敏捷开发方法的研究与敏捷实践

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3.0 高德中 2024-11-19 8 4 2.53MB 70 页 15积分
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摘 要
随着知识经济时代和信息时代的到来，大多企业都处在动态变化和不可预测
的市场环境中，软件行业尤为如此。在竞争全球化、市场的不确定变化、客户需
求的个性化与多样化的大环境下，敏捷开发方法能够灵活应对各种变化。敏捷开
发强调沟通、简单、反馈、勇气和尊重，其核心思想是“个体和交互胜过过程和
工具，可以工作的软件胜过面面俱到的文档，客户合作胜过合同谈判，响应变化
胜过遵循计划”。自 2001 年敏捷宣言标志着敏捷开发方法正式登上历史舞台，世
界各地许多学者和组织积极投入到敏捷开发方法的研究和实践中。至今已有众多
财富 500 强公司率先采用敏捷开发方法，如 IBM、HP、Microsoft 等，但是在国内，
采用敏捷开发方法的组织还很少。本研究希望通过敏捷开发方法的研究和敏捷实
践，能为敏捷开发方法在国内的应用和推广提供理论指导。
本研究的总体思路是对敏捷开发方法进行总结和抽象，找出可能存在的问题，
然后各个击破，实现敏捷开发方法的完善。针对这些问题，从系统科学 CAS 理论
角度，研究敏捷开发组织的复杂适应性和行为模式，希望为敏捷开发团队的沟通
及开发过程管理提供理论指导；从敏捷项目管理、敏捷项目质量管理和质量控制
三个层面，层层深入，运用成熟的微生物发酵反馈控制模型、软件过程改造观点、
6 Sigma 统计手法等管理科学方法对敏捷开发方法的过程进行分析和优化；采用支
持敏捷开发方法的技术，辅以敏捷实践，“实时”灵活地开发满足用户需求的研究
生信息管理系统，在实践过程中对遇到的问题进行解决，对敏捷开发方法理论进
行验证和升华。
本研究充分肯定了敏捷开发方法的优越性，并建立敏捷开发方法的抽象模型，
找出现行敏捷开发方法可能存在的问题，为后续研究指明方向；引入 CAS 理论对
研究敏捷开发组织的行为模式进行研究，为敏捷开发组织的沟通和过程管理提供
理论依据和指导；提出了基于 6 Sigma 的敏捷软件开发方法的 YfX 黑盒模型和白
盒模型，并进行 DMAIC 分析，实现敏捷开发方法的持续改进；针对质量控制滞后
的问题，引入生物工程领域的在线检测技术，建立了基于在线检测技术的敏捷开
发方法模型，研究控制变量、可测变量与控制目标变量三者之间的关系；本研究
还进行了敏捷实践，证明了上述研究的适用性和正确性，同时也进一步完善了理
论研究。
关键字：敏捷开发方法 质量管理 质量控制 6 Sigma 在线检测技
术 CAS 理论
ABSTRACT
Along with the arrival of knowledge economy time and information age, most of
enterprises and organizations, especially software industry are in the dynamic changes
and unpredictable market conditions. Despite of the globalization of competition,
nonstop changing of market as well as diversity of customer needs, agile software
development method could handle most changes. Many scholars and organizations pay
much attention to the research on agile software development and bring it to practice
since 2001 when it proposed. Nowadays a number of fortune 500 enterprises take
advantage of it to carry on their operations, such as IBM、
HP、
Microsoft, however, very
few domestic organizations use it. This research hopes to provide some theoretical
guiding and evidence for the interior spreading of the agile software development
method.
In view of the particular historical period of the final tsunami and the special
mission of agile software development method, the aim of this research is to study and
improve agile development methods to make it feasible to handle various changes and
meet customer's needs, and then survive and develop in an uncertain, complex, and
highly competitive environment. The agile software development method is firstly
introduced, then some problems are pointed out and resolved. After that, this research
analyze the agile software development process and improve it from the three
perspectives of agile project management, quality management and quality control,
using microbial fermentation on-line detection and feedback model, software
development process improvement, 6 Sigma etc. management science method. It also
makes an analysis of the behavior of agile software development organization based on
CAS theory. This research includes an agile practice based on the theory and models in
this paper and develops a management information system using agile software
development method.
