基于过程建模与仿真技术的过程优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种过程优化方法，具体地说，是设及一种基于相关过程模型的建立， 通过仿真技术优化过程的方法。
【背景技术】
[0002] 软件企业向高成熟度进化的过程中，过程改进的侧重点从建立组织的标准过程、 进行基本的项目管理和工程管理逐步向理解和稳定过程性能、定量项目管理和过程优化的 方向转移。然而，软件企业在高成熟度过程改进的实践中常常会遇到概念和实施方法等方 面的困惑。一方面，越来越多的企业采用CMMlKapability Ma1:u;rity Model Integration, 能力成熟度模型集成)指导企业的过程改进，另一方面，作为一种过程改进框架，CMMI只定 义了为达到各个能力成熟度等级需要满足的目标W及建议执行的有效实践，然而没有具体 说明如何在不同的软件组织中进行具体实施，运导致软件组织在高成熟度的相关概念和实 践上常常不能得到一致的理解。因此，与高成熟度相关的过程性能构建和应用等技术的研 究上还存在较为薄弱的环节。可见，过程的优化及其相关方法研究有着重大的现实意义。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种基于过程建模与仿真技术的过程优化方法，该方法为 软件企业进行过程改进提供了过程模型建立和仿真的方法。使软件企业可W在自身的历史 数据的基础上建立过程模型，在真实的执行过程之前，通过仿真在大量组合中寻求优化，能 够在过程改进中提高资源的利用率。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用了 W下技术方案：
[0005] 基于过程建模与仿真技术的过程优化方法，包括如下步骤：
[0006] A.通过组合项目已定义过程建立过程模型；
[0007] B.基于历史度量数据建立项目级和组织级过程资源模型；
[000引C.W组织级过程资源模型为基础生成与工期和工作量相关的过程性能基线和过 程性能模型；
[0009] D.根据过程性能基线在工具中定义过程变量和设置变量的默认范围，根据过程性 能模型的公式在工具中设定相应的公式；
[0010] E.在过程模型的仿真执行中排除过程中存在的瓶颈；
[0011] F.建立过程优化准则；
[0012] G.对过程模型进行仿真，在过程的模拟执行中进行一组与工期、工作量和质量相 关的参数的传递，并根据过程模拟执行的当前状态和参数之间的关联关系获得动态的执行 结果，根据动态执行结果和所建立的过程优化准则选择不同的优化方案。
[0013] 所述的基于过程建模与仿真技术的过程优化方法中，所述步骤B中，
[0014] 过程资源模型为：
[0015] 1)生命周期某阶段花费的时间与项目总周期的比例；
[0016] 2)生命周期某阶段花费的工作量与项目总工作量的比例；
[0017] 3)生命周期某阶段某种任务类型花费的工作量与该阶段总工作量的比例；
[0018] 项目级过程资源模型的建立方法为：
[0026] 其中：η为项目生命周期阶段总数;m为项目中任务类型总数;Rpwect为项目级资源 模型;RTime为生命周期某阶段花费的时间与项目总周期的比例;REffDrt为生命周期某阶段花 费的工作量与项目总工作量的比例;RTyps为生命周期某阶段某种任务类型花费的工作量与 该阶段总工作量的比例;TiBegin为生命周期阶段i的开始时间；TiEnd为生命周期阶段i的结束 时间；El功生命周期阶段冲在任务类型j上花费的工作量;mmei为生命周期阶段i花费的 时间与项目总周期的比例；rEfforti为生命周期阶段i中花费的工作量与项目总工作量的比 例;rTypeリ为生命周期阶段i中在任务类型j上花费的工作量与该阶段i总工作量的比例；
[0027] 组织级过程资源模型的建立方法为：
[0037] 其中：η为项目生命周期阶段总数;m为项目中任务类型总数;p为样本容量，即同一 类型项目中项目的总数;Rorg为组织级资源模型；（TiEnd-TiBegin)功项目帥生命周期阶段i花 费的时间;Eijk为项目帥生命周期阶段i中在任务类型j上花费的工作量;mmeik为项刖中 生命周期阶段i花费的时间与项目总周期的比例;rEffnrtik为项目k中生命周期阶段i中花费 的工作量与项目总工作量的比例;rTypei化为项刖中生命周期阶段i中在任务类型j上花费 的工作量与该阶段i总工作量的比例。
