劉 佩，周力峰

（長江科學(xué)院科技成果推廣及信息中心，武漢 430010）

MSF過程模型在綜合管理信息系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用研究

劉 佩，周力峰

（長江科學(xué)院科技成果推廣及信息中心，武漢 430010）

遵循軟件工程的開發(fā)模型新理論，提出了基于MSF模型的綜合管理信息系統(tǒng)建設(shè)方法，介紹了系統(tǒng)需求采集、設(shè)計、研發(fā)、調(diào)試和部署的迭代過程，并從軟件開發(fā)效率和用戶參與度、滿意度等方面分析印證了MSF模型應(yīng)用效果。建設(shè)結(jié)果表明，MSF模型應(yīng)用能夠很好地契合用戶需求，提高軟件開發(fā)效率，有效解決綜合管理信息系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性問題。

MSF模型；綜合管理信息系統(tǒng)；需求分析；軟件工程；過程迭代

1 引入軟件開發(fā)模型的必要性

長江科學(xué)院綜合管理信息系統(tǒng)（簡稱綜合信息系統(tǒng)）是院科研管理的核心軟件，其建設(shè)目標(biāo)是通過實現(xiàn)運行網(wǎng)絡(luò)化、辦公無紙化、管理與服務(wù)流程化，提高辦公效率、更新管理觀念、規(guī)范辦事流程，以管理信息化促進(jìn)科研現(xiàn)代化。

綜合信息系統(tǒng)建設(shè)前期進(jìn)行了2年的規(guī)劃與總體設(shè)計，《規(guī)劃》提出了院務(wù)、科研、人勞、財務(wù)、資產(chǎn)、黨群、科技信息、后勤保障等8個子系統(tǒng)的功能框架，《總體設(shè)計》確定的功能模塊約有230余項，是一項復(fù)雜的軟件工程。要確保如此規(guī)模的系統(tǒng)開發(fā)成功，其關(guān)鍵難點就是明晰需求、完備功能、優(yōu)化性能等復(fù)雜性工作。而這種復(fù)雜性體現(xiàn)在廣泛性、多樣性和模糊性等3個方面：

（1）廣泛性是指綜合信息系統(tǒng)涵蓋的全院科研管理分支多。這些分支既相對獨立，又相輔相成。在這種背景下，既要從不同管理部門準(zhǔn)確獲取用戶現(xiàn)實需求，又要引導(dǎo)用戶挖掘其潛在需求，并在此基礎(chǔ)上綜合各部門需求形成系統(tǒng)需求分析。明確的需求分析是綜合信息系統(tǒng)開發(fā)成功的前提條件。

（2）多樣性是指在綜合信息系統(tǒng)涉及到的所有管理內(nèi)容中，每一類管理分支的當(dāng)前工作形式、信息化程度和需要實現(xiàn)的功能都不盡相同。例如院務(wù)管理主要實現(xiàn)無紙化辦公，科研管理需要實現(xiàn)以項目為主線的信息化管理等。

（3）模糊性是指在綜合信息系統(tǒng)建設(shè)前，盡管有了規(guī)劃設(shè)計，但是需求還存在著很大程度上的不明確性，不能一蹴而就。從某種程度上講，隨著開發(fā)工作的推進(jìn)，需求調(diào)整有時甚至?xí)觿?，這就需要做漸進(jìn)迭代式的需求調(diào)研分析。

要確保綜合信息系統(tǒng)這樣一個復(fù)雜的軟件工程建設(shè)取得成功，我們在系統(tǒng)建設(shè)過程中遵循軟件工程中的先進(jìn)理論，注重軟件開發(fā)模型在系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)路線中的主導(dǎo)地位，在分析比選之后，提出并應(yīng)用了基于MSF模型的綜合信息系統(tǒng)的系統(tǒng)建設(shè)方法。

2 模型選型及適用性分析

2.1 模型選型

軟件開發(fā)模型是指軟件開發(fā)過程、活動和任務(wù)的結(jié)構(gòu)框架。軟件開發(fā)模型能清晰、直觀地表達(dá)軟件開發(fā)全過程，包括需求、設(shè)計、編碼、測試等維護(hù)階段，明確各階段的主要活動和任務(wù)，為軟件系統(tǒng)的研發(fā)提供重要的支撐。目前常見的模型類型有瀑布模型、螺旋模型、MSF過程模型，各自特點分述如下。

2.1.1 瀑布模型

瀑布模型核心思想是按工序?qū)栴}簡化，將功能的實現(xiàn)與設(shè)計分開，即采用結(jié)構(gòu)化的分析與設(shè)計方法將邏輯實現(xiàn)與物理實現(xiàn)分開。將軟件生命周期劃分為制定計劃、需求分析、軟件設(shè)計、程序編寫、軟件測試和運行維護(hù)等6個基本活動，并且規(guī)定了它們自上而下、相互銜接的固定次序，如同瀑布流水，逐級下落。

瀑布模型的框架如圖1所示，開發(fā)過程按一定的階段順序展開，從系統(tǒng)需求分析開始直到產(chǎn)品發(fā)布和維護(hù)。瀑布模型的優(yōu)點是階段劃分清楚，有里程碑標(biāo)記，便于分工協(xié)作；但缺點也是明顯的，即在項目各階段之間極少有反饋，只有在項目生命周期的后期才能看到結(jié)果，因而不適應(yīng)用戶需求的變化。

圖1 瀑布模型Fig.1 W aterfallmodel

2.1.2 螺旋模型

螺旋模型采用一種周期性的方法來進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。該模型利用快速原型法，以進(jìn)化的開發(fā)方式為中心，在每個項目階段使用瀑布模型法。這種模型的每一個周期都包括需求定義、風(fēng)險分析、工程實現(xiàn)和評審4個階段，由這4個階段進(jìn)行迭代。軟件開發(fā)過程每迭代1次，軟件開發(fā)又提升一個層次。采用螺旋模型的軟件過程如圖2所示。

圖2 螺旋模型Fig.2 Spiralmodel

螺旋模型的優(yōu)點是軟件設(shè)計較為靈活，可以在項目的各個階段進(jìn)行變更?？蛻羰冀K參與每個階段的開發(fā)，保證了項目不偏離正確方向以及項目的可控性。主要缺點是螺旋模型是一種非常簡單的過程模型，只是對軟件按周期不斷地重復(fù)構(gòu)建，沒有所謂的“里程碑”，不包含明確的過程檢查點，可能會導(dǎo)致開發(fā)過程難以控制。

2.1.3 MSF過程模型

MSF過程模型（Microsoft Solutions Framework）是微軟公司1994年首次提出的一種軟件開發(fā)過程框架，是一種已經(jīng)由微軟公司證明了的原則、模型、規(guī)程、關(guān)健概念、指導(dǎo)和最佳實踐等所組成的軟件項目開發(fā)方法。MSF過程模型中既有預(yù)測項目的未來成效的里程碑標(biāo)記，又有快速反饋和有創(chuàng)造力的優(yōu)點。MSF過程模型的特點如下。

（1）基于階段和里程碑的方法：MSF中用里程碑來計劃和監(jiān)控項目的過程，MSF中的里程碑分為“主里程碑”和“中間里程碑”。主里程碑是項目階段的轉(zhuǎn)換點。MSF中主里程碑包括“遠(yuǎn)景／范圍認(rèn)可”、“項目計劃認(rèn)可”、“范圍完成”、“發(fā)布就緒認(rèn)可”、“部署成功”等。中間里程碑是指2個主里程碑之間的小的工作目標(biāo)指示物或工作成果。

