试论系统集成的质量保证
一、前言
1. 我国各行业系统集成正蓬勃兴起 随着计算机应用的推广普及、深入和提高, 近年来, 我国一些行业正在或开始进行系统集成工作, 这是十分可喜的现象。例如:电力工业部电力规划设计总院正组织全国35个省级以上电力设计院进行" 电力工程设计与信息管理集成系统" 的研制与开发; 又如:机械行业近年获得有" 制造业的诺贝尔奖" 之称的国际性科技大奖的CIMS(计算机综合制造系统); 再如:土木建筑行业正在把总交、建筑、结构、暖通、给排水等专业的CAD 软件实现集成化, 等等。 系统集成的兴起说明我国计算机应用已上了一个新台阶。从计算机应用的发展看, 计算机系统集成势在必行。由单项软件应用过渡到一体化集成化是计算机应用历史发展的必然。
2. 什么是系统集成 系统集成就是把一个计算机应用部门或行业的应用软件, 在该行业计算机总体设计的指导下, 以数据库为核心, 以网络为支撑, 结合硬件平台、操作系统和支撑软件, 用现代化计算机接口的方法, 把这些计算机应用软件连接成为一个有机的整体, 互相支持, 互相调用, 可以发挥出单项软件应用所达不到的整体效益。而且可就应用成果作综合性的优化比选, 得出经济上最合理、技术上最先进的最优化方案, 从而为基本建设或生产制造节约大量资金, 为国家创造大量财富。
3. 系统集成对质量保证提出了提高的要求 和单项应用软件的编制相比, 系统集成对其质量保证提出了更多、更高、更新的全方位要求, 本文试就此一新出现的重要课题简要论述如下, 以就教于计算机应用的同行们。
二、传统的软件质量保证
1. 软件开发阶段的划分 尽管各个行业采用名称可能有所不同, 根据《软件工程》原理, 软件开发阶段的划分大致如下: (1)可行性研究与计划阶段; (2)需求分析; (3)概要设计; (4)详细设计; (5)编码; (6)测试(含试用); (7)鉴定评审; (8)运行维护。
2. 运行鉴定需提交的文档 一个大型的软件在申请鉴定前应提交下列文档(文档均需经各级校审批准); (1)软件项目建议书及开发合同书; (2)软件需求说明书(小型软件可略去); (3)软件概要设计说明书(中小型软件可略去); (4)软件详细说明书(备查); (5)软件设计说明书(或称软件编制说明书); (6)软件测试报告; (7)用户操作手册; (8)用户试用报告。
软件经鉴定评审后, 还有下列手续: (1)由主持鉴定评审单位发给鉴定证书(写明鉴定意见并经参与评审的专家签名); (2)向各地软件登记中心登记; (3)根据自愿可向各级评优机构申请软件评优。
3. 传统的软件质量保证体系存在的问题上述传统的软件质量保证体系是现行的、普遍采用的而且是行之有效的, 但了存在下列问题: (1)软件测试不是面面俱到。有时只测试主要部分, 因此, 软件在实用中, 会出现一些计算差错。虽然总的说来, 计算机应用造成的差错和事故是极少数的, 但毕竟还是存在的。 (2)软件鉴定评审有时是走马观花、流于形式。 (3)上述软件质量保证体系只适用于单项 应用的软件, 不完全适用于系统集成。后者应增加许多内容, 此点在下节中将详细论述。 (4)上述软件质量保证措施没 有和目前正在全国各行各业普遍深入开展的GB/T19000-ISO 9000系列《质量管理和质量保证》系列国家标准。国际标准挂钩, 没有和国际质量保证体系接轨。 (5)软件缺少维护, 不经常进行版本更新, 不少应用软件编成投付应用后即束之高阁, 更未能与新出现的硬件平台和软件平台相结合而更新之。
三、如何加强系统集成的质量保证 在因袭传统的软件质量保证措施的基础上, 为加强系统集成的质量保证, 需考虑下列方面
1. 系统集成质量保证的要害是保证质量的整体性 系统集成质量保证不仅是保证其中某一个新开发软件的质量的好坏, 而且是涉及本子系统其它软件、其他相关子系统软件、硬件平台、操作系统、各种支撑软件、有关数据库、网络、网络操作系统、网络通讯软件等许多方面。我们评价的是由于这一新开发软件进入集成系统后带来的综合效益, 这包括下面几点: (1)该新开发软件作单项 应用时的功能和效益;
