量”一词含义时，统一用“度量”，
在需要强调“度量”的准确含义时，则用“测量”“度量元”“度量过程”“度量指
示器”来表示。
图释
增值活动
信息流
图 1- 1 以过程为基础的质量管理体系模式
质量管理体系度量：参照文献[3]中对“软件过程度量”的定义，本文将质量
管理体系度量定义为：对质量管理体系的运行质量进行度量的方法、活动和结果
的集合。度量系统通过收集和分析企业项目的计划、工期、工作量、成本、范围、
缺陷等数据，并参考业界和本企业的标杆数据，对研发项目的实施质量进行评估，
进而对企业实施的质量管理体系进行评价。
本文的课题来源于作者所任职的 A公司。公司成立于 2002 年，是行业内的
起步者，公司领导非常重视产品质量，在成立之初，就把“高质”作为企业的核
心价值观之一，并建立了公司质量管理体系。2004 年政府设立专项资金资助企业
通过 CMM/CMMI（软件能力成熟度模型）审核，因此，公司对原有质量管理体
系进行改进，于 2005 年6月获得了 CMM3 级认证证书。在此期间，由于客户的
要求，公司又根据 ISO 9001 标准对质量管理体系进行调整，于 2005 年3月通过
了ISO 9001:2000 的质量体系认证。
错误！未定义样式。错误！未定义样式。
3
随着公司的发展，将 ISO 9001 和CMM 体系融合来建立精简的公司质量管理
体系，成为公司质量管理工作的重心。其中，建立既能够符合 ISO 9001 和
CMM/CMMI 两种体系要求又能够适合公司实际情况的度量系统又是此项工作的
重点之一。公司质量部经过分析发现公司质量管理体系在建立之初，主要目的是
用于公司产品的设计、开发和生产的过程控制，而对质量度量重视不够。导致目
前公司必须面对的问题是：
1）统计过程控制（SPC）及相关工具是传统行业的度量选择，公司是否可以
直接应用？
2）成熟的质量管理体系度量系统和方案价格不菲,购买度量系统就增加了公
司的质量成本，这对公司是否是必须的？这些度量系统使用的模型是否适合小公
司的需求？度量工具在小公司是否能够推广？
3）适用于小型软件企业的度量技术有哪些？应用这些度量技术是否需要和
特定的质量管理体系配套使用？公司如果选择应用这些技术的度量系统，是否意
味着必须放弃公司现有的管理体系？是否有一种系统可以适用于公司的现有体
系？
4）ISO 9001 质量管理体系和 CMM 体系并行，虽有互相补充，同时也存在
着冲突，主要体现在 CMM 主要关注软件开发过程，而 ISO 9001 则关注企业的生
产、采购、开发、销售、服务全过程。他们两者更深入的区别和联系是什么？如
何选择一种度量系统来兼顾两者的需求？
通过了解，业界同时符合 ISO 9001 和CMM/CMMI 两者要求，又能够符合小
型软件企业使用的度量系统几近空白，而面临以上问题的公司却不仅仅局限于 A
公司。鉴于此，作者将对此课题进行研究，以构建适合于小型软件公司的度量系
统，并验证其可行性。
该度量系统应该满足国际和国家标准，还应该具备实用性，对资源的要求要
尽量的少，能够有工具支持，可用性高，易于推广，可帮助小型企业有效解决度
量问题。
§1.2. 研究内容和研究方法
本文研究目的是构建适用于小型软件企业的度量系统并验证其可行性。度量
系统是指通过收集和分析企业项目的计划、工期、工作量、成本、范围、评审、
测试、缺陷、不合格项等数据，参考业界和本企业的标杆数据，对研发项目的实
施质量进行评估，进而对企业实施的质量管理体系进行评价的一种方法。
摘要：

I摘要质量管理的重要性已被国内外众多企业所认同，那么如何来度量质量，尤其是在小型软件企业中度量质量？本文将对此课题进行研究，目的是构建适用于小型软件企业的质量管理体系度量系统并验证其可行性。本文首先介绍质量管理理论的发展和全面质量管理理论，对比了ISO9001标准和流行于软件行业的CMM/CMMI（软件能力成熟度模型），并分析了质量管理中的工具、技术、方法，软件质量度量的发展和研究现状。在对CMM/CMMI和ISO9001对度量系统的要求做深入分析的基础上，本文构建了一种目标驱动的质量管理体系度量系统模型（OMM,Object-OrientedMeasurementModel），设计并实现了支...

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