ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒN LAN ANH KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ QUY TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG PHẦN MỀM DỰA THEO ĐỘ ĐO VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU CHO CÁC CÔNG TY GIA CƠNG PHẦN MỀM Ngành: Cơng nghệ thơng tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã số: 62480103 LUẬN VĂN THẠC SĨ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà nội - 2016 a) Lý chọn đề tài Công nghiệp phần mềm xem trụ cột tăng trưởng kinh tế nhiều Quốc gia Các công ty phần mềm thường xuyên phải đối mặt với nhiều thách thức khó khăn để cung cấp phần mềm chất lượng cao họ cố gắng để đạt hài lòng khách hàng Theo định nghĩa hình thức chất lượng sản phẩm phần mềm Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO tiêu chuẩn 8402: "chất lượng khả đáp ứng toàn diện nhu cầu người dùng tính công dụng nêu cách tường minh không tường minh ngữ cảnh xác định" Ngay định nghĩa chất lượng thấy thiếu yếu tố định lượng Để hiểu hết nhu cầu người sử dụng đạt hài lòng khách hàng khó Với khó khăn định lượng khái niệm chất lượng phần mềm, để có phần mềm tốt, cách thông thường tiếp cận theo lối chất lượng quy trình Việc vận dụng quy trình liên tục cải tiến quy trình cho phù hợp với hoàn cảnh cụ thể góp phần cải tiến chất lượng sản phẩm chất lượng sản phẩm góp phần tiến chất lượng sử dụng nhằm đáp đứng yêu cầu người dùng o phần mềm cần phải kiểm sốt cách nghiêm ngặt, chặt chẽ dựa quy trình phát triển đánh giá khách quan thông qua độ đo phần mềm, cần phải tìm hiểu mơ hình phát triển, quy trình, tiêu chuẩn chất lượng, công cụ phư ng pháp quản l nhằm xác định mơ hình phù hợp, quy trình chặt chẽ Vì lựa chọn đề tài “Khảo sát, đánh giá quy trình quản lý chất lượng phần mềm dựa theo độ đo đề xuất phương án tối ưu cho công ty gia công phần mềm” để hướng tới giải vấn đề nêu 2 b) Mục đích đề tài - Nghiên cứu tìm hiểu mơ hình phát triển dự án phần mềm, tiêu chuẩn, quy trình đảm bảo chất lượng - Nghiên cứu phư ng pháp công cụ thống kê áp dụng quản lý dự án định lượng - Thực cài đặt quản l định lượng cho số mơ hình phát triển - Áp dụng cài đặt đưa vào triển khai, kiểm soát cho dự án thực tế c) Đối tượng nội dung nghiên cứu cụ thể đề tài Đối tượng nghiên cứu Các mơ hình triển khai sản xuất phần mềm, chuẩn, mơ hình đánh giá quản l chất lượng phần mềm Nội dung nghiên cứu - - - Tìm hiểu mơ hình phát triển phần mềm: mơ hình tuyến tính, mơ hình chế thử, quy trình phát triển phần mềm thống nhất, phư ng pháp phát triển phần mềm linh hoạt Tìm hiểu lý thuyết quản lý chất lượng nói chung, quản l định lượng chất lượng dự án phần mềm theo mơ hình CMMi tiêu chuẩn chất lượng ISO Tìm hiểu khái niệm thống kê, kỹ thuật thống kê Tìm hiểu cơng cụ lập kế hoạch chiến lược, thống kê dự đoán: Hoshin template, Minitab, Crytal ball Xây dựng cài đặt công cụ quản l định lượng cho số mô hình phát triển mơ hình phát triển phần mềm thống nhất, mơ hình phát triển phần mềm linh hoạt Scrum Đánh giá hoàn thiện đề tài 3 d) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Nội dung luận văn Luận văn gồm có chư ng Chư ng 1: Giới thiệu tổng quan mơ hình phát triển chất lượng phần mềm Trong chư ng đề tài tập trung tìm hiểu mơ hình phát triển phần mềm phổ biến sử dụng bao gồm: Mơ hình tuyến tính (thác nước chữ V), mơ hình mẫu, mơ hình phát triển ứng dụng nhanh, mơ hình tiến hóa( gia tăng, xoắn ốc, xoắn ốc WINWIN), mơ hình theo thành phần, mơ hình hình thức, mơ hình phát triển phần mềm thống RUP mơ hình phát triển phần mềm linh hoạt Agile-Scrum nhằm tìm hiểu đặc điểm khả áp dụng loại mơ hình phát triển Trong chư ng đề tài tìm hiểu thực trạng cách thức quản l chất lượng doanh nghiệp gia công phần mềm nay: công ty chưa xây dựng mơ hình quản l chất lượng, doanh nghiệp lấy chứng quốc tế quản l chất lượng Để tăng sức cạnh tranh thị trường quốc tế thâm nhập vào thị trường mới, doanh nghiệp phần mềm nước cần phải nâng cao lực quản l , chuyên môn, đặc biệt áp dụng hệ thống quản l chất lượng Vì lựa chọn doanh nghiệp gia công phần mềm khách hàng đánh giá hệ thống quản l chất lượng doanh nghiệp phần mềm theo ba yếu tố: sản phẩm, quy trình chứng quốc tế ISO 9001:2000, TL9000 CMMI 4 Trong chư ng đề tài tìm hiểu mơ hình, chuẩn đánh giá chất lượng phổ biến tiêu chuẩn chất lượng ISO mơ hình đánh giá phát triển phần mềm CMMi Chư ng 2: C sở lí thuyết quản l chất lượng phần mềm Định đượng quản l chất lượng phần mềm Trong chư ng đề tài tập trung tìm hiểu c sở l thuyết quản l chất lượng Tìm hiểu tính chất, đặc điểm, nguyên tắc quản l chất lượng phư ng pháp quản l chất lượng Chư ng tìm hiểu phư ng pháp quản l chất lượng theo mơ hình CMMi, lịch sử hình thành CMMi, tổng quan mơ hình CMMi, lợi ích việc cải tiến theo CMMi năm mức độ trưởng thành mơ hình CMMi Trong năm mức trưởng thành CMMi mức mức đề tài quan tâm nhiều làm c sở cho việc quản l chất lượng định lượng chư ng luận văn Chư ng tập trung tìm hiểu phư ng pháp luận theo cách quản l chất lượng ISO bao gồm đối tượng áp dụng ISO, lợi ích áp dụng ISO bước triển khai để lấy chứng ISO Các công cụ lập kế hoạch, thống kê dự đoán quản l chất lượng tìm hiểu chư ng Trong - - Hoshin phư ng pháp lập kế hoạch chiến lược dùng để hoạch định chất lượng từ mức công ty đến mức dự án Minitab cơng cụ dùng để kiểm sốt liệu làm c sở cho việc thiết lập hiệu suất quy trình chư ng 5 - Crytal ball cơng cụ dùng để dự đốn kết theo phần trăm thành cơng với tiêu chí chất lượng, chi phí mơ hình hiệu suất dự án mà luận văn đề xuất chư ng Chư ng 3: Đề xuất thử nghiệm quản l chất lượng theo định lượng quản l sản xuất phần mềm Trong chư ng đề tài tập trung nghiên cứu hướng dẫn quản l chất lượng theo định lượng CMMi Từ đề xuất thử nghiệm mơ hình quản l chất lượng theo định lượng cho dòng dự án phát triển theo quy trình phát triển phần mềm thống RUP quy trình phát triển phần mềm linh hoạt Scrum-Agile Các bước xây dựng mơ hình đề xuất đóng góp đề tài xây dựng từ hướng dẫn quản l chất lượng theo định lượng Các bước mơ hình hóa quản l định lượng sau: Hình 3.1.Mơ hình hóa quản lý dự án định lượng Bước 1: Xác định mục tiêu dự án: xác định mục tiêu dự án xuất phát từ mục tiêu doanh nghiệp Bốn bước thực ma trận Hoshin để làm mịn mục tiêu từ mục tiêu doanh nghiệp đến mục tiêu dự án o Xác định mục tiêu doanh nghiệp o Xác định mục tiêu hiệu suất quy trình đ n vị sản suất/ dự án o Xác định nhân tố ảnh hưởng trực tiếp đến mục tiêu hiệu suất quy trình đ n vị/ dự án o Xác định tiến trình giám sát đo đạc trình thực dự án theo quy trình dự án Bước 2: Xây dựng quy trình xác định tiến trình con: dựa khung quy trình chuẩn cho loại dự án vận hành theo mơ hình khác RUP, AgileScrum, lựa chọn hoạt động quy trình, tùy chỉnh số bước thực bên cho phù hợp với tính chất dự án Bước +4: Lựa chọn tiến trình quan trọng cho mục đích thống kê, giám sát hiệu suất dự án Đối với