This research affirms the superiority of agile software development method,
establishes its abstract model, and indentifies possible problems which will be resolved
in the following. To provide a theory reference for the operation of the agile software
development organization, this research analyses its behavior based on CAS theory. 6
Sigma is applied to agile software development method for quality management, and
YfX black-box model, white-box model and mathematical model based on 6 Sigma are
established. For quality control, model of agile software development method based on
on-line detection and feedback control technology is established too. At last, agile
practice verifies the correctness and applicability of this study.
Key Words: Agile software development method, quality management,
quality control, 6 Sigma, online detection，CAS theory
目录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论..................................................................................................................... 1
§1.1 选题背景和意义.................................................................................................1
§1.1.1 研究背景....................................................................................................1
§1.1.2 研究意义....................................................................................................2
§1.2 国内外研究现状................................................................................................ 3
§1.3 本论文的主要内容和创新点............................................................................ 6
§1.3.1 研究主要内容............................................................................................6
§1.3.2 研究思路....................................................................................................7
§1.3.3 创新点........................................................................................................8
第二章 敏捷开发方法的抽象与审视........................................................................... 10
§2.1 敏捷开发方法简介.......................................................................................... 10
§2.1.1 敏捷宣言与敏捷开发方法原则...............................................................10
§2.1.2 敏捷开发方法的过程概述......................................................................11
§2.2 敏捷开发方法与传统开发方法的比较.......................................................... 14
§2.3 敏捷开发方法的抽象...................................................................................... 16
§2.4 敏捷开发方法的审视...................................................................................... 17
§2.4.1 问题一：开发过程缺乏有效沟通..........................................................17
§2.4.2 问题二：全过程缺乏有效质量控制......................................................18
§2.4.3 问题三：质量管理不够标准化..............................................................18
§2.4.4 问题四：存在控制滞后问题..................................................................18
§2.4.5 问题五：本地化任务艰巨......................................................................19
§2.5 本章小结.......................................................................................................... 19
第三章 敏捷开发组织的复杂适应性及行为模式研究............................................... 21
§3.1 复杂适应系统的基本内涵.............................................................................. 21
§3.2 基于 CAS 理论的敏捷开发组织分析.............................................................. 22
§3.2.1 敏捷开发组织的适应性..........................................................................22
§3.2.2 敏捷开发组织的双层 CAS 特性分析......................................................22
§3.3 基于 CAS 理论的敏捷开发组织的行为模式研究.......................................... 24
§3.3.1 敏捷开发组织的回声模型......................................................................25
§3.3.2 敏捷开发组织的刺激-反应模型............................................................26
§3.4 本章小结.......................................................................................................... 27
第四章 敏捷开发方法的质量管理研究....................................................................... 28
§4.1 敏捷项目质量管理的提出.............................................................................. 28
§4.1.1 软件项目管理简......................................................................................29