[0038] 所述的基于过程建模与仿真技术的过程优化方法，所述步骤C中，与工期相关的过 程性能基线为：
[0039] 阶段工期比例基线均值=组织级过程资源模型中的rnnsi ;
[0040]
[0041] 阶段i工期比例基线上限=阶段i工期比例基线均值+3倍工期标准差；
[0042] 阶段i工期比例基线下限==阶段i工期比例基线均值-3倍工期标准差；
[0043] 与工作量相关的过程性能基线为：
[0044] 阶段;·王作量比例基线均值=组织级过程资源模型中的;
[0045]
[0046] 阶段i工作量比例基线上限=阶段i工作量比例基线均值+3倍工作量标准差；
[0047] 阶段i工作量比例基线下限=阶段i工作量比例基线均值-3倍工作量标准差。
[0048] 4、根据权利要求1的基于过程建模与仿真技术的过程优化方法，其特征在于，所述 步骤D中，根据过程性能基线在工具中定义过程变量和设置变量的默认范围，根据过程性能 模型的公式在工具中设定相应的公式，过程性能模型的公式定义为：
[0049] 1)总工期=Σ当前阶段之前各阶段的实际工期+Σ目标总工期*当前阶段之后各 阶段(包括当前阶段)的工期比例基线均值；
[0050] 2)总工作量=Σ当前阶段之前各阶段的实际工作量+Σ目标总工作量*当前阶段 之后各阶段(包括当前阶段)的工作量比例基线均值；
[0051] 所述步骤F中，过程优化准则包括：
[0052] 1)准则1(成本优先）：选择成本最小的前m个过程；
[0053] 2)准则2(进度优先）：选择进度最短的前m个过程；
[0054] 3)准则3(质量优先）：选择质量最优的前m个过程；
[0055] 4)准则4(综合考评）：为Ξ个目标设定权值，按加权算法，选择加权最优的前m个过 程；
[0056] 5)准则5(客户目标）：选择同时满足客户需求的前Ξ个优化准则的过程。
[0057] 本发明提出了基于过程建模与仿真技术的过程优化方法。企业W自己的历史数据 为基础建立过程资源模型。本发明提出了在资源模型的基础上生成过程性能基线与过程性 能模型的方法作为优化的基础，然后通过过程模型仿真进行优化。由于复杂过程存在反馈 路径、概率执行路径，所W瓶颈的排除必须使用仿真技术。除此之外，在真实的执行过程之 前，通过仿真在大量组合中寻求优化，能够有效降低过程优化的成本。
[0058] 本发明的优点是:本发明使用软件企业自身的历史数据建立模型，使得所建立的 模型符合软件企业的特征;本发明中提出的项目级和组织级过程资源模型的建立方法可W 通过简单的数据收集和计算获得对工期和工作量分布的直观展示;本发明提出的由资源模 型自动转换并生成过程性能基线和模型的方法比手工收集数据、建立过程性能基线和模型 的方法降低了工作的复杂程度和工作量投入；由于有一些被优化的过程为复杂的过程，复 杂过程存在反馈路径和概率执行路径，所W只通过直观的过程建模无法排除过程瓶颈，本 发明采用的仿真技术可W有效的发现运些过程瓶颈，包括通过仿真结果发现过程中的不可 达节点、死锁和死循环。除此之外，通过在真实的执行过程之前，对过程进行大量的仿真执 行，可W获得大量的过程组合，应用本发明提出的优化准则，能够通过工具自动地筛选出过 程组合中的较优组合，从而寻求优化，比软件企业通过试点的方法真实的执行过程优化过 程，降低了过程改进的成本，提高资源的利用率。
【附图说明】
[0059] 图1是本发明过程优化方法的实现流程图；
[0060] 图2是项目已定义过程的一个实例；
[0061] 图3是W确定后的项目已定义过程为基础建立的过程模型的一个实例，该实例中 存在反馈路径和概率执行路径；
[0062] 图4是活动中的变量与公式设置；
[0063] 图5是存在反馈路径和概率执行路径过程的仿真结果；
[0064] 图6是存在死锁过程的一个实例；
[0065] 图7是存在死锁过程的仿真结果；
[0066] 图8是仿真结果的一个实例；
[0067] 图9是所设置的优化准则；
[0068] 图10是筛选后的仿真结果。
【具体实施方式】
[0069] 下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
[0070] 本发明的过程模型的建立和优化是通过企事业过程建模系统EPMS化nterprise Process Modeling System)创建的。EPMS由过程模型建造环境PMBE(P;rocess Model Building Envi