運用能力成熟度模型改善企業網站開發之績效─以某中小企業為例

摘要
CMMI的基本精神為循序漸進的改善軟體開發的流程,在每一個Level層級都有相關的行動綱領與達成目標,以便於在不同的Level層級裡建構相關的流程。而每一個層級的要素與實現能力,都將作為進階下一個Level的基礎。在導入CMMI時,可以選擇分階表述的模式架構,從差異分析、訂定軟體作業流程、評鑑的通用性流程來導入外,也可以依照企業的需求選擇連續表述模式選擇性的導入。不管是「分階表述的模式」亦或是「連續表述模式」來導入CMMI的做法,主要都是藉由不斷的重複操作及演練,逐步將CMMI的每一個關鍵程序指標導入到組織裡。本研究利用CMMI Level 2的關鍵程序指標,採用「分階表述的模式」建構網站開發的標準程序,並以戴明環(Deming Cycle)模式來作為導入的方法。

關鍵詞:Capability Maturity Model/Integration(CMM/CMMI),專案規劃(Project Planning),需求管理(Requirement Management),Deming Cycle

一、研究背景
隨著全球化的趨勢,無論是個人、企業到國家,都努力的想辦法提升競爭力。今年行政院大力的推動「挑戰2008 國家重點發展計畫」,計畫將台灣建設成為「國際創新研發基地」,全力發展知識經濟,讓台灣在全球的科技領域裡,佔有一席之地。而資訊科技的運用,將是提升競爭力的重要關鍵。
能力成熟度整合模式(Capability Maturity Model/Integration,CMM/CMMI),是經濟部配合行政院的國家重點發展計畫,所大力推動的項目之一。經濟部的目標是要在2007年促成國內50家資訊服務業具備CMMI Level 3的程度,同時在2008年促成70家廠商達到Level 3的程度,同時促成五家業者達到Level 5的水準。而到目前為止,國內最高僅有Level 3認證。
經濟部推動的方式將以資訊軟體採購規定來帶動業者導入CMMI模式,未來不具有CMMI品質制度的業者將不能參與政府採購標案,預計政府大型資訊採購案在2008年起將100%由CMMI廠商得標(經濟日報,2004)。
CMMI的前身CMM,是由美國國防部委託SEI所發展出來的一套成熟度評估的模型。CMMI的效益可由下列的數據觀察出來:SEI對於使用SW-CMM的改善效益調查顯示出生產力提高35%、交貨後缺失數降低39%;美國國防部軟體資料與分析中心導入CMMI的經驗,在發展的成本可降低73%、平均時程降低37%;波音公司在CMMI Level 3時,專案生產率增加62%、過期時間改善36%;摩托羅拉公司在1997-2000年導入CMM Level 5時,每年平均生產率提高6倍、發展過程缺失率降低15倍、軟體發行後缺失率降低24倍(資訊工業策進會,2004)。由這些數據裡可以看出導入CMMI對於企業所帶來的效益。
國內軟體業者多半是屬於中小型的企業,礙於成本與其他因素的考量,並沒有嚴謹的工程方法,也因為如此,造成軟體品質低落,架構上疊床架屋,企業經營效率低落、客戶滿意度差等問題。而這對國家整體競爭力來說,也是一大問題。經濟部大力推動資訊軟體產業導入CMMI的模式,利用CMMI作為遵循的品質規範,使用CMMI的管理方法,使企業得以大幅降低生產成本、提昇產品品質與顧客滿意度、進而提高整體的競爭力。
如何運用能力成熟度模式的精神,具體改善企業相關軟體流程,達到最大的邊際效益,並尋求能力成熟度模式的改善空間,不失為一個可供研究的課題(謝明峰,2003;王志龍,2003;姚俊羽,2003;謝菊蓁,2003)。

[全文:]

