裝備軟件成本估算專家輔助系統初探

黃　強

摘要：文章論述了基于LOC、Delphi法、經驗類比法、功能點分析法、COCOMO法等各種成本估算方法設計開發軟件成本估算專家輔助系統。針對開發需求，研究了理論框架結構、人員框架結構，以及該系統的工作過程和需求事項。框架為軟件設計提供了清晰的結構，是開發專家系統的基礎。

關鍵詞：軟件成本估算；專家輔助系統；框架；裝備軟件；開發需求

中圖分類號：TP393

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)17-0041-02

進行準確的裝備軟件成本估算是保證裝備軟件開發順利進行的關鍵和必要手段，也是保證裝備采購人員能夠對裝備軟件進行準確定價，避免軍費浪費。但是，當前對裝備軟件成本估算的手段單一，方法不多，不夠精確。在裝備軟件的估算過程中，由于裝備軟件開發過程的諸多不確定性，導致在估算過程中必須要有具備深厚專業知識的專家人員，但是在產品開發的實際中，這種專業深厚的高水平專家人員比較少，完全依靠領域專家來進行估算成本代價太高，不切實際。因此，設想開發一套裝備軟件成本估算專家輔助系統，用于在開發過程中對裝備軟件的項目時間、成本進行估算，解決缺乏專業領域專家人員的情況下對裝備軟件進行估算。估算人員只需要輸入開發軟件的相關信息或者整個軟件編碼，經過系統的匹配和綜合的估算，把估算結果顯示于界面上，方便快捷。如圖1所示：

一、開發背景

當前，裝備軟件成本估算主要存在估算的方法有限，精確度不夠，直接影響了裝備軟件的設計開發和增加了采購成本。主要表現在兩個方面：

1、裝備軟件的設計開發主要是依據軍方立項，通過國家指定的軍品生產廠方，依據確定的標準和要求進行的。但是大多數承制方缺乏專業領域知識深厚的專家，并且，裝備軟件的設計開發缺乏市場競爭，參與的企業少，規范的軟件生產企業不多，對設計開發過程中的裝備軟件成本估算不足，因而直接影響了裝備軟件開發的順利進行和產品質量。

2、在軍方采購人員中，大部分人員是軍校畢業后直接進入采購部門工作，既沒有經過專業的理論培訓也沒有相關領域的經驗，對軟件的成本估算只懂皮毛甚至不懂，大部分是按照國家關于軍品的微利補貼原則，以承制方的價格為基礎進行采購，這樣條件下的采購無疑是帶有較大的盲目性，難以避免對軍費的浪費。因此，如果能設計一套專家輔助系統，其意義較重大。

二、設想理論框架

裝備軟件成本估算專家輔助系統理論框架主要由兩個部分組成。一個是存儲各種算法和估算標準的數據庫。該數據庫由算法知識庫、歷史模型庫、儲存比較庫、智能估算執行庫組成。算法知識庫主要是對當前各種關于裝備軟件成本估算的算法進行編程存檔(LOG法、Delphi法、經驗類比法、功能點估計法、COCOMO法等)，主要提供給智能執行庫的估算模型原則。歷史模型庫主要存儲許多歷史經典裝備軟件模型，收集盡可能多的模型，為估算軟件提供近似匹配依據。智能估算執行庫主要是完成對輸入的估算程序調用算法知識庫中的各種算法進行估算，同時對裝備軟件進行歷史模型匹配，得到近似估算值，儲存結果比較庫主要是把各種估算結果存儲下來并根據智能執行庫的指令進行比較，最后對估算值進行按預定比例系數進行加權處理，得到最終估算結果經傳輸設備傳出。另一個框架就是操作系統和人機交換框架，主要是操作系統對第一個框架內的各種數據進行維護管理，科學地組織和存儲數據，高效地獲取和維護數據，準確的物理尋址，并及時對數據進行更新，用戶通過人機交互界面與系統打交道，把要估算的裝備軟件信息或者編碼輸入進計算機，調用第一個框架內的數據，獲取知識，并進行推理，得到解釋，并對數據庫進行維護，并把估算結果顯示出來。

