基于活躍時(shí)間分組的軟件眾包工人選擇機(jī)制

周壯 余敦輝 張萬山 王意

摘 要：針對(duì)現(xiàn)有的軟件眾包工人選擇機(jī)制對(duì)工人間協(xié)同開發(fā)考慮不足的問題，在競標(biāo)模式的基礎(chǔ)上提出一種基于活躍時(shí)間分組的軟件眾包工人選擇機(jī)制。首先，基于活躍時(shí)間將眾包工人劃分為多個(gè)協(xié)同開發(fā)組;然后，根據(jù)組內(nèi)工人開發(fā)能力和協(xié)同因子計(jì)算協(xié)同工作組權(quán)重;最后，選定權(quán)重最大的協(xié)同工作組為最優(yōu)工作組，并根據(jù)模塊復(fù)雜度為每個(gè)任務(wù)模塊從該組內(nèi)選擇最適合的工人。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該機(jī)制相比能力優(yōu)先選擇方法在工人平均能力上僅有0.57%的差距，同時(shí)因?yàn)楸ＷC了工人間的協(xié)同而使項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)平均降低了32%，能有效指導(dǎo)需多人協(xié)同進(jìn)行的眾包軟件任務(wù)的工人選擇。

關(guān)鍵詞：軟件眾包; 協(xié)同開發(fā); 眾包工人選擇機(jī)制; 協(xié)同工作組; 活躍時(shí)間

中圖分類號(hào)： TP311.52

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract： Concerning the problem that existing software crowdsourcing worker selection mechanisms do not consider the collaboration among workers， a crowdsourcing worker selection mechanism with bidding model based on active time grouping was proposed. Firstly， crowd-sourced workers were divided into multiple collaborative working groups based on active time. Then， the weights of the working groups were calculated according to the development capabilities of the workers in the group and collaboration factors. Finally， the collaborative working group with the highest weight was selected as the optimal working group， and the most suitable worker from this group was selected for each task module according to the complexity of the module. The experimental results show that the proposed mechanism has a gap of only 0.57% in the average worker ability compared to the ability only allocation method. At the same time， it reduces the project risk by an average of 32% due to the ensurence of the cooperation between workers， which can effectively guide the selection of workers for multi-person collaborative crowdsourcing software tasks.

Key words： software crowdsourcing; collaborative development; crowdsourcing workers selection mechanism; collaborative working group; active time

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及化，軟件開發(fā)不再局限于一個(gè)小型、孤立的開發(fā)者群體，而越來越多地由一個(gè)組織和社區(qū)中的多人合作完成[1]，跨越時(shí)間、地域、組織限制的協(xié)同工作方式已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，由此誕生了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新興軟件開發(fā)模式——軟件眾包[2]。

眾包的特點(diǎn)使得企業(yè)可以用相對(duì)較低的成本獲得全球化的勞動(dòng)力資源和更多的創(chuàng)造力，從而幫助企業(yè)顯著降低開發(fā)成本，縮短任務(wù)的完成時(shí)間[3-4]，但同時(shí)，由于參與眾包的人員沒有固定的合作關(guān)系，無法建立協(xié)同開發(fā)環(huán)境，因此軟件眾包任務(wù)的完成質(zhì)量難以得到保證。諸多文獻(xiàn)[5-8]指出軟件眾包任務(wù)模塊間無法避免地存在依賴關(guān)系，若無法確保工人之間的協(xié)同工作，可能會(huì)導(dǎo)致軟件開發(fā)效率不高、軟件質(zhì)量低下。Bandinelli等[9]指出，由于軟件開發(fā)具有協(xié)作性，開發(fā)成功與否依賴于“建立在開發(fā)團(tuán)隊(duì)中的通信渠道的質(zhì)量和效果”。還有研究表明，通過眾包進(jìn)行軟件項(xiàng)目開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)主要為團(tuán)隊(duì)協(xié)作相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，原因是眾包從根本上改變了原有的組織狀態(tài)，而項(xiàng)目管理方法和信息交流通道沒有進(jìn)行相應(yīng)完善[10]。由此可見，如何保證眾包工人之間的協(xié)同一直是眾包軟件開發(fā)中亟待解決的迫切問題之一。