二、研究動機
基於上述的背景,未來取得CMMI的認證是國內資訊軟體相關產業必須執行的目標。由於網際網路環境的發展與應用越來越普及,在網站相關軟體的開發工作也越來越重視效率與品質。
在網站開發的領域方面,與一般軟體工程開發的模式不太相同。雖說建置網站本身的軟體較為簡易,而且程式語言的結構上較為鬆散,不若一般軟體工程開發來的嚴謹。但網站的開發也需要一套結構完整的流程來進行,因此該採用哪一種方式來作為企業在網站開發的依據,是一個值得研究的課題(張百畝,2004)。
而網站的開發過程裡,共通的特性較多。若由不同的領域來觀察,其實所需的共通模組大都是相似的。除了網站本身的訴求與風格不同之外,基本上開發所需要的流程,亦或是網站所需使用的程式模組,幾乎都是相同的。這也是為何這幾年來,討論區模組程式、BLOG模組程式、NUKE模組程式……這些Freeware如此流行的原因。
在網站開發的領域裡與企業其他軟體開發(例如ERP、CRM、SCM、EIP)最大的不同是,客製的變異因素較少,許多模組幾乎都是直接套用即可,不需要因為企業本身生產或營運流程的不同而作許多的改變。這可以從上面所提到這幾種Freeware模組程式被廣泛的應用在不同的領域裡,得到證實。
企業網站開發的模式,主要可分為兩種:一種是委外開發,由專業的軟體公司來進行網站開發的工作。當軟體委外開發時,優點是由專業的軟體公司來控管網站的品質,且開發的過程較具時效性。但缺點是溝通不易,軟體本身的彈性較易受到限制,而同時會牽扯到企業機密外洩的問題。
而另一種方式是由企業本身聘僱專業的人員,來自行開發公司的網站。若由企業自身來開發網站,優點在於可以考量企業的整體需求,在軟體開發的過程與彈性上可以自由調整或改變。但缺點在於並非是專業的軟體公司,所以並沒有一套標準化的流程,而且在思維上也會因為企業本身的文化而有所不同。
因為沒有標準化的流程,在開發的過程中往往都是依據個人化的模式來進行(瑞德,1993)。這將導致開發出來的網站品質不一,效率不彰,同時也會造成管理與維護上的困難(Jeong and Oh and Gregoire, 2003; Bhatti and Bouch and Kuchinsky, 2000; Mich and Franch and Gaio ,2003)。
為了解決由一般企業自行開發網站所面臨到的問題,同時能提升企業網站製作的品質,以及有效提升網站的效能,降低網站維護與管理的成本,因此利用CMMI的模式(黃端祥,2003),來建立一套標準而通用的流程,同時這流程也能適用於不同產業的領域,解決上述的問題。

三、研究目的
基於上述的研究背景與動機,選定企業網站開發為研究的主題,使用CMMI的架構,來建構一個網站開發的流程。CMMI對於流程的建構只提出一個大架構,並沒有一套完整的作業流程可適用於不同的領域,因此本研究針對企業網站的開發,來制訂一個標準化的流程,其目的為:
一、利用能力成熟度整合模型來建構一套符合CMMI Level 2的網站開發標準化流程,並提出導入此網站開發標準化流程的方法,而這一套標準化的流程能夠適用於同類型網站開發的領域裡。
二、利用這一套流程來提升企業在網站開發上的整體績效。降低網站開發的成本、降低網站開發的出錯率,縮短網站開發的時程、提升網站的品質、減少維護與管理的成本。

四、預期成果
一、建構一套符合CMMI Level 2的網站開發標準化流程,以某中小企業實際導入,並不斷修正此流程,到最佳化為止。
二、驗證此流程能提升企業在網站開發上的整體績效,並且能適用於其它的領域。