圖3 階段和里程碑Fig.3 Stages and m ilestones

（2）迭代的方法：“迭代開發(fā)”是MSF中一個重復(fù)發(fā)生的主題。代碼、文檔、設(shè)計、計劃和其他的工作成果都是以迭代的方式出現(xiàn)的。MSF建議一個解決方案可以先構(gòu)建、測試、開發(fā)出一個核心功能，然后再加入其它的功能特征，通過迭代的方法發(fā)布不同版本的系統(tǒng)。版本發(fā)布之間的時間間隔，根據(jù)項目的規(guī)模、類型、用戶要求和策略等的不同而異。

2.2 MSF過程模型的適用性

MSF模型中的快速原型法創(chuàng)建、設(shè)計和開發(fā)其核心功能，再增加其它功能，這很好地適應(yīng)了系統(tǒng)廣泛性的特點，可以確保核心功能的正確性，然后從核心功能出發(fā)，一步一步擴(kuò)展到每一個管理領(lǐng)域，從小到大，從粗到細(xì)，逐步完善。

MSF模型采用基于階段和里程碑的方法，每一個階段都有明確的任務(wù)和目標(biāo)，由所有里程碑構(gòu)成的一個完整的生命周期都是有計劃并且包含風(fēng)險控制的。MSF模型可以將綜合系統(tǒng)多樣性的需求歸結(jié)到一個統(tǒng)一的生命周期中來，以保證整個開發(fā)過程的規(guī)范性。

MSF模型迭代的方法可以很好地解決綜合系統(tǒng)需求模糊的問題。在逐步迭代的過程中，需求從模糊變?yōu)榍逦?，從籠統(tǒng)變?yōu)榫唧w，從框架變?yōu)榧?xì)節(jié)，從而使系統(tǒng)逐步滿足用戶的需要。

基于上述分析可以發(fā)現(xiàn)，MSF過程模型能更好地適應(yīng)綜合信息系統(tǒng)開發(fā)與運行維護(hù)的復(fù)雜性要求。

圖4 綜合信息系統(tǒng)3段式建設(shè)迭代過程Fig.4 Iterative process of the integrated information system built by three stages

3 MSF過程模型的應(yīng)用分析

3.1 迭代的實施步驟

（1）構(gòu)思階段：本階段的目標(biāo)是創(chuàng)建一個關(guān)于綜合信息系統(tǒng)的限定條件和解決方案的整體架構(gòu)。主要包括以下幾項重點工作，確定需要解決的業(yè)務(wù)問題，收集綜合信息系統(tǒng)的初始需求，創(chuàng)建解決問題的方法，確定目標(biāo)、假設(shè)和限定條件。完成以上工作之后，最終成果是遠(yuǎn)景／范圍文檔，項目結(jié)構(gòu)文檔，初始風(fēng)險評估文檔。

（2）計劃階段：本階段的重點工作是盡可能早地發(fā)現(xiàn)盡可能多的問題，為綜合信息系統(tǒng)收集足夠的信息以向前推進(jìn)，目標(biāo)是創(chuàng)建綜合信息系統(tǒng)解決方案的體系結(jié)構(gòu)和設(shè)計文檔等，最終形成綜合信息系統(tǒng)功能規(guī)格說明書、主項目計劃和主項目進(jìn)度表等。

（3）開發(fā)階段：開發(fā)階段的主要任務(wù)是編寫代碼，開發(fā)基礎(chǔ)架構(gòu)，編寫文檔。開發(fā)人員需要完成功能規(guī)格說明書中所描述的功能、組件和其它要素，最終提交解決方案代碼、部署過程、運營過程、技術(shù)支持、操作手冊等文檔。

（4）穩(wěn)定階段：為了使綜合信息系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需要在穩(wěn)定階段對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試，解決準(zhǔn)備發(fā)布時遇到的突出問題，以達(dá)到提高解決方案質(zhì)量，使其滿足發(fā)布到生產(chǎn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)。本階段形成的成果包括試運行評審、可發(fā)布版本、測試報告等。

（5）部署階段：部署階段是迭代的最后一個環(huán)節(jié)，目標(biāo)是把綜合信息系統(tǒng)部署到具體環(huán)境中。主要工作包括：核心技術(shù)部署，站點部署完成，使部署穩(wěn)定，最終將正常運行的綜合信息系統(tǒng)交付給用戶使用。

