劉振光1　羅志恒2　李紅昌31.中國中元國際工程有限公司　2中國機械工業(yè)集團有限公司　3北京交通大學(xué)

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軟件開發(fā)項目成本估算方法應(yīng)用與實踐

劉振光1羅志恒2李紅昌3
1.中國中元國際工程有限公司2中國機械工業(yè)集團有限公司3北京交通大學(xué)

摘要：軟件開發(fā)項目成本估算是軟件項目管理的關(guān)鍵所在，本文結(jié)合實例提出了基于COCOMOII和功能點法（FPA）軟件項目估算方法，在軟件開發(fā)項目前期咨詢報告的編制和評審方面具有實用價值。

關(guān)鍵詞：COCOMOII功能點法開發(fā)規(guī)模成本驅(qū)動因子比例因子

由于工作原因，筆者參與了一些國家大科學(xué)裝置項目前期咨詢報告編制和評審工作，在投資組成中軟件編制費占較大比例，金額多的可以達到數(shù)億元，最為棘手的就是軟件開發(fā)項目的成本估算。與一般建設(shè)工程項目相比軟件開發(fā)項目具有開發(fā)需求可變性強，設(shè)計和開發(fā)往往同時進行，缺少相應(yīng)定額標準等特點，這就導(dǎo)致了軟件開發(fā)成本估算難度非常之高，尤其對于一些大型復(fù)雜，需要多個項目團隊協(xié)作完成的軟件開發(fā)項目更是如此。以往軟件開發(fā)成本估算多是基于經(jīng)驗，而本文嘗試結(jié)合當今國際上較為流行的COCOMOII和功能點法（FPA）為軟件開發(fā)項目前期咨詢報告的編制和評審工作提供借鑒。

一、模型的提出

（一） COCOMO模型

COCOMO模型是當今世界上應(yīng)用最廣泛的軟件成本估算模型。1981年，Barry Boehm教授在其著作《軟件工程經(jīng)濟學(xué)》(Software Engineering Economics)中發(fā)表了早期的構(gòu)造性成本模型COCOM0 （Constructive Cost Model）模型，標志著COCOMO的產(chǎn)生。早期的COCOMO是基于瀑布式開發(fā)的靜態(tài)單變量模型，它用一個以已交付的源指令行數(shù)為自變量的經(jīng)驗函數(shù)計算軟件開發(fā)工作量。

后來為適應(yīng)軟件開發(fā)在生命周期、技術(shù)、組件和技術(shù)等方面的快速發(fā)展，Bochm和南加州大學(xué)USC軟件工程中心不斷對COCOMO（81版）模型進行了改進和優(yōu)化，于1997年發(fā)布了COCOMO II模型，并分別于1998、1999、2000年發(fā)布了COCOMO II的校正版。之后世界各國開始使用該模型，該模型以其較好的可操作性和估算的相對準確性得到業(yè)內(nèi)的認可，目前是世界上應(yīng)用最廣泛的軟件成本估算模型。

（二）功能點法

COCOMO模型要求有類似軟件開發(fā)的經(jīng)驗方能較準確的估計將開發(fā)軟件的規(guī)模，但對于首次開發(fā)的軟件的規(guī)模很難估計，功能點法恰恰可以彌補COCOMO模型的不足。FPA(Function Point Analysis)即功能點法，是Albrecht于1979年提出來的，該方法是第一個從系統(tǒng)功能的角度來度量軟件規(guī)模的方法。由于該法能在早期度量軟件的規(guī)模，很多組織紛紛采用了該方法。1984年，出現(xiàn)了一個稱為“國際功能點用戶組” (IFPUG，International Function Point Users Group)的非贏利性聯(lián)盟，繼承和發(fā)展了這種方法。最早使用這種方法進行軟件規(guī)模測算的是IBM公司，使得這種估算方法迅速流行起來。目前有四種FPA方法已經(jīng)被國際標準組織(ISO)接受成為國際標準測算方法。

本文提出采用COCOMO II（2000版）結(jié)合國際標準IFPUG（4.1版）對軟件開發(fā)成本進行估算。

二、模型的使用

本文中介紹的軟件工程量估算方法以COCOMO II模型為主，主要用于估算軟件開發(fā)工作量。功能點法作為輔助方法，主要用于沒有開發(fā)經(jīng)驗的軟件規(guī)模（size）的確定。

（一）模型構(gòu)成

COCOMOII是對大量已開發(fā)項目進行統(tǒng)計分析后得到的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，該模型主要由一個核心指標（軟件規(guī)模size）和兩個因子（比例因子和成本驅(qū)動因子）組成。其中，軟件規(guī)模以千行代碼（KSLOC）表示；比例因子包括5個子因子，成本驅(qū)動因子包括17個子因子。詳見下文。

（二）計量標準

在COCOMOII中，工作量用人月（person—months，PM）表示，即一個人完成該項目需要的時間（月）。一個人月的標準值為152小時。

人月數(shù)不同于完成項目要花費時間，開發(fā)項目所花費的時間稱之為開發(fā)進度(Time to Develop，TDEV)。

（三）計量公式

1.工作量計量公式

A為常數(shù)，該數(shù)值的取值與軟件開發(fā)類型有關(guān)。如嵌入軟件取值為2.58，電子商務(wù)軟件取值3.6，Web開發(fā)取值3.3，軍事開發(fā)取值2.77等。COCOMO II(2000版)模型中A值綜合取值為2.94；

Size為類似軟件開發(fā)的規(guī)模，用千行代碼（KSLOC）表示，1個KSLOC包括編寫代碼行和注釋行，不包括空行；

E為規(guī)模影響系數(shù)。其中，B取值為0.91；SF為5個比例因子值。E的取值也與軟件類型有關(guān)，COCOMO II(2000版)E值綜合取值為1.052；