五、研究範圍與限制
CMMI Level 2一共有七個關鍵程序指標,分別是需求管理(REQM)、專案規劃(Project Planning,PP)、專案監控(Project Monitoring and Control,PMC)、供應商協議管理(Supplier Agreement Management,SAM)、度量與分析(Measurment and Analysis,MA)、流程與產品品質保證(Process and Product Quality Assurance,PPQA)、建構管理(Configuration Management,CM)等七項。由於在本研究某中小企業網站的開發程序上,沒有供應商協議管理的程序,網站本身也不會直接使用到度量與分析,且建構管理已經完成,因此這三項程序指標不適用,也沒有立即性的效益。綜合上述本研究的範圍與限制有下列四點:
一、將以CMMI Level 2的四項關鍵程序指標為探討的範圍:
專案規劃(PP)
需求管理(REQM)
專案監控(PMC)
流程與產品品質保證(PPQA)
二、而本研究限制在網站開發本研究限制在網站開發的領域上,企業其他的工作與流程模式,不在本研究的探討範圍內。
三、本研究的效率指標,將以個案本身的經驗值來作為度量與比較的依據。
四、本研究以建立網站開發流程、提昇整體效率為主,並不考慮參與CMMI的評鑑。

六、研究方法
6.1 CMMI導入方式
CMMI的基本精神為循序漸進的改善軟體開發的流程,在每一個Level層級都有相關的行動綱領與達成目標,以便於在不同的Level層級裡建構相關的流程。而每一個層級的要素與實現能力,都將作為進階下一個Level的基礎。(資訊工業策進會,2004)
在導入CMMI時,可以選擇分階表述的模式架構,從差異分析、訂定軟體作業流程、評鑑的通用性流程來導入外,也可以依照企業的需求選擇連續表述模式選擇性的導入。不管是「分階表述的模式」亦或是「連續表述模式」來導入CMMI的做法,主要都是藉由不斷的重複操作及演練,逐步將CMMI的每一個關鍵程序指標導入到組織裡。
本研究利用CMMI Level 2的關鍵程序指標,採用「分階表述的模式」建構網站開發的標準程序(資訊工業策進會,2004),在回顧學者及先進之研究成果(陳政雄,2003;陳俊彥,2002)後,並以戴明環(Deming Cycle)模式來作為導入的方法。
6.2 Deming Cycle
利用CMMI Level 2的關鍵程序指標,建構網站開發的標準程序,並以戴明環(Deming Cycle)模式作為導入的方法(Kerzner, 2003)。戴明環模式是以流程規劃(Plan)出發,經過流程實施(Do)、追蹤查看(Check)、流程修正(Action)等過程,再進行下一階段的循環,以持續改善整體流程(請參考圖一)。以某中小企業網站開發的專案為實例,實際導入,以驗證導入成效並提出檢討修正。
6.3 專家效度
本研究參考CMMI的評鑑方式,採用專家效度來評鑑此流程是否符合CMMI Level 2的四項關鍵程序指標,以此作為PDCA循環的終止,並提出結論,研究邁入CMMI Level 3之方法(資訊工業策進會,2004)。專家效度的方法,由指導教授擔任原本SEI評鑑委員的工作,而公司內部的負責人則由公司的總經理擔任,主要評鑑的方式將蒐集三個項目為依據:問卷調查、文件與流程審查、人員訪談。藉由客觀證據與成果來驗證是否達到CMMI Level 2的指標。

圖一、運用戴明環模式改進軟體品質示意圖

七、研究過程與結果
7.1 研究流程
本研究導入的過程,主要透過下列的五個程序來展開:差異分析(Difference Analysis)、流程規劃(Plan)、個案實施(Do)、追蹤監看(Check)、流程修正(Action)、專家效度(Expert effect),如圖三。