三、開發人員框架

裝備軟件成本估算專家輔助系統的功能是完成對裝備軟件的成本估算，主要為解決廠方在進行軟件項目開發時對軟件成本的預算不準和軍方在采購過程中對裝備軟件的知識不深厚導致對其成本估算不準確。在開發這個系統需要四類人員參與才能完成開發。第一類就是眾多領域專家進行知識收集和整理，建立各種算法和模型；第二類就是知識工程師進行知識建模、形式化、編輯以及語法檢查；第三類是開發軟件工程師根據系統的目的和已建模型進行系統設計和調試；第四類是最終用戶對系統進行軟件成本估算。如圖2所示：

四、開發需求

裝備軟件成本估算專家輔助系統首先要對目標用戶的要求做出準確定位。即：裝備軟件成本估算專家輔助系統主要是供給廠方在進行裝備軟件項目開發和軍方在對裝備軟件采購定價時用，因此，對廠方和軍方最需要了解的是裝備軟件成本的組成和估算精確度的問題。由此可以確定該系統要達到的要求，以及用什么方式實現這些要求，這就需要組織大量的專業領域專家進行論證和算法研究及建模，收集更多的歷史模型，方便地對模型進行建模管理、存取管理、運行管理、模型組合，能方便地對知識進行插入、修改、更新、查詢等，及時對數據庫進行維護和更新。

五、工作過程

首先，由眾多領域專家進行知識的收集整理，進行各種算法的研究探討，并對算法進行驗證可行，此過程也稱為抽象的過程；在此基礎上，由知識工程師根據領域專家的各種算法進行數學建模，成為可以理論計算的模型，此過程就是把抽象到具體的過程；然后，由軟件開發工程師根據已有的數學模型進行計算機編程，成為計算機可執行的程序編碼并存儲與計算機內，此過程就是把具體到應用的過程；在前三個過程結束后，實際工作中的用戶只需要將相關信息輸入進計算機便可以進行成本的估算了。用該系統進行成本估算主要有兩種工作方式：一種是廠方進行裝備軟件項目的開發設計時，主要對該軟件項目的成本進行預算；一種是針對軍方采購人員進行采購是便于對裝備軟件的定價而進行成本估算。總的來說其原理是一樣的。用戶把需要估算的軟件相關信息或者整個程序編碼輸入計算機，通過操作系統把相關信息傳輸到智能執行庫，智能執行庫根據接收到的相關信息進行分項估算，調用算法庫中的相關算法結合相關的信息進行估算，把估算的結果存儲在存儲比較庫中暫存，再根據歷史模型庫中的模型匹配進行概算，得到的結果也存儲于存儲比較庫中暫存，最后智能執行庫根據存儲比較庫中的暫存數據進行加權平均計算，將最后優算得結果經操作系統的指令直接傳出到人機交互界面，供給用戶參考。

六、結語

成本估算專家輔助系統的主旨是在缺乏專業領域專家人員的情況下，便于裝備軟件在開發設計時能準確對其成本進行預算和在采購時便于對裝備軟件定價而進行估算。文章中的理論框架為軟件設計提供了清晰的結構，是開發裝備軟件成本估算專家輔助系統的基礎。開發裝備軟件成本估算專家輔助系統在理論框架、人員框架、開發需求的指導下，通過詳細設計、數據庫設計、編碼實現、測試等過程實現系統全部功能。開發該系統之前需要大量的工作才能完成，但是一旦該系統設計開發完成后，將對實際工作過程中具有重要現實意義。文中提出的框架結構和開發需求對于裝備軟件成本估算以及裝備軟件成本估算專家輔助系統設計研究具有很好的指導作用。

參考文獻

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[5]尹朝慶，尹皓，人工智能與專家系統，北京：中國水利水電出版社，2002

作者簡介：黃強(1980-)，男(苗族)，湖南洪江人，供職于第二炮兵工程學院研究生二隊，正連職，研究方向：管理科學與工程。