The approach to improvement of quality and efficiency of basic processes of software life cycle on the basis of knowledge management. Dmitriev P.I.

The report reviews solution of the problem of organization of access to knowledge in basic processes of software life cycle. The variant of creation knowledge management system of software, results of implementation of system at the software company is described.

 

Сегодня управление знаниями представляет собой новый метод менеджмента, который изменяет подходы организаций, в которых эффективно функционирует система менеджмента качества (СМК). При этом знания, интеллектуальный капитал, интеллектуальная собственность рассматриваются как ценный ресурс, определяющий производительность, жизнеспособность и успешность организаций. Эта общая тенденция приобретает особое значение для предприятий – разработчиков программного обеспечения (ПО) в связи с быстрой сменой технологий, большим ростом объемов, источников информации и знаний. Предприятия, которые быстрее других получают и генерируют знания, внедряют их в ключевые бизнес-процессы, обеспечивают их хранение и усвоение сотрудниками, повышают качество производимой программной продукции, обеспечивают себе устойчивый рост и приобретают несомненные конкурентные преимущества. В связи с этим возникает необходимость в эффективном управлении знаниями и создании систем поддержки этого процесса.

Важное место среди процессов СМК предприятия – разработчика ПО занимают базовые процессы жизненного цикла программных средств (ПС), связанные с определением требований, проектированием, разработкой и сопровождением программной продукции, так как они являются наиболее трудоёмкими, и качественное их выполнение во многом определяет способность организации выполнять требования, предъявляемые потребителем к поставляемой продукции. При этом быстрый и удобный доступ к знаниям, которые используются и создаются при реализации конкретных работ (задач), играет первостепенную роль, поскольку позволяет значительно повысить качество и эффективность указанных процессов. Проблема заключается в организации такого доступа, так как существующие средства доступа не могут обеспечить достаточный уровень полноты при поиске необходимых знаний, а непосредственное изучение большого объема информационных ресурсов (например, документации на ПО) требует больших временных затрат.

Существующие стандарты (как специфические для области разработки ПО, так и общие стандарты по управлению качеством) документально закрепляют использующиеся в компании производственные знания и предлагают некоторые действия по управлению ими, однако сам процесс управления знаниями в явном виде не регламентируют.

Сегодня темой большого количества теоретических и практических исследований является тема построения автоматизированных систем управления знаниями (СУЗ), которые реализуют весь комплекс функций работы со знаниями. Анализ литературы по данной тематике показал, что на сегодняшний день не существует промышленной СУЗ, которая может быть внедрена в базовые процессы жизненного цикла ПС на предприятии – разработчике ПО путем простой инсталляции готового решения, а также недостаточно исследований, посвященных структурам корпоративных СУЗ, которые можно было бы использовать для построения СУЗ на таком предприятии.

Исследуемое предприятие ЗАО «Петер-Сервис» является ведущим российским разработчиком решений в области систем класса OSS/BSS для поддержки операционной и бизнес деятельности крупных операторов связи. СМК исследуемого предприятия сертифицирована по международному стандарту ИСО 9001:2008. Основу СМК исследуемого предприятия составляет иерархия процессов, охватывающих все жизненно важные виды деятельности предприятия и направленных на обеспечение удовлетворенности потребителей продукции. Процессный подход, реализованный в СМК предприятия, направлен на удовлетворение интересов как внешних, так и внутренних потребителей, что позволяет организации постоянно улучшать свою деятельность. Функционирование процессов СМК базируется на принципах TQM и реализуется в циклах PDCA. Технология поддержки жизненного цикла ПС, применяемая при работе с потребителями, базируется на основе ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207 и ГОСТ 34.601. Знания являются входными и выходными элементами базовых процессов жизненного цикла ПС. Часть знаний и информации становится явной (формализуется в виде определенного набора документов, текстов программ и данных), другая часть остается у специалистов. Анализ ресурсов знаний показал, что основным ресурсом знаний в базовых процессах жизненного цикла ПС является документация на ПО, которая включает более 40000 страниц текстовой информации.