目前已有許多商業(yè)眾包平臺(tái)提出了軟件眾包的解決方案。例如，TopCoder、Bountify等平臺(tái)采用在線競爭的方法完成眾包開發(fā)任務(wù)分配，將任務(wù)組織為競賽，根據(jù)社區(qū)對(duì)任務(wù)提交的同行評(píng)審（peer review）來選擇獲勝者（和亞軍）[1]。該方法使用競爭機(jī)制保證任務(wù)完成質(zhì)量，但它默認(rèn)任務(wù)是獨(dú)立的、無需協(xié)同的組件開發(fā)任務(wù)，同時(shí)某些開發(fā)周期長的競爭任務(wù)將會(huì)給落選者造成較大的損失，因此，該方法只適合微型、短期的開發(fā)任務(wù)，且從提交的大量任務(wù)中選取優(yōu)勝者也是一項(xiàng)困難和耗時(shí)的工作[11]。而GetACoder、豬八戒、碼市、解放號(hào)等平臺(tái)采用競標(biāo)模式選擇眾包工人。該方法實(shí)現(xiàn)了眾包平臺(tái)與工人的雙向選擇，有助于達(dá)成穩(wěn)定雇傭關(guān)系，適合各種規(guī)模的開發(fā)任務(wù)，但任務(wù)發(fā)布者需要瀏覽大量競標(biāo)信息并進(jìn)行人工的比對(duì)選擇，工人是否可以協(xié)同工作完全由人工選擇決定，時(shí)間、人力成本相對(duì)較高。在學(xué)術(shù)界，也有眾多學(xué)者積極展開這方面研究。例如，施戰(zhàn)等[12]提出基于用戶可靠性的任務(wù)分配機(jī)制，該機(jī)制假定眾包任務(wù)難度是一致的，僅考慮工人的可靠性;但軟件開發(fā)任務(wù)難度差別較大，必須考慮工人的開發(fā)能力。Mao等[13]提出使用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練分類模型，基于待分配任務(wù)與歷史完成任務(wù)的靜態(tài)屬性之間的相似度進(jìn)行任務(wù)分配;但該方法僅考慮了個(gè)人與待分配任務(wù)的匹配程度，未考慮多人協(xié)作開發(fā)同一任務(wù)時(shí)如何匹配的問題。Shao等[14]將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于內(nèi)容過濾的方法相結(jié)合來推薦開發(fā)者;但過分依賴于固有屬性，沒考慮到開發(fā)者動(dòng)態(tài)變化的開發(fā)能力。Zhu等[15]提出基于主題特征的排序方法對(duì)工人能力進(jìn)行排序，從而完成工人推薦，但未考慮到工人間如何協(xié)作的問題。Wang等[16]基于能力提升模型實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的推薦，但也局限于單個(gè)工人完成單個(gè)任務(wù)的情形。

上述研究大多僅關(guān)注了任務(wù)和工人個(gè)體間的配對(duì)，更多考慮的是在任務(wù)發(fā)布階段對(duì)任務(wù)進(jìn)行分解以保證任務(wù)的獨(dú)立性[2]，但均未能進(jìn)一步提出有效方法來確保眾包工人之間協(xié)同工作。軟件眾包間的協(xié)同方式大致可以分為兩類：一是工人間通過交換和正確處理結(jié)構(gòu)化文檔進(jìn)行的形式化協(xié)同;二是工人間自由交換有結(jié)構(gòu)或無結(jié)構(gòu)的信息進(jìn)行的非正式協(xié)同[17]。相較而言，第二種方式對(duì)任務(wù)發(fā)布方和工人的要求較低，同時(shí)因?yàn)樽杂傻慕换?，他們的行為受到彼此的影響，使得合作者們能相互理解協(xié)同地工作[10]，這樣更能充分發(fā)揮群體智慧的優(yōu)勢(shì)，因而更加適合眾包的開發(fā)模式。在空間上，基于互聯(lián)網(wǎng)的眾包環(huán)境擁有實(shí)現(xiàn)協(xié)同所要求的通信基礎(chǔ)，無需眾包工人集中在指定地點(diǎn)工作;而在時(shí)間上，由于眾包群體的不確定性，很難保證一致的工作時(shí)間。同時(shí)，大多數(shù)參與眾包的人群屬于兼職，只能在一天中的某些特定時(shí)段活躍在線進(jìn)行眾包工作，因而選擇出活躍時(shí)間盡可能相近的眾包工人是實(shí)現(xiàn)軟件眾包中協(xié)同的關(guān)鍵點(diǎn)。