dự án quản l theo định lượng, việc thiết lập quy trình dự án khơng lựa chọn tùy chỉnh từ quy trình chuẩn tổ chức giống phư ng pháp quản lý dự án tích hợp Mà việc lựa quy trình bước thực cịn phải dựa c sở định lượng, bước thực lựa chọn định đánh giá thông qua c sở hiệu suất quy trình PPB mơ hình hiệu suất PPM 7 Mơ hình hiệu suất PPM xây dựng từ liệu lịch sử công ty, thu thập dự án có đặc tính, cách tiếp cận phát triển dự án, ta tìm đặc tính qui luật ràng buộc lẫn tiến trình, tiến trình dự án Việc dự án đạt mục tiêu suất, chất lượng phụ thuộc vào việc tiến trình tiến trình đạt mục tiêu chúng Trong trình thực dự án, trình đạt mục tiêu tiến trình cho ta dự đoán khả đạt mục tiêu dự án Tại thời điểm kết thúc giai đoạn kết thực tế công đoạn vừa qua lại tích lũy vào mơ hình hiệu xuất đóng góp vào khả dự đốn cho dự án - C sở hiệu suất quy trình PPB thực sau: o Thu thập liệu nỗ lực thực hiện/ cỡ dự án tất tiến trình con: Phân tích u cầu, rà sốt u cầu, sửa lỗi yêu cầu, thiết kế kiến trúc, thiết kế chi tiết… o Thu thập liệu mật độ lỗi công đoạn tất cơng đoạn: mật độ lỗi rà sốt u cầu, mật độ lỗi rà soát thiết kế, mật độ lỗi rà soát mã nguồn, mật độ lỗi kiểm thử hệ thống, mật độ lỗi rị rỉ từ phía khách hàng o Kiểm tra mức độ tập trung liệu, liệu tập trung điểm nằm trọn hình boxplot 8 Boxplot of Requirement Create 7.0 Requirement Create 6.5 6.0 5.5 5.0 Hình 3.19 Biểu đồ kiểm tra mức độ tập trung liệu cho tiến trình rà soát yêu cầu o Loại bỏ điểm ngoại lại điểm nằm cận (UCL), cận (LCL) so với đường kiểm sốt (X) Hình 3.20 Biểu đồ xác định điểm ngoại lai liệu o Tính tốn suất cho cơng đoạn theo giá trị trung bình độ lệch chuẩn báo cáo Tổng hợp Hình 3.21 Biểu đồ tính tốn suất cho tiến trình Hiệu suất quy trình cho tất tiến trình RUP tổng hợp PPB sau: 10 Hình 3.22 Bảng suất cho tiến trình từ sở liệu quy trình RUP ữ liệu từ PPB chuyển vào mơ hình hiệu suất PPM để làm c sở cho việc lập kế hoạch dự đoán Hình 3.23 Mơ hình hiệu suất RUP 11 Hiệu suất quy trình cho tất quy trình Scrum tổng hợp PPB sau: Hình 3.31 Hiệu suất quy trình theo nỗ lực mật độ lỗi cho dự án Scrum Hình 3.35 Mơ hình hiệu suất dự án Scrum Thực chạy mơ hình hiệu suất công cụ dự báo Crytal ball, chạy 1000 lần dựa tập liệu từ mơ hình hiệu suất Kết dự báo thành công 100% cho thành công mật độ lỗi cho dự án Scrum 12 Hình 3.38 Dự báo khả thành cơng theo mật độ lỗi Scrum từ Crytal ball Kết sau chi phí chất lượng thực cho dự án theo mơ hình RUP cho thấy giá nỗ lực thực tế gần với nỗ lực dự đốn từ mơ hình 13 Hình 3.41 Cập nhật kết thực tế kết thúc công pha dự án RUP Kết chạy chạy Crytal cho dự án cơng đoạn sau 14 Hình 3.42 Cập nhật kết dự đoán kết thúc pha dự án RUP Như ta thấy kết sau kết thúc dự án, kết công đoạn đạt kế hoạch giai đoạn lập kế hoạch cho thấy mơ hình dự đốn tư ng đối xác kết dự án Kết thực cho dự án theo mơ hình linh hoạt Scrum: Cập nhật kết thực tế kết thúc vòng lặp cho thấy nỗ lực thực tế nhỏ h n nỗ lực dự đốn 15 Hình 3.43 Cập nhật kết dự đoán kết thúc vịng lặp Hình 3.44 Cập nhật kết dự đốn kết thúc vòng lặp dự án Scrum 16 ự báo khả thành công từ Crytal ball theo tổng nỗ lực 100%, theo mật độ lỗi 97.5%, theo tổng nỗ lực thực lại 97.8% theo mật độ lỗi rò rỉ sang khách hàng 95.7% Như ta thấy kết sau kết thúc dự án, kết cuối vòng lặp đạt kế hoạch giai đoạn lập kế hoạch cho thấy mơ hình dự đốn tư ng đối xác kết dự án Đóng góp đề tài Đề tài áp dụng thành công quản l chất lượng, quản