一种多方法融合的软件成本估算改进方法
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摘 要： 对传统的WideBand Delphi估计法、功能点法和类比法进行了分析、比较，提出了一种改进的成本估算方法。该方法以WideBand Delphi估计法为原型，在专家估计过程中，将功能点法和类比法融入其中，有效规避了WideBand Delphi估计法过于依赖专家经验的不足，并通过类比扩展了功能点法所局限的应用领域，既保证了估计方法的科学性，又保证了估计结果的准确性。实际估算数据的比较表明，改进后的估算方法具有更高的精确度。
关键词： WideBand Delphi； COSMIC； 类比； 成本估算
中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）22?0069?04
软件成本估算一直是项目管理的一个薄弱环节，如果没有精确的成本估算，就有可能造成进度延期、预算超支和质量缺陷等问题，进行精确高效的软件成本估算是项目管理必不可少的组成部分。WideBand Delphi估计法、功能点法和类比法等是项目管理中常用的几种成本估算方法，在工程项目中应用十分广泛，但各种方法都有其固有的缺陷和不足。在软件项目估计时对各类估计方法进行改进，发挥优势、规避不足成为软件成本估算的一种趋势。文献[1]以Delphi估计法为原型，在专家估计过程中，将PERT法和类比法融入其中，从而形成一种新的模型估算体系。文献[2]提出了一种利用估计项目与历史项目之间类比度进行软件规模估计的改进FPA 方法。文献[3]在类比估算4个基本步骤的框架下，详细说明了类比估算所必须进行的相关操作，并根据估算实践，提出了针对大数据集的计算优化方法。文献[4]提炼出一种综合功能点估算方法和COCOM0Ⅱ模型的新型估算方法。上述这些估算方法的综合及改进，有效规避了采用单一估算方法的不足，大大提高了估算的精确度。
本文在对WideBand Delphi估计法、功能点法和类比法进行分析、比较的基础上，综合了3种方法的优点，形成了一种改进的、多方法融合的成本估算方法，即MMCE方法。该方法以WideBand Delphi估计法为原型，在专家估计过程中，将功能点法和类比法融入其中，有效规避了WideBand Delphi估计法过于依赖专家经验的不足；并且，由于有可类比的历史数据作支持，MMCE方法能够扩展功能点法所局限的应用领域，同时，估计的结果也更容易为用户所接受。本文介绍了采用MMCE方法进行估算的具体步骤，并通过应用实例进行了说明，最后对WideBand Delphi估计法、功能点法、类比法和MMCE方法的估算结果做了比较。
软件成本估算方法是进行成本估算的核心，选择合适的方法对项目的成本估算尤为重要。下面对常用的几种估算方法：WideBand Delphi估计法、COSMIC功能点法和类比估计法作简要介绍。
1.1 WideBand Delphi估计法
WideBand Delphi估计法属于主观方法中的专家判定法，它是将小组会议和Delphi技术结合起来提出的一种方法，该方法鼓励参加估计的人员之间就相关问题进行讨论，能够充分发挥集体的力量，使估计的结果更切合实际。利用Wideband Delphi方法进行估计的步骤如下：
步骤1：为每位估计人员发放估计所需相关材料和估计表格，表格模板可参考表1；
步骤2：估计人员开会讨论待估量估计假定和理由等，并能够达成一致意见；
步骤3：估计人员以不记名的方式填写估计表格，确保填写过程“背靠背”；
步骤4：估计负责人汇总结果，按照表1中Wideband Delphi综合估计表中的计算方法计算，并将结果返回给各个估计人员；
步骤5：偏差若小于30%，就不需要再进行估计；否则，估计人员召开小组会议讨论上次的汇总结果，然后修改个人估计。重复进行活动步骤3和步骤4，直到各个估计人员的估计逐渐接近并达到一个可接受的范围（建议偏差可接受范围设置为30%）。
1.2 COSMIC功能点法
COSMIC功能点法是第二代功能点分析方法，适用于以数据处理为主的商务应用软件或者实时软件，以及兼有以上两种特点的软件；但对于专家系统、模拟系统、天气预报系统等拥有特别复杂数学算法、规则的软件等并不适用[5]。COSMIC功能点法的计算过程如下：
（1）识别软件层次。识别层次的目的是为了识别被度量软件的边界，清晰地定义被度量软件的范围。
（2）识别软件边界。边界定义为被研究的软件与其用户之间的概念性接口，用户既包括系统的使用人员，也包括其他软件或者硬件系统。
（3）识别功能处理。一个功能处理是用户功能需求集合的一个基本部件，包括一组唯一的、内聚的、可独立执行的数据移动。
（4）识别数据组。一个数据组包含的每个数据属性描述了感兴趣的同一个对象的一个互补的侧面。一个数据组可以是永久存储的也可以是短期存储的数据，它必须在系统中被具体化。
（5）识别数据属性。一个数据属性是已识别的数据组中最小的信息包，识别数据属性并非是必须的活动。COSMIC?FFP中基本的功能度量单位是一次数据移动，数据移动的对象是数据组，数据组是数据属性的集合。
（6）识别数据移动，计算并汇总
COSMIC功能点法就是一个计算数据移动的过程。每一个有效的数据移动都被看成一个 COSMIC功能的规模大小单位，为每一个功能过程找到其所有的数据移动之后，将它们累加在一起就是这个功能过程的软件大小，可以表示为：
[SizeFPi=Size数据入i+Size数据出i+ Size读i+Size写i]
将所有功能过程的大小数值累计就可以得到整个软件程序的规模大小：
[SizeSoftware=SizeFPi]
