基于CMMI的PDM设计

李剑平

(中国电子科技集团公司第十五研究所,北京100083)

0 引言

软件成熟度模型(CMM)提供了理解每一个成熟度级别内的必要细节,从而可以依此来检验软件机构的软件开发实践,明确如何进行比较,找出差距,并针对特定需要建立过程改进和优先次序,实施机构内的软件过程改进。随着(CMM)实施的不断深入,许多硬件产品生产企业也希望能以成熟度模型的思想来完善硬件产品的开发过程。硬件产品与软件产品开发的不同决定了二者的成熟度模型必然存在差异,从能力成熟度模型的解度改造现有硬件产品数据管理系统,势必有助于提高硬件产品开发过程管理水平。

1 非过程的PDM带来的问题

PDM以软件为基础,是一门管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术。它提供产品全生命周期的信息管理,并可在企业范围内为产品设计和制造建立一个并行化的协作环境。PDM是一种帮助管理人员管理产品数据和产品研发过程的工具,而企业实施PDM的最终目标是达到企业级信息集成的目的。

从表面现象看,似乎PDM可以解决在产品开发过程中的各类问题,但是由于PDM是围绕产品开发为中心的数据管理系统,因此在产品全寿命周期的管理方面存在不足,其主要表现为现有的PDM产品在项目管理功能上的不足。

在企业信息化的过程中,不少企业现已配置了产品数据管理、模拟仿真软件、电子设计自动化、办公软件、整套档案系统和标准管理等。由于没有考虑集成,尽管各自的需求都是正确的,依旧难以有效实现标准数据在系统之间的传递,不仅导致数据被系统切分,更重要的是造成流程被系统切分。跨越不同管理系统的任务只能进行人工调度和规划,提高了人工成本,降低了数据质量。图1所示为没有过程的PDM系统框架,在此系统中,如果在制品技术状态需要更改,必须全部停止在制品的生产,完成更改后才能再启动生产,且需要对在已制部分进行核对。

图1 非过程的PDM系统框架

2 CMMI对产品开发过程的贡献

CMMI是一种思想,其根本目标是对开发活动和获得的产品进行有效的预测和及时的评估,它是一个管理过程改进活动的框架,是达到目的手段,而其本身并非目的。现阶段CMMI的最终目标是:组织一套实践、方针和规范,使各开发团队能以一种可预见的、可靠的和可重复的方式开发高质量的产品。CMMI共分为5个等级,从等级2开始,CMMI要求组织采用一系列过程工具、方法学和策略,彼此互相配合,以帮助组织来稳定的控制其环境。

在CMMI思想框架下对产品开发过程的规定如图2所示。产品资料管理可缩短产品研发过程、降低成本、提高质量并支援后续服务。可有效改善企业管理体制、提高企业竞争力,其最主要的改善体现在产品开发过程中企业标准的执行以及开发流程的动态管理方面。

图2 基于CMMI的产品开发框架

CMMI所强调的是产品全寿命周期的全部管理,在图2所示中,基于CMMI的产品开发框架分为过程的不断完善与过程的执行2个部分。首先是定义机构开发过程,这部分的主要要务是规定与产品开发过程有关的各项标准、工具、准则以及标准过程,这部分思想用能力成熟度等级的不断提高进行度量。其次是对已定义的机构开发过程的执行,在这部分中,主要通过联系各个子过程的活动予以连接。执行必须符合对开发过程的定义,执行力通过对各项活动的检查进行度量,没有达到标准要求的过程不允许跨越而进入下一过程。

在企业构建PDM时,需要借鉴、把握CMMI的核心思想,而不能认为构建了基本的PDM后就可以一劳永逸地解决企业产品开发的全部问题,要以CMMI为方向指导,通过持续的重复、测量和提炼,稳步创造与精化开发环境。实际上,当一个企业采用CMMI时,便已有意识地做出了努力,了解自身,开始分析如何改进过程。

3 设计方法及举例

企业在构建基于CMMI的PDM应用时,首先必须全面分析企业相关的事务处理和问题,清晰地定义企业对产品数据以及产品开发过程的需求。编制详细的企业需求说明书,作为企业实施PDM的依据。

需要重点考虑的内容包括:人事组织结构定义,包括人员岗位分类及其职责的授权;产品数据密级定义,使不同的用户在不同的工作领域,以不同的身份和不同的权限对文件进行操作;版本定义,实现产品在不同阶段、不同状态形成的产品设计文件的版本管理;工作流程定义,通过建立工作流程管理,将项目工作程序规范化。基于CMMI的PDM系统框架如图3所示。

图3 基于CMMI的PDM系统框架

规定了开发机构标准过程后,以CMMI的思想构建的PDM系统框架,此系统建立在等级2之上。与图1相比可以看出,此开发系统已不全部处于数据库的管理之下,仅对产品最终数据进行管理,而是充分体现CMMI基于过程开展与产品有关的各项工作的理念,在这CMMI的框架下,各过程有效受控,减少了开发过程由于人工干预带来的错误与时间的延误。

同样以在制品的技术状态更改为例,基于CMMI的PDM系统在接受项目维护指令后,仅对该在制品涉及的工序进行封锁,技术更改活动受系统控制对涉及的工序进行相应的修订,技术更改完成后,重新开放其它相关工序,可有效减少工序核订工作。此外,对企业标准与企业作业指导书的裁剪也可以作为后期有效施控过程,作用并影响产品开发全过程。

如表1和表 2所示,在此系统中,可以通过ID查询与产品相关的各项过程、过程工作产品等情况。

表1 项目状态

表2 人员状态

基于CMMI的PDM的实施涉及到整个企业的各个方面,建设与实施过程是一个复杂的系统工程。需要经历反复的文档化、测量、提炼和重复工作,要求企业对整个企业的有关部分,从高层管理者到一线生产人员,都做出坚定的、长期的实施承诺与努力。

4 结束语

基于CMMI的PDM的引入,将极大地方便相关人员对整个系统信息的存取和利用,使过去因为时间和空间的限制难以协调控制的工作变得容易。人与人之间、部门与部门之间、企业与企业之间会出现全新的沟通方式。以CMMI的思想构建PDM系统,是硬件产品研制单位实施PDM的新的环境需求。通过二者的结合实施,必将会给企业带来巨大的利益,并不断产生深远的影响。

[1]PERSSEJ R.CMM实施指南[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2][美]卡耐基梅隆大学软件工程研究所.能力成熟度模型[M].北京:电子工业出版社,2001.

[3]林 锐,王慧文,董 军,等.CMMI3级软件过程改进方法与规范[M].北京:电子工业出版社,2002.

[4]吴振宇,李建军,严少清.一种基于CMMI软件过程管理框架的度量系统[J].计算机工程,2008,34(增刊):37-39.

[5]胡林平.PDM系统中权限管理方法的研究与应用[J].航空计算技术,2007,37(1):84-87.

[6]胡亚辉.基于PDM/PLM的平台式CAPP系统若干关键技术研究[D].天津:天津大学,2005:36-38.