圖三、研究程序示意圖
7.2 差異分析
差異分析主要的工作,先訪談公司裡系統部門的主管、專案經裡與網站開發人員,並取得公司原有網站開發作業的程序及相關表格。由於公司採用土法煉鋼模式,每一次網站架構的專案,都因執行專案的成員不同,而形成各自的程序與表格。在統合這些資料之後,與CMMI Level 2所規範的程序作分析比較,在整理了共通性的表格與流程後,選擇了專案規劃(PP)、需求管理(REQM)、專案監控(PMC)、流程與產品品質保證(PPQA)四項關鍵程序指標作為流程改善的目標。
7.3 流程規劃
本研究採用「分階表述的模式」來建構企業網站開發的標準程序,CMMI並不是軟體開發的工具或生命週期過程模型,而是過程改善的架構,CMMI模型中最核心的原件就是目標,目標代表我們所期望的最終狀態,若目標屬於單一的關鍵程序指標,稱之為「特定目標」(Specific goal,SG),若目標應用在所有的關鍵程序指標,則稱之為「通用目標」(Generic goal,GG),在每一個關鍵程序指標通常會有1到4個「特定目標」(Specific goal,SG)。在CMMI-SE/SW/IPPD/SS 1.1版的規範裡,一共有55個「特定目標」(Specific goal,SG)。
而對應於目標的執行方式,如果某一個執行方式只適用於單一的關鍵程序指標,稱之為「特定執行方式」(Specific practice,SP),若執行方式適用於所有的關鍵程序指標,則稱之為「一般執行方式」(Generic practice,GP)。通常一個「特定目標」(Specific goal,SG)會有1到2個「特定執行方式」(Specific practice,SP)來達成。在CMMI-SE/SW/IPPD/SS 1.1版的規範裡,一共有189個「特定執行方式」(Specific practice,SP)對應到55個「特定目標」(Specific goal,SG)。
本研究要達成CMMI Level 2的四個關鍵程序指標,在CMMI的規範裡定義了「通用目標」(Generic goal,GG)的等級,只要達成GG 2的等級,即滿足CMMI Level 2的要求。請參考表一。
表一、通用目標狀態表

由於本研究的四個關鍵程序指標:專案規劃(PP)、需求管理(REQM)、專案監控(PMC)、流程與產品品質保證(PPQA),在本案實際導入的過程中,包含了多項SG、SP與GG、GP的構面,礙於篇幅無法全部展開,因此選擇專案規劃(PP)的關鍵程序指標,來作為實際案例導入的介紹與成果的展現。
專案規劃(PP)的目的,主要在於建立與維護專案各項相關的活動計畫,專案規劃(PP)關鍵程序指標一共有三個特定目標(SG),請參考圖四。

圖四、專案規劃流程領域狀態圖
要達成CMMI Level 2的規範,則要完成通用目標(GG 2)以及特定目標(SG)。專案規劃(PP)裡定義了三個特定目標,以及各自的執行方法。通用目標(GG 2)則包含了十個執行方法,本研究藉由CMMI所規範的執行方式與目標,定義了網站開發的工作流程,以下為CMMI所規範的目標與執行方式,請參考表二與表三。
表二、專案規劃(PP)的特定目標與執行方法


表三、通用目標(GG2)執行方法

依據上述CMMI Level 2所規範的目標與執行方式,本研究採用CMMI專案規劃流程領域所提供的三個模型「專案制訂」、「專案維護」、「專案審查與承諾」套用在網站建制的工作裡。依照工作執行的先後順序,其運作的關係如圖五所示。