(2)各种硬软件平台、网络、数据库对该新开发软件的支持能力; (3)本子系统其它软件对该新开发软件的支持能力; (4)其它子系统软件对该新开发软件的支持能力;
(5)该新开发软件对本子系统其它软件和对其它子系统软件的支持能力。 从
GB/T19000-ISO 9000系列国家和国际质量管理和质量保证体系以及全面质量管理的观点来看, 应建立多方面、多工种、多层次的、全员的全面质量管理体系, 这一思想引导到系统集成上来就是要注意系统集成质量保证的整体性。 以设计工作为例, 一项现代化的发电厂设计, 包括电气、土建、热机等二十多个专业设计, 其中某一个专业(例如电气专业) 设计得好, 并不代表这项工程设计全部完好, 但如果其中任一个专业设计出差错, 却会导致整个工程设计的失败。又如一个球队, 往往不因某一运动员的持艺精湛而取胜, 只有每个队员都打处好才会赢得竞赛的胜利。系统集成也是这样,
一个优秀的集成系统必须内中的每一个软件都质量好, 反之, 如果内中的一个软件质量有问题或出现质量事故, 往往会导致整个系统的崩溃。
2. 系统集成质量保证的关键是总体设计 任何单位或行业在进行系统集成工作前, 都必须编制本单位或行业的系统总体设计。系统集成不是该单位或行业软件的简单堆积, 而是应在适用于这个单位或行业的系统总体设计的指导下, 按照系统工程的原理和软件工程的方法来进行, 总体设计编制得好坏是系统集成成败的关键。 所谓系统总体设计就是规划一个行业、一个单位在一个时期内的计算机系统应用水平, 它是在系统分析的基础上, 明确系统的远期目标和近期目标, 进而确定系统的总体结构、系统的功能、划分子系统的原则、选择系统的物理设备和支撑软件、制订系统的统一代码和公用数据库、提出系统运行保证和措施、提出实施步骤和投资估算的建议, 为计算机应用于这个行业、这个单位确立一种总体设计方案, 为系统的分阶段实施提供依据和指导。 统一的适用于一个行业的通用的系统总体设计的编制是一项繁杂的工作, 它要充分考虑到这个行业内各个单位在工作等级、工作任务、地区特点、原有软硬件资源、习惯工作方法、遵循规程规范等方面的差异, 采取优化比选、求同存异的方法来进行。它还要列出该系统内各子系统的软件清单、分期开发计划和各软件之间信息交换种类和数量以及接口方法等。 系统总体设计的编制必须精益求精, 要能经受得住各方面的推敲, 要经过各方面的专家评审, 偶一失误, 就可能导致整个系统的失败, 所以我们说系统总体设计是系统集成质量保证的关键所在, 一点也不过份。
3. 软件接口是系统集成质量保证的灵魂 一个集成化的系统可能包含几个子系统, 每个子系统内又有许多软件, 这众多软件间是互相支持、互相调用的。例如, 在发电厂工程设计中, 机、土、电等二十多个专业(从系统集成观点言是二十多个子系统) 软件间数据互相调用、互相提供设计条件, 便需要许多软件接口, 这些接口的编制好坏决定了整个系统能否发挥综合效益。因此, 对接口方法、接口技巧的研究便摆在系统集成的议事日程上来, 是保证系统集成质量重要的一环。
4. 硬件平台和软件平台的多样化和灵活性是系统集成质量的一个重要方面 现在各行业正在进行系统集成不是凭空从天上掉下来的, 而是在原有硬、软件计算机资源的基础上开发的。在另一方面, 由于世界计算机技术的发展日新月异, 新的硬件平台和软件平台不断出现。不少行业现在存在多层次的硬件平台和多种软件平台。为了保证计算机应用的连续性, 我们希望各行各业在进行系统集成时, 要充分考虑硬件
平台和软件平台的多样化和灵活性。在世界开放式系统尚未真正实现的今天, 此点非常重要, 保证我们的计算机应用的灵活性和向新一代平台平稳过渡。例如, 一个过去在DOS 系统下开发的优秀的单项应用软件, 在系统集成时, 尽可 能把它改造为在DOS 和Windows 系统都能使用。又如, 一个过去在微机下的二维CAD 优秀软件, 在系统集成时, 应尽可能把它改造为 在DOS 和Windows 系统下都能使用。又如, 一个过去在微机下的二维CAD 优秀软件, 在系统集成时, 应尽可能把它改造为通过通讯、转换软件也可以应用于工作站, 以扩展其三维功能等等。