3.2 3段式建設(shè)方法

綜合系統(tǒng)采用3段式建設(shè)的方法，即包括3次迭代過程，軟件依次產(chǎn)生3個軟件版本：上線版、調(diào)試版和正式版，如圖4所示。

（1）上線版的特點是“試用”：它是用快速原型法構(gòu)造的具有核心功能的初級版本，要求實現(xiàn)設(shè)計安排的90%的核心功能。通過試用上線版，用戶可以對軟件產(chǎn)生具體的認(rèn)識，也才能提出針對性更強的需求修改意見，進(jìn)而激發(fā)用戶提出新的功能需求。上線版的階段目標(biāo)是在給用戶提供使用場景過程中，通過交互實現(xiàn)完善功能需求的階段目標(biāo)。

（2）調(diào)試版的特點是“能用”：它是在上線版基礎(chǔ)上開發(fā)出的中級版本。在調(diào)試版階段，大量的管理流程進(jìn)入了實際使用，各種科研管理工作直接在網(wǎng)上進(jìn)行。實際的使用，會在流程流轉(zhuǎn)、權(quán)限設(shè)置、軟件接口、數(shù)據(jù)調(diào)用等方面暴露出新問題。調(diào)試版重點要通過解決問題實現(xiàn)軟件的功能改進(jìn)，同時注重性能優(yōu)化，從而實現(xiàn)系統(tǒng)投入試運行的階段目標(biāo)。

（3）正式版的特點是“好用”：它是驗收前投入正式運行的高級版本，開始賦予軟件版本號。在前兩個版本的基礎(chǔ)上，綜合信息系統(tǒng)已基本滿足了用戶的絕大部分功能需求，正式版的主要工作集中在性能優(yōu)化上，如使用方便性、界面友好性、系統(tǒng)穩(wěn)定性等。

經(jīng)過上線版、調(diào)試版和正式版這3個版本的迭代過程后，綜合管理信息系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足實際工作的需要。

4 效果分析

4.1 軟件開發(fā)效率

MSF過程模型使綜合系統(tǒng)的建設(shè)過程規(guī)范化，以1次迭代為一個開發(fā)周期，每次迭代又分為5個階段，這就使得人員分工非常明確。開發(fā)人員只需要在開發(fā)階段做好自己的工作，不需要擔(dān)心需求經(jīng)常變更和開發(fā)工作無休止的進(jìn)行等問題。MSF過程模型減輕了開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)，提高了他們的工作效率，從而使綜合系統(tǒng)建設(shè)更為順利的進(jìn)行。綜合信息系統(tǒng)II期在2010年6月進(jìn)入上線版，2010年11月進(jìn)入調(diào)試版，2011年2月進(jìn)入正式版。3個版本的建設(shè)時間依次遞減，軟件開發(fā)效率逐漸提高。

4.2 用戶參與度和滿意度

MSF過程模型強調(diào)用戶的參與度，收集用戶需求是迭代過程中構(gòu)思階段的重點工作。在綜合系統(tǒng)建設(shè)過程中，8個子系統(tǒng)的相關(guān)責(zé)任人均參與了需求分析的全過程。

以財務(wù)子系統(tǒng)為例，財務(wù)子系統(tǒng)上線版和調(diào)試版階段均舉行了需求調(diào)整協(xié)商會，會議形成了財務(wù)子系統(tǒng)上線版需求修訂意見和財務(wù)子系統(tǒng)調(diào)試版需求修訂意見。這2本修訂意見分別作為輸入，指導(dǎo)下一個版本的項目建設(shè)。用戶參與度隨著上線版、調(diào)試版和正式版的依次迭代逐漸上升。以電子支票本模塊為例，在上線版階段，僅僅只有院財務(wù)部門參與需求分析；調(diào)試版階段選取了河流所和重點實驗室作為試用單位，增加了參與需求分析的用戶數(shù)，在正式版階段，全院所有人員都開始使用這個模塊并提出意見，用戶參與度越來越高。