因此，為了解決現(xiàn)有眾包軟件開發(fā)對(duì)協(xié)同開發(fā)考慮不足的問題，綜合眾包方式與傳統(tǒng)協(xié)同開發(fā)的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高眾包軟件質(zhì)量和開發(fā)效率，本文在競標(biāo)模式的基礎(chǔ)上綜合考慮工人能力和協(xié)同程度，提出了一種基于活躍時(shí)間分組的軟件眾包工人選擇機(jī)制，該機(jī)制綜合考慮各分組的工人能力和可協(xié)同程度，為眾包軟件任務(wù)挑選出最合適的工人集合。最后，本文通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出方法的可行性和有效性。

1 問題模型

1.1 相關(guān)定義

本文研究的軟件眾包系統(tǒng)基于競標(biāo)模式，軟件眾包工作流程如圖1所示。首先，任務(wù)發(fā)布方將軟件眾包任務(wù)相關(guān)信息提供給眾包平臺(tái)，眾包平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)任務(wù)進(jìn)行需求分析，并按功能和工作量為任務(wù)劃分不同模塊，而后將任務(wù)標(biāo)記為可報(bào)名狀態(tài);然后，眾包工人選擇自身?xiàng)l件符合要求且感興趣的任務(wù)進(jìn)行報(bào)名;當(dāng)某個(gè)任務(wù)滿足分配條件后，眾包平臺(tái)將為該任務(wù)選擇出一批最合適的工人，并將任務(wù)中的每個(gè)模塊具體分配給一名工人。這一批工人將作為一個(gè)工作組協(xié)同完成開發(fā)任務(wù)。各個(gè)工人完成自己的模塊開發(fā)后將代碼提交至眾包平臺(tái)，平臺(tái)交由專人與開發(fā)者協(xié)調(diào)溝通并將各模塊進(jìn)行整合，最終形成完整的解決方案交付給任務(wù)發(fā)布方。

5 結(jié)語

針對(duì)軟件眾包中難以保證眾包工人間協(xié)同的缺點(diǎn)，本文提出了一種基于活躍時(shí)間分組的工人選擇機(jī)制。首先提出了協(xié)同工作組構(gòu)建算法，將報(bào)名的工人按活躍時(shí)間劃分為多個(gè)協(xié)同工作組;然后綜合工人能力和協(xié)同因子計(jì)算各個(gè)協(xié)同工作組權(quán)重，接著選擇出權(quán)重最優(yōu)的協(xié)同工作組并完成組內(nèi)分配;最后，通過在真實(shí)的軟件眾包工人數(shù)據(jù)集上的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所提出機(jī)制可以選擇出高能力且能協(xié)同工作的工人，并能有效地降低軟件眾包項(xiàng)目的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。下一步的工作主要可以從兩方面展開：一是軟件眾包平臺(tái)同時(shí)存在多個(gè)任務(wù)且單個(gè)工人同時(shí)報(bào)名多個(gè)任務(wù)的情況下，解決多任務(wù)多工人的分配問題;二是融合進(jìn)時(shí)間、成本、交付形式等多種因素進(jìn)一步優(yōu)化工人選擇。

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