5. 系统集成质量保证的难点是测试 由于系统集成是有机的整体, 其中任何一个软件编成后, 都要进行下列测试: (1)对该软件作为单项应用软件的测试; (2)对软件接口的测试, 亦即对该软件和其他软件互相调用、互相支持功能的测试; (3)对该软件加入集成系统后综合效益的测试, 以保证系统的整体性; (4)对软件的多平台、多支撑系统的测试; (5)对各子系统数据库对该软件支持能力的测试; (6)对网络对该软件支持能力的测试, 等等。 困难的是上述待测试的元件中有些是尚待完成的, 由于系统集成是分期开发的, 在测试某一新开发软件的功能时, 对于与其相关而又待开发的软件和数据库, 只能用模拟的方法来进行。好在目前各行各业正在开发的集成系统大多是离线的, 对于那些在线的动态的集成系统就更困难一些了。
6. 建立系统集成的质量保证体系 就全面质量管理的观点而言, 质量保证应贯穿每一项工作的全过程。系统集成也应如此, 要建立从系统总体设计、可行性研究、需求分析、立项、概要设计、详细设计、编码、试用、测试、到鉴定评审、运行维护全过程的质量保证体系, 特别要加强系统质量的后期管理, 即从试用、测试到鉴定评审到运行维护阶段的质量控制, 要建立规章制度, 包括软件的回访制度和版本更新制度等。要把质量活动和质量保证视作系统集成的生命。 四、为搞好系统集成工作而努力 在我国, 总的说来, 系统集成尚处于起步阶段, 它是计算机应用的一次革命, 极大地关系到我国的现代化。 我国社会主义制度的优越性在速度和质量上都极大地有利于系统集成工作的开展。在国外, 有些先进国家的某些先进的公司虽然已经部分地实现了系统集成, 但它们不可能像我国电力规划设计总院这样有计划、有组织、有步骤、有领导、有分工地进行全国性的电力工程设计与信息管理系统集成工作, 并将建立系统集成的保证体系, 从而可以用比国外发达国家少得多的时间和资金来赶超他们! 因此, 我们一定要吸取过去单项软件开发时的经验教训, 动员广大科技人员、计算机人员为加速进行系统集成、确保质量而奋斗!
试论系统集成的质量保证
一、前言
1. 我国各行业系统集成正蓬勃兴起 随着计算机应用的推广普及、深入和提高, 近年来, 我国一些行业正在或开始进行系统集成工作, 这是十分可喜的现象。例如:电力工业部电力规划设计总院正组织全国35个省级以上电力设计院进行" 电力工程设计与信息管理集成系统" 的研制与开发; 又如:机械行业近年获得有" 制造业的诺贝尔奖" 之称的国际性科技大奖的CIMS(计算机综合制造系统); 再如:土木建筑行业正在把总交、建筑、结构、暖通、给排水等专业的CAD 软件实现集成化, 等等。 系统集成的兴起说明我国计算机应用已上了一个新台阶。从计算机应用的发展看, 计算机系统集成势在必行。由单项软件应用过渡到一体化集成化是计算机应用历史发展的必然。
2. 什么是系统集成 系统集成就是把一个计算机应用部门或行业的应用软件, 在该行业计算机总体设计的指导下, 以数据库为核心, 以网络为支撑, 结合硬件平台、操作系统和支撑软件, 用现代化计算机接口的方法, 把这些计算机应用软件连接成为一个有机的整体, 互相支持, 互相调用, 可以发挥出单项软件应用所达不到的整体效益。而且可就应用成果作综合性的优化比选, 得出经济上最合理、技术上最先进的最优化方案, 从而为基本建设或生产制造节约大量资金, 为国家创造大量财富。
3. 系统集成对质量保证提出了提高的要求 和单项应用软件的编制相比, 系统集成对其质量保证提出了更多、更高、更新的全方位要求, 本文试就此一新出现的重要课题简要论述如下, 以就教于计算机应用的同行们。
二、传统的软件质量保证
1. 软件开发阶段的划分 尽管各个行业采用名称可能有所不同, 根据《软件工程》原理, 软件开发阶段的划分大致如下: (1)可行性研究与计划阶段; (2)需求分析; (3)概要设计; (4)详细设计; (5)编码; (6)测试(含试用); (7)鉴定评审; (8)运行维护。