EM為17個成本驅(qū)動因子工作量乘數(shù)。

2.開發(fā)進度經(jīng)驗公式

PM為工作量(人月)；

C為常數(shù)，COCOMO II(2000版)C值綜合取值為3.67；

F為進度影響系數(shù)。其中，D為常數(shù)，COCOMO II(2000版)D值為0.28；SF為5個比例因子值。F的取值也與軟件類型有關(guān)，COCOMO II(2000版)F值綜合取值為0.3；

（四）功能點法確定軟件規(guī)模

在沒有類似開發(fā)經(jīng)驗的情況下，不能通過歷史數(shù)據(jù)對新開發(fā)軟件規(guī)模（Size）進行估算時，就要通過功能點法對新開發(fā)軟件規(guī)模進行估算。

IFPUG(4.1版)是較成熟的FPA方法，IFPUG功能點估算方法原理為把擬開發(fā)軟件/模塊劃分為外部輸入(EI)、外部輸出(EO)、外部查詢(EQ)、內(nèi)部邏輯文件(ILF)和外部接口文件(EIF)五類功能點。軟件規(guī)模與5個功能點數(shù)量、轉(zhuǎn)化系數(shù)以及編程語言系數(shù)有關(guān)。其中，每個功能點的數(shù)量由專家集體討論確定。

三、估算流程

（一）首先根據(jù)需求分解軟件開發(fā)任務(wù)為不同的子模塊。

（二）確定各軟件模塊的規(guī)模。根據(jù)是否具有開發(fā)經(jīng)驗編制成本驅(qū)動乘數(shù)計算表（有開發(fā)經(jīng)驗）和功能點法軟件規(guī)模測算表（無開發(fā)經(jīng)驗）。

（三）組織各模塊項目團隊填寫COCOMOII模型成本因子工作量乘數(shù)測算表及功能點法軟件規(guī)模測算表。

（四）根據(jù)COCOMO II模型計算工作量。

（五）專家組根據(jù)計算結(jié)果，優(yōu)化調(diào)整工作量。

（六）結(jié)合當?shù)厝嗽缕骄袌鰞r格估算軟件開發(fā)費用。

四、操作范例

通過以上分析，我們可以看出本文介紹的方法中作為核心的指標為軟件規(guī)模（Size）、成本驅(qū)動因子（EMi）和比例因子（SFj）。下面以有類似開發(fā)經(jīng)驗和無類似開發(fā)經(jīng)驗項目為例對本估算方法進行示范。

（一）有類似開發(fā)經(jīng)驗項目

1.確定軟件開發(fā)規(guī)模

例如已經(jīng)開發(fā)完成的某電子商務(wù)類軟件/模塊規(guī)模為10 KSLOC。

2.確定成本驅(qū)動乘數(shù)

成本驅(qū)動因子包括4類，17項因子，按照不同等級有不同的乘數(shù)與之對應(yīng)。

產(chǎn)品屬性工作乘數(shù)包括：軟件可靠性、數(shù)據(jù)庫規(guī)模、產(chǎn)品復(fù)雜性、復(fù)用性要求、文檔編制需求；

計算機屬性工作量乘數(shù)包括：執(zhí)行時間約束、主存儲約束、平臺易變性；

人員屬性工作量乘數(shù)包括：分析員能力、程序員能力、人員聯(lián)系性、應(yīng)用經(jīng)驗、平臺經(jīng)驗、語言和工具經(jīng)驗；

項目屬性和乘數(shù)包括：軟件工具使用、多點開發(fā)、開發(fā)進度。

3.確定比例因子乘數(shù)

比例因子工作量乘數(shù)（∑SFj）確定的方法為擬建項目各因子求乘數(shù)求和，一般該乘數(shù)經(jīng)驗值為14.2。

4.工作量及費用估算

（二）無類似開發(fā)經(jīng)驗項目

1.確定軟件規(guī)模

在沒有開發(fā)經(jīng)驗的項目中就需要利用功能點法確定軟件規(guī)模，軟件規(guī)模的確定除與5類功能點的數(shù)量有關(guān)外，還與轉(zhuǎn)化乘數(shù)以及編程語言乘數(shù)有關(guān)，如下所示。

轉(zhuǎn)化乘數(shù)：外部輸入(EI)為4；外部輸出(EO)為5；外部查詢(EQ)為4；內(nèi)部邏輯文件(ILF)為10,；外部接口文件(EIF)為7。

編程語言乘數(shù)：C++為53；Cobel為107；Delphi5為18；HTML4為14；Visual Basic6為24；SQL default為13；Java2為46。

2.工作量及費用估算

把以上軟件開發(fā)規(guī)模代入公式1中，得到擬開發(fā)嵌入式軟件工作量為：2.58×6.621.052=18.84（人/月）。

把工作量以及相關(guān)參數(shù)代入公式2中，得到擬開發(fā)嵌入式軟件/模塊進度為：3.67×18.840.3=8.86（月）

假設(shè)當?shù)亻_發(fā)人員平均工資水平為10000元/月，那么擬開發(fā)項目費用為18.84萬元。

五、結(jié)論

本文針對在軟件項目前期咨詢和評審過程中遇到的問題，提出了基于COCOMOII和功能點法的軟件開發(fā)成本估算方法，為開展以上咨詢工作提供的借鑒。但正如上文所述，軟件開發(fā)成本估算的復(fù)雜性，決定了軟件開發(fā)成本估算不可能一蹴而就，要想提高軟件估算的準確性，必須更加客觀有效地對軟件開發(fā)情況加以跟蹤和分析, 并從中得到有價值的信息，不斷改進估算模型參數(shù)，最終為決策部門提供參考。

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