Автором разработано научно-методическое обеспечение управления знаниями в базовых процессах жизненного цикла ПС в виде метода структуризации информации, находящейся в документации на ПО, и онтологических моделей, на основе которых создана СУЗ о программной продукции (СУЗПП). Метод структуризации информации, находящейся в документации на ПО, позволяет выделить из документов понятия предметной области, свойства и связи между ними, структурировать их формальным способом в виде модулей документации. Модуль документации (МД) – дискретный фрагмент текста документа в электронном формате, который может содержать как изображения, так и текст с форматированием и гиперссылками. Каждый вид МД представляет собой соответствующее понятие информационной системы, которое описывается в документе на ПО. Например, настроечный параметр, назначение продукта, назначение подсистемы, описание операции (последовательности ручных или автоматических действий), описание процедуры/функции, описание таблицы базы данных, описание визуальной формы (окна) приложения и т.д. Каждый конкретный МД – это экземпляр понятия. МД является неделимым с точки зрения хранения и использования фрагментом документации на ПО. Вместо разработки и поддержания в актуальном состоянии цельных документов документаторы создают или изменяют МД.

Метод структуризации информации, находящейся в документации на ПО, состоит из следующих этапов:

· Выявление видов МД (понятий), их свойств (атрибутов) и связей.

· Разработка правил идентификации, оформления и описания МД.

· Перевод документации на модульную структуру.

Выявления видов МД, их свойств и связей выполняется экспертами-документаторами с возможным привлечением для этого других экспертов (аналитиков, разработчиков и т.д.) в области соответствующего направления разработки ПО. Перевод документации на модульную структуру выполняется документаторами в процессе выполнения рабочих заданий на создание или модификацию ПО. Хорошо структурированные документы легко разбиваются на МД соответствующего вида. Неструктурированные документы требуют предварительной переработки перед переводом на модульную структуру (создание недостающих описаний).

На основе предложенного метода разработан комплекс онтологических моделей представления знаний в процессах определения требований, проектирования и разработки ПО. Всю совокупность разрабатываемого на предприятии ПО можно рассматривать как основной компонент единой информационной системы, в которой информационные процессы и методы работы с информацией осуществляются с применением средств вычислительной техники и средств телекоммуникаций. Онтология информационной системы – формализованное представление такой системы, которое включает описание понятий системы (концептов) и логические связи между ними (отношения). Онтология вместе с набором экземпляров образует базу знаний информационной системы. Комплекс моделей знаний информационной системы состоит из совокупности дополняющих друг друга онтологий: онтологии документации на ПО, онтологии функциональностей информационной системы, онтологии продукции.

Концепция СУЗПП состоит в комбинации двух типов СУЗ (с использованием компонент информационно-поисковых систем и систем искусственного интеллекта). Ключевым компонентом СУЗПП является подсистема поиска, обеспечивающая оперативный отбор и выдачу релевантной информации по запросам. Поиск информации производится не в хранилище документов, а в онтологической базе знаний, что позволяет учесть семантику информации, находящейся в документации на ПО, и повысить качество поиска. Используется комбинация синтаксического и семантического поиска, т.е. поиск выполняется в экземплярах онтологии с учетом их семантических свойств и связей.

Опытная проверка и внедрение результатов исследований выполнялось на предприятии ЗАО «Петер-Сервис» в 2012 году. Внедрение СУЗПП дало следующие результаты.

1. Повышение качества базовых процессов жизненного цикла ПС: для процесса проектирования и разработки ПО значение комплексного показателя увеличилось на 25%, для процесса сопровождения ПО – на 21%.

2. Повышение качества документации на ПО за счет появления новых потребительских свойств (добавлен гипертекст, метаинформация, автоматическое формирование документов).

3. Повышение качества процесса поиска информации о программной продукции (повышены показатели полноты и точности поиска на 44% и 5% соответственно).

4. Уменьшение трудозатрат на разработку документации на ПО (по подсистемам до 20%, полностью генерируемой общей документации по группам продуктов до 90%).

5. Уменьшение трудозатрат на сопровождение ПО (среднего времени на анализ и выработку решения по сообщению с ошибкой на 20%, среднего времени на ответ по сообщению с вопросами по эксплуатации ПО на 25%).

6. Активизацию обмена знаниями между сотрудниками.