2. 运行鉴定需提交的文档 一个大型的软件在申请鉴定前应提交下列文档(文档均需经各级校审批准); (1)软件项目建议书及开发合同书; (2)软件需求说明书(小型软件可略去); (3)软件概要设计说明书(中小型软件可略去); (4)软件详细说明书(备查); (5)软件设计说明书(或称软件编制说明书); (6)软件测试报告; (7)用户操作手册; (8)用户试用报告。
软件经鉴定评审后, 还有下列手续: (1)由主持鉴定评审单位发给鉴定证书(写明鉴定意见并经参与评审的专家签名); (2)向各地软件登记中心登记; (3)根据自愿可向各级评优机构申请软件评优。
3. 传统的软件质量保证体系存在的问题上述传统的软件质量保证体系是现行的、普遍采用的而且是行之有效的, 但了存在下列问题: (1)软件测试不是面面俱到。有时只测试主要部分, 因此, 软件在实用中, 会出现一些计算差错。虽然总的说来, 计算机应用造成的差错和事故是极少数的, 但毕竟还是存在的。 (2)软件鉴定评审有时是走马观花、流于形式。 (3)上述软件质量保证体系只适用于单项 应用的软件, 不完全适用于系统集成。后者应增加许多内容, 此点在下节中将详细论述。 (4)上述软件质量保证措施没 有和目前正在全国各行各业普遍深入开展的GB/T19000-ISO 9000系列《质量管理和质量保证》系列国家标准。国际标准挂钩, 没有和国际质量保证体系接轨。 (5)软件缺少维护, 不经常进行版本更新, 不少应用软件编成投付应用后即束之高阁, 更未能与新出现的硬件平台和软件平台相结合而更新之。
三、如何加强系统集成的质量保证 在因袭传统的软件质量保证措施的基础上, 为加强系统集成的质量保证, 需考虑下列方面
1. 系统集成质量保证的要害是保证质量的整体性 系统集成质量保证不仅是保证其中某一个新开发软件的质量的好坏, 而且是涉及本子系统其它软件、其他相关子系统软件、硬件平台、操作系统、各种支撑软件、有关数据库、网络、网络操作系统、网络通讯软件等许多方面。我们评价的是由于这一新开发软件进入集成系统后带来的综合效益, 这包括下面几点: (1)该新开发软件作单项 应用时的功能和效益;
(2)各种硬软件平台、网络、数据库对该新开发软件的支持能力; (3)本子系统其它软件对该新开发软件的支持能力; (4)其它子系统软件对该新开发软件的支持能力;
(5)该新开发软件对本子系统其它软件和对其它子系统软件的支持能力。 从
GB/T19000-ISO 9000系列国家和国际质量管理和质量保证体系以及全面质量管理的观点来看, 应建立多方面、多工种、多层次的、全员的全面质量管理体系, 这一思想引导到系统集成上来就是要注意系统集成质量保证的整体性。 以设计工作为例, 一项现代化的发电厂设计, 包括电气、土建、热机等二十多个专业设计, 其中某一个专业(例如电气专业) 设计得好, 并不代表这项工程设计全部完好, 但如果其中任一个专业设计出差错, 却会导致整个工程设计的失败。又如一个球队, 往往不因某一运动员的持艺精湛而取胜, 只有每个队员都打处好才会赢得竞赛的胜利。系统集成也是这样,
一个优秀的集成系统必须内中的每一个软件都质量好, 反之, 如果内中的一个软件质量有问题或出现质量事故, 往往会导致整个系统的崩溃。
2. 系统集成质量保证的关键是总体设计 任何单位或行业在进行系统集成工作前, 都必须编制本单位或行业的系统总体设计。系统集成不是该单位或行业软件的简单堆积, 而是应在适用于这个单位或行业的系统总体设计的指导下, 按照系统工程的原理和软件工程的方法来进行, 总体设计编制得好坏是系统集成成败的关键。 所谓系统总体设计就是规划一个行业、一个单位在一个时期内的计算机系统应用水平, 它是在系统分析的基础上, 明确系统的远期目标和近期目标, 进而确定系统的总体结构、系统的功能、划分子系统的原则、选择系统的物理设备和支撑软件、制订系统的统一代码和公用数据库、提出系统运行保证和措施、提出实施步骤和投资估算的建议, 为计算机应用于这个行业、这个单位确立一种总体设计方案, 为系统的分阶段实施提供依据和指导。 统一的适用于一个行业的通用的系统总体设计的编制是一项繁杂的工作, 它要充分考虑到这个行业内各个单位在工作等级、工作任务、地区特点、原有软硬件资源、习惯工作方法、遵循规程规范等方面的差异, 采取优化比选、求同存异的方法来进行。它还要列出该系统内各子系统的软件清单、分期开发计划和各软件之间信息交换种类和数量以及接口方法等。 系统总体设计的编制必须精益求精, 要能经受得住各方面的推敲, 要经过各方面的专家评审, 偶一失误, 就可能导致整个系统的失败, 所以我们说系统总体设计是系统集成质量保证的关键所在, 一点也不过份。