l dự án độ đo theo định lượng vào việc quản l phát triển phần mềm thuê ngồi từ đóng góp quan trọng cho tổ chức phát triển phần mềm thuê ngoài, điều giúp khách hàng có phần mềm mong muốn Kết nghiên cứu làm tài liệu cho tổ chức áp dụng phư ng pháp quản l chất lượng, quản l dự án định lượng đảm bảo tốt cho việc phát triển phần mềm thành công theo kế hoạch Đề tài đưa phư ng pháp cài đặt quản l định lượng cho số mơ hình phát triển phần mềm cho số loại dự án e) Phương pháp nghiên cứu ựa l thuyết phát triển phần mềm, l thuyết chất lượng, quản l chất lượng phần mềm kết hợp ứng dụng thực tiễn để đưa đề xuất phư ng án phát triển phần mềm, cách quản l chất lượng phần mềm thích hợp cho loại dự án cụ thể (từ giúp nhà phát triển, doanh nghiệp phần 17 mềm có phương pháp giải vướng mắc trình phát triển phần mềm cho dự án thuê ngoài) f) Kết luận  Đề tài tìm hiểu mơ hình triển khai sản xuất, phát triển phần mềm, tiêu chuẩn chất lượng, mơ hình quản l chất lượng theo mơ hình CMMi  Phần thực nghiệm tập trung nghiên cứu, đề xuất quy trình mơ hình quản l chất lượng, quản l dự án theo định lượng cho mơ hình phát triển phần mềm: RUP Agile-Scrum cho dịng dự án phát triển từ đầu Kết mơ hình dự đốn xác so với kết thực tế sau thực xong dự án  Mơ hình quản l dự án theo định lượng chạy thực nghiệm cho thấy mơ hình giúp cho nhà quản l dự án tự tin nhiều giai đoạn lập kế hoạch, theo dõi quản l dự án ln đưa dự đoán khả đạt mục tiêu chi phí, tiến độ, chất lượng thời điểm trình phát triển dự án  Đề tài đưa đề xuất khả thi quản l dự án theo định lượng theo áp dụng xây dựng mơ hình tư ng tự cho doanh nghiệp  Đề tài làm tài liệu đào tạo cho sinh viên ngành kỹ thuật phần mềm, kỹ sư quản l chất lượng doanh nghiệp tổ chức  Phư ng hướng phát triển đề tài - Đề tài làm c sở để phát triển xây dựng mơ hình kiểm sốt chất lượng định lượng phù hợp cho loại hình doanh nghiệp gia cơng phần mềm theo mơ hình khác - Đề tài làm c sở để xây dựng phư ng pháp đánh giá, xếp loại lực thực kiểm sốt chất lượng cơng ty, tổ chức có chức đánh giá, thẩm định lực doanh nghiệp 18 Tài liệu tham khảo Nhập môn kỹ nghệ phần mềm, Ngô Trung Việt, NXB KHKT, 2003 Nguyễn Văn Vỵ, Nguyễn Việt Hà, 2009, Giáo trình kỹ nghệ phần mềm, NXB Giáo dục Việt Nam Quản lý quy trình phần mềm theo mơ hình CMM- Thực tiễn ứng dụng Việt Nam, Đỗ Việt Hùng, Luận văn Thạc sĩ, 2006 CMMI® for Development, Version 1.3, Software Engineering Institute (SEI) Bevan N (1995a) Measuring usability as quality of use Journal of Software Quality, 4,115-130 ISO 9001 (1994) Quality systems - Model for quality assurance in design, development, production, installation and servicing ISO/IEC 9126 (1991) Software product evaluation - Quality characteristics and guidelines for their use ISO/IEC CD 9126-1 (1997) Software quality characteristics and metrics - Part 1: Quality characteristics and sub-characteristics Scrum Primer Version 1.2 , Pete Deemer - Scrum Training Institute (ScrumTI.com) 10 Scrum Guide 2011, Ken Schwaber and Jeff Sutherland 11 SCRUM Development Process, Ken Schwaber 12 The Standish Group, 2015, CHAOS Report 13 http://ictnews.vn/kinh-doanh/quan-ly-chat-luong-trong-cac-dnpm-viet-con-loay-hoay-4120.ict 14 https://sas.cmmiinstitute.com/pars/pars.aspx 15 http://www.tcvn.gov.vn/sites/head/vi/tin-chi-tiet-mot-so-khainiem-ve-quan-ly-chat-luong-tham-khaod24fa950.aspx?AspxAutoDetectCookieSupport=1 16 http://www.iso.org/iso/iso-survey, 2014