通过该度量方法，可将一个十分复杂的软件系统最终转换成一些具体的数值，以表示软件实际规模大小。
1.3 类比估计法
类比估计法就是把当前项目和以前做过的类似项目比较，通过比较获得其成本的估算值。该方法需要项目组保留以前完成项目的历史记录。类比估计既可以在整个项目级上进行，也可以在子系统级上进行。应用类比法的前提是确定比较因子，即提取项目的特性因子，以此作为相似项目比较的基础。类比估计法的基本步骤是：
步骤1：整理出项目比较因子。比较因子需结合软件开发项目组和软件开发项目的特点，由项目组研究确定。常见的比较因子有软件开发方法、功能需求文档数及接口数等，具体使用时需结合项目特点而定；
步骤2：标识出每个比较因子与历史项目的相同点和不同点，特别要注意历史项目做得不够的地方；
步骤3：计算各个任务或工作产品的估计值。
计算方法如下：某任务或工作产品的估计结果 = 类比任务值 × 调整系数。
确定调整系数时，不能一个人说了算，一般采用WideBand Delphi，也可由项目组讨论决定。
步骤4：合计得出系统总的估计值。
例如：当前系统与XXX系统类似，XXX系统规模是2 000代码行，当前系统比XXX系统增加了约20%的功能，设置调整系数为1.2。当前系统规模估计结果为2 400（2 000×1.2）代码行。
2 多方法融合的MMCE估算方法
在现代项目管理中，WideBand Delphi估计法、功能点法和类比法都得到了广泛的应用，每种方法又都有其优势和不足[6]（如表2所示）。
WideBand Delphi估计法过于依赖专家估算，主观成分比较大；功能点法的应用领域有局限性，主要应用于商务应用软件或者实时软件；类比法的调整系数不好确定，另外，该方法对采用新技术的项目不适用。一般情况下，在有历史数据的情况下使用类比法较多，在没有历史数据的情况下使用功能点法、Delphi法或其他估计方法较多。针对有类似项目历史数据支持的系统提出了一种集WideBand Delphi估计法、类比法和功能点法的优点于一体的MMCE估算方法，该方法以WideBand Delphi估计法为原型，在专家估计过程中，融入功能点法和类比法，有效规避了过于依赖专家主观意见、类比调整系数不好确定等不足，提高了估计结果的准确性。MMCE估算方法的基本原理就是以Delphi法为原型，将类比法和功能点法融入其中所形成的一种估计模型，在Delphi法的框架中，每个专家同时使用类比和功能点法两种方法进行估计，如图1所示。
具体步骤如下：
步骤1：活动负责人在本组织以前所做的历史项目中，选择相似的历史项目作为本次成本估计的参考数据。
步骤2：首先要组建评估组，评估组成员要求对该领域非常熟悉。估计人员开会讨论系统功能等。为每位估计人员发放估计所需相关材料和估计表格，表格模板可参考表1。
步骤3：估计人员采用类比估计法对COSMIC功能点法的数据入、数据出、读、写的功能点数进行估计，并根据单位功能点成本估计总成本。
步骤4：估计人员根据历史项目确定调整因子[VAF]。
确定方法：
步骤5：估计人员根据[VAF]对总成本进行调整；
[调整后的项目成本预计=项目成本预计×VAF]
步骤6：项目负责人汇总结果，按照表2中Wideband Delphi综合估计表中的计算方法计算，并将结果返回给各个估计人员；
步骤7：偏差若小于30%，就不需要再进行估计；否则，估计人员召开小组会议讨论上次的汇总结果，然后修改个人估计。重复进行活动步骤3和步骤4，直到各个估计人员的估计逐渐接近达到一个可接受的范围（建议偏差可接受范围设置为30%）。
3 应用实例
以某信息交换软件为例给出采用MMCE估计方法的应用实例。该软件的功能组成分为以下几个功能模块：数据输入功能、数据输出功能、数据处理功能。估计时选取了一个类似的历史项目，历史项目实际成本为52.5万元，预计成本为57.3万元，得出调整因子[VAF]为0.916。考虑与历史项目的比较，根据WideBand Delphi估计法经过2轮估计得出数据入、数据出、读、写的功能点数，具体数据如表3所示。
[调整后的项目成本预计=（35+155+16+28）× 3 000×0.916=643 032 元]
采用WideBand Delphi估计法、COSMIC功能点法、类比法和MMCE估计法进行估计时估计结果的比较如表4所示。结果表明MMCE估计方法比其他方法具有更高的精确度。
4 结 论
本文提出的MMCE估算方法综合了WideBand Delphi估计法、功能点法和类比法的优点，弥补了它们各自的不足，因而能在一定程度上提高软件成本估算的精确度，具有较高的使用和推广价值。但是，该方法并不适用所有的项目，使用该方法进行估算要有一个内容丰富、准确、可靠的软件过程数据库，准确记录类比项目的成本估算信息，例如：采用的估算方法、估算数据、预计成本、实际成本等，如果类比项目成本估算时也采用了COSMIC功能点法，估算的精确度会更高一些。
参考文献
[1] 张俊光.基于三法融合的软件项目进度估计方法研究[J].软科学研究成果与动态，2009（1）：175?181.
[2] 张晓丰，郭建胜，张凤鸣.基于特征类比的改进功能点分析法[J].微电子学与计算机，2006（23）：85?90.
[3] 曹冬生，王强军，张元忠，等.基于类比的软件成本估算及其一种改进方法[J].计算机工程与科学，2009（11）：102?106.
[4] 田永青.软件成本估算方法的研究与改进[J].电脑知识与技术，2008（4）：2677?2679.
[5] 王昕渝.COSMIC功能点方法研究及应用[D].西安：西北大学，2008.
[6] 李文艳.软件成本估算技术比较及趋势分析[J].计算机与现代化，2009（8）：26?28.