3. 软件接口是系统集成质量保证的灵魂 一个集成化的系统可能包含几个子系统, 每个子系统内又有许多软件, 这众多软件间是互相支持、互相调用的。例如, 在发电厂工程设计中, 机、土、电等二十多个专业(从系统集成观点言是二十多个子系统) 软件间数据互相调用、互相提供设计条件, 便需要许多软件接口, 这些接口的编制好坏决定了整个系统能否发挥综合效益。因此, 对接口方法、接口技巧的研究便摆在系统集成的议事日程上来, 是保证系统集成质量重要的一环。
4. 硬件平台和软件平台的多样化和灵活性是系统集成质量的一个重要方面 现在各行业正在进行系统集成不是凭空从天上掉下来的, 而是在原有硬、软件计算机资源的基础上开发的。在另一方面, 由于世界计算机技术的发展日新月异, 新的硬件平台和软件平台不断出现。不少行业现在存在多层次的硬件平台和多种软件平台。为了保证计算机应用的连续性, 我们希望各行各业在进行系统集成时, 要充分考虑硬件
平台和软件平台的多样化和灵活性。在世界开放式系统尚未真正实现的今天, 此点非常重要, 保证我们的计算机应用的灵活性和向新一代平台平稳过渡。例如, 一个过去在DOS 系统下开发的优秀的单项应用软件, 在系统集成时, 尽可 能把它改造为在DOS 和Windows 系统都能使用。又如, 一个过去在微机下的二维CAD 优秀软件, 在系统集成时, 应尽可能把它改造为 在DOS 和Windows 系统下都能使用。又如, 一个过去在微机下的二维CAD 优秀软件, 在系统集成时, 应尽可能把它改造为通过通讯、转换软件也可以应用于工作站, 以扩展其三维功能等等。
5. 系统集成质量保证的难点是测试 由于系统集成是有机的整体, 其中任何一个软件编成后, 都要进行下列测试: (1)对该软件作为单项应用软件的测试; (2)对软件接口的测试, 亦即对该软件和其他软件互相调用、互相支持功能的测试; (3)对该软件加入集成系统后综合效益的测试, 以保证系统的整体性; (4)对软件的多平台、多支撑系统的测试; (5)对各子系统数据库对该软件支持能力的测试; (6)对网络对该软件支持能力的测试, 等等。 困难的是上述待测试的元件中有些是尚待完成的, 由于系统集成是分期开发的, 在测试某一新开发软件的功能时, 对于与其相关而又待开发的软件和数据库, 只能用模拟的方法来进行。好在目前各行各业正在开发的集成系统大多是离线的, 对于那些在线的动态的集成系统就更困难一些了。
6. 建立系统集成的质量保证体系 就全面质量管理的观点而言, 质量保证应贯穿每一项工作的全过程。系统集成也应如此, 要建立从系统总体设计、可行性研究、需求分析、立项、概要设计、详细设计、编码、试用、测试、到鉴定评审、运行维护全过程的质量保证体系, 特别要加强系统质量的后期管理, 即从试用、测试到鉴定评审到运行维护阶段的质量控制, 要建立规章制度, 包括软件的回访制度和版本更新制度等。要把质量活动和质量保证视作系统集成的生命。 四、为搞好系统集成工作而努力 在我国, 总的说来, 系统集成尚处于起步阶段, 它是计算机应用的一次革命, 极大地关系到我国的现代化。 我国社会主义制度的优越性在速度和质量上都极大地有利于系统集成工作的开展。在国外, 有些先进国家的某些先进的公司虽然已经部分地实现了系统集成, 但它们不可能像我国电力规划设计总院这样有计划、有组织、有步骤、有领导、有分工地进行全国性的电力工程设计与信息管理系统集成工作, 并将建立系统集成的保证体系, 从而可以用比国外发达国家少得多的时间和资金来赶超他们! 因此, 我们一定要吸取过去单项软件开发时的经验教训, 动员广大科技人员、计算机人员为加速进行系统集成、确保质量而奋斗!