隨著用戶參與度的提高，用戶滿意度也隨之提升。用戶滿意度不僅體現(xiàn)在對建設(shè)成果的滿意，更重要的是體現(xiàn)在對整個建設(shè)過程的滿意。用戶滿意度直接體現(xiàn)在系統(tǒng)故障報修的頻率上，在用戶同等工作量的前提下，系統(tǒng)故障報修頻率越低，則表示用戶滿意度越高。綜合信息系統(tǒng)II期上線版階段，系統(tǒng)故障報修頻率為20人次／d，調(diào)試版階段系統(tǒng)故障報修頻率為10人次／d，正式版階段系統(tǒng)故障報修頻率為5人次／d?？梢钥闯?，隨著迭代的進(jìn)行，系統(tǒng)故障報修頻率越來越低，這意味著用戶滿意度越來越高。

5 結(jié) 語

長江科學(xué)院綜合管理信息系統(tǒng)分Ⅰ期項目、Ⅱ期項目建設(shè)，實際用了2.5年時間開發(fā)建設(shè)，目前已經(jīng)通過總驗收，8個子系統(tǒng)相繼全部投入使用，取得明顯成效，極大提高了科研管理效率與精度。通過3個版本的迭代，綜合信息系統(tǒng)的功能模塊從設(shè)計時的230個增加到了目前的260余個。系統(tǒng)性能也在不斷優(yōu)化，最終實現(xiàn)了系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)。

MSF過程模型在綜合信息系統(tǒng)建設(shè)過程中得到了成功應(yīng)用。在此過程中，我們體會到，3段式建設(shè)體現(xiàn)了MSF過程模型的精髓，即需求催生軟件，軟件引導(dǎo)用戶，用戶參與開發(fā)。通過用戶與開發(fā)者共建系統(tǒng)，可以量身定制地打造本單位的綜合管理信息平臺，并使其效力發(fā)揮更大化。

［1］ 金 敏，周 翔.高級軟件開發(fā)過程：Rational統(tǒng)一過程、敏捷過程與微軟過程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.（JIN Min，ZHOU Xiang.Process of Advanced Software Engineering Development：Rational Unified Process，Agile Process，and Microsoft Process［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2005.（in Chinese））

［2］ 張海藩.軟件工程導(dǎo)論［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2008.（ZHANG Hai-fan.An Introduction to Software Engineering［M］.Beijing：Tsinghua University Press，2008.（in Chinese））

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［6］ 周力峰，張洲英，劉 文.長江科學(xué)院綜合管理信息系統(tǒng)建設(shè)與運行管理［J］.水利信息化，2011，（4）：51 -55.（ZHOU Li-feng，ZHANG Zhou-ying，LIU Wen.Establishment and Operation of Integrated Information System for Office Management of Yangtze River Scientific Research Institute［J］.Water Resources Informatization，2011，（4）：51-55.（in Chinese））

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（編輯：王 慰）

Application of MSF Process M odel in Integrated Information System for O ffice M anagement

LIU Pei，ZHOU Li-feng
（Yangtze River Scientific Research Institute.Wuhan 430010，China）

The establishment of an integrated information system for officemanagement based on Microsoft Solutions Framework（MSF）model is presented in line with model-development theories of software engineering.The iterative process of system demand collection，design，R＆D，testing and deployment is introduced，and the application result is verified in terms of the software development efficiency，user’s involvementand satisfaction.It ismanifested that MSFmodel fitswell with user’s demand.The software development efficiency is improved，and the complexity of system building is greatly eased.

MSFmodel；integrated information system for officemanagement；demand analysis；software engineering；process iteration

TP317

A

1001-5485（2011）10-0217-04

2011-07-20

劉 佩（1987-），女，湖北監(jiān)利人，工程師，碩士，主要從事科研管理信息化應(yīng)用研究，（電話）027-82926349（電子信箱）liupei＠m(xù)ail.crsri.cn。