§4.1.2 基于项目管理的敏捷开发方法--敏捷项目管理..................................30
§4.2 影响敏捷项目质量管理的关键问题.............................................................. 33
§4.3 敏捷开发方法的质量管理研究...................................................................... 33
§4.3.1 软件质量管理..........................................................................................34
§4.3.2 6 Sigma 管理的应用...............................................................................36
§4.3.3 基于 6 Sigma 的敏捷开发方法模型......................................................38
§4.4 本章小结.......................................................................................................... 42
第五章 敏捷开发方法的质量控制研究....................................................................... 43
§5.1 敏捷开发方法的软件过程存在控制滞后性问题.......................................... 43
§5.2 软件过程概述.................................................................................................. 44
§5.3 微生物发酵过程检测与控制.......................................................................... 44
§5.4 基于在线检测技术的敏捷开发方法模型研究.............................................. 46
§5.5 本章小结.......................................................................................................... 49
第六章 敏捷实践—上海某高校研究生 MIS 敏捷开发............................................... 51
§6.1 需求变更分析.................................................................................................. 51
§6.1.1 用户量的激增与数据库的扩大..............................................................51
§6.1.2 二级管理模式及工作流程的导入..........................................................52
§6.2 传统软件开发方法下的管理信息系统的不足.............................................. 53
§6.3 敏捷开发方法下的研究生管理信息系统...................................................... 54
§6.4 上海某高校研究生管理信息系统的敏捷开发过程...................................... 56
§6.4.1 敏捷开发过程的本地化与内部开发......................................................56
§6.4.2 敏捷开发过程的 6 Sigma 过程..............................................................56
§6.4.3 敏捷开发过程的在线检测与控制过程..................................................57
§6.5 本章小结........................................................................................................ 58
第七章 总结与展望....................................................................................................... 60
§7.1 全文总结.......................................................................................................... 60
§7.2 研究展望.......................................................................................................... 60
参考文献......................................................................................................................... 62
在读期间发表论文和承担科研项目及取得成果......................................................... 65
致谢................................................................................................................................. 66
第一章 绪论
1
第一章 绪论
§1.1 选题背景和意义
§1.1.1 研究背景
随着计算机技术的普及与发展，软件取代了繁杂迟缓的人力劳动，成为信息
处理、知识管理以及个体或组织快速交互的充分必要条件，是现代生活中不可或
缺的工具和手段。世界各地的软件开发者都在积极探索和完善能更快捷地满足用
户需求的开发方法，从结构化方法、面向数据结构方法、问题分析法、面向对象
法到可视化开发方法，从传统的瀑布模型、快速原型模型、增量模型、螺旋模型
到演化模型等，均是软件业在不同的需求阶段与技术发展阶段的里程碑式成果。
但是科学技术日新月异、经济环境瞬息万变，曾经的法宝在现今已经不能发挥其
强大功能，敏捷开发方法应运而生。
传统的软件开发方法可能因不能满足变化的需求而导致项目的损失甚至失
败，而敏捷软件开发方法恰好弥补传统开发方法在对变化响应迟钝的不足。由于
现今的计算机和网络技术的快速发展，信息的交流和处理速度使软件用户需求的
变化难以预计，软件项目40%-60%的问题都可能由没有充分预测需求的变更而导
致。由于静态的既定设计跟不上动态的需求变化，往往造成较大的开发风险以及
较高的维护成本；因为测试和集成都被认为是对开发阶段的辅助或收尾，通常晚
于开发阶段开始，这样的非实时监控的过程易导致开发工作的反复性和复杂化；
此外，由于传统的软件工程方法往往到流程中期才开始编程，之前的“成果”均以文
档的形式保存，而文档与系统的更新又很难做到同步，这就引发软件开发过程的
腐化，导致软件的僵化性、脆弱性。因此，如果一味固守前人的软件开发成果而
未考虑新环境的复杂度和需求变化，也许会在开发的最后一刻发生前期工作的全
盘崩溃。敏捷开发因其特有的过程，敏感察觉需求的变化，快速响应变化的需求，
使开发在高度复杂的环境下游刃有余。
近年来，始料未及的金融海啸波及全世界，需求的变化更加难以预测。在人
力财力等资源的约束条件下，软件开发组织要保证可持续的发展必须更加重视软
件项目的效益——低风险、高产出。在此特定的历史阶段，敏捷开发方法应当被
更多软件开发组织采用和研究；此阶段也是敏捷开发方法得到大力发展的契机。
尽管敏捷开发方法被提出，但是并不被多数组织采用，尤其在软件市场潜力
无限的国内，尝试敏捷开发的团队极少，仅有IBM、Google、Yahoo、Microsoft、
SUN 等外资公司以及腾讯等国内较前沿的公司使用。究其原因，其一，观念上尚
摘要：

摘要随着知识经济时代和信息时代的到来，大多企业都处在动态变化和不可预测的市场环境中，软件行业尤为如此。在竞争全球化、市场的不确定变化、客户需求的个性化与多样化的大环境下，敏捷开发方法能够灵活应对各种变化。敏捷开发强调沟通、简单、反馈、勇气和尊重，其核心思想是“个体和交互胜过过程和工具，可以工作的软件胜过面面俱到的文档，客户合作胜过合同谈判，响应变化胜过遵循计划”。自2001年敏捷宣言标志着敏捷开发方法正式登上历史舞台，世界各地许多学者和组织积极投入到敏捷开发方法的研究和实践中。至今已有众多财富500强公司率先采用敏捷开发方法，如IBM、HP、Microsoft等，但是在国内，采用敏捷开发方法的...

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