圖五、專案規劃流程主要程序圖
而專案啟始便開始依上述「專案制訂」、「專案維護」、「專案審查與承諾」三個程序來展開,其主要流程如圖六、圖七、圖八。

圖六、專案制訂程序流程圖
本研究利用CMMI的模型,來修改原本公司在專案制訂的流程,並透過專案實際導入來評估成效。

圖七、專案維護程序流程圖


圖八、專案審查與承諾流程圖
7.4個案實施
本研究依據CMMI所提供專案規劃(PP)、需求管理(REQM)、專案監控(PMC)、流程與產品品質保證(PPQA)四項關鍵程序,制訂相關的文件表格以及工作流程,以五個專案實際導入。CMMI裡對於流程改善的評估方式主要有兩種,一種是CMMI評估需求(Appraisal Requirements for CMMI,ARC,1.1版),另一種是CMMI流程改善標準標準評估方法(Standard CMMI Appraisal Method for Process Improvement,SCAMPI)。而其中SCAMPI較常被用來作為評估的方式。
SCAMPI要求使用三種「實務建制的指標」(Practice Implementation Indicators,PIIs)作為驗證的依據。三種指標分別是「直接物件」、「間接物件」、「證詞」。「直接物件」指的是專案執行的直接結果,包含專案執行過程中的各項文件與計畫。「間接物件」指的是專案執行後的結果,例如會議記錄、檢討表……等。「證詞」指的是專案相關人員的訪談記錄,可能包含人員訪談或問卷調查報告。
不論採用ARC亦或是SCAMPI來審查,都需要投入大量的資源,整個評估的工時平均需要100至200個工作天之間,而所投入的成本平均要數十萬美金,且需由CMMI軟體工程研究所訓練與授權的主導評審員(led appraiser)進行評估。
CMMI的評估是以「質」作為考量,而非以「量」來衡量。CMMI強調的是能力與成熟度的提升,本研究參考SCAMPI與ARC的評估方式,採用「專家效度」作為能力成熟度的評量,藉此評估本研究所定義的流程,是否達到CMMI Level 2所要求的「可重複性」的等級。在流程導入與修正的過程裡,相關的文件表格及流程礙於篇幅無法全部展開,因此整理了專案實施的數據作為成果的展現。
本研究以五個專案的實際導入,來作流程的修正,期望能藉以提昇網站開發的成熟度。網站開發的模式與一般軟體開發不同,一般軟體開需要定義相關的軟體生命週期以及開發工具與模型。在公司裡網站開發已經模組化,所有專案都採套件式,若從價值(Value)與成本(Cost)兩個觀點來作為量化指標定義的依據,由差異分析裡所分析的結果,在以往的專案經驗中,網站開發專案已採用套件模組,因此在開發成本部分可視為一個均值。也因此效益評估的方式,由原本價值(Value)與成本(Cost)所夠成的二維架構,在成本(Cost)視為均值的狀態下,變成以價值(Value)為主的線性架構。本研究是以價值的觀點來作為流程改善的指標。
CMMI的評鑑制度本身並沒有量化的指標來作為評鑑的依據,嚴格來說CMMI評鑑制度也可說是以CMMI軟體工程研究所授權的主導評審員(led appraiser)作為評鑑的專家效度。本研究在進行CMMI Level 2的評鑑,採用另一種量化模式來作為評鑑的依據。針對CMMI Level 2所定義的目標與執行方式,對比公司實際的成熟度需求,本研究以專案規劃(PP)、需求管理(REQM)、專案監控(PMC)、流程與產品品質保證(PPQA)四項關鍵程序的流程模組,歸納出三項量化的指標群組,分別是:「網站建制」、「網站維護」、「網站品質」。量化指標群組主要是由專案實行之後的檢討報告、維護記錄與專案經理及執行人員訪談結果所聚集而來。透過專案績效報告、專案審查記錄、矯正措施計畫表、軟體維護表、專案人力投入時程及缺失分析報告表,分成三個群組,每一個群組,各由三個元素所組成,這三個元素代表專案運作過程所產生的缺失。本研究將每一個元素的缺失分為1、3、5三個等級,數字越小表示缺失較少,數字越大表示缺失較多,需持續改善。藉由指標群組所得到的數據,來檢討相關的關鍵領域流程,量化指標的定義請參考表四。
表四、量化指標定義

這九個缺失元素,每一個缺失分為三個等級,量值分別為1、3、5。缺失率最差的狀態值為45,最優化的數值為9。從初始的「差異分析」所得到的分析資料,由於程式已經模組化,因此專案在網站建制與網站維護的程式缺失較少。經由公司的總經理、專案經理與本研究的負責人討論之後,網站建制裡的工時缺失、其他缺失;網站品質的滿意度缺失、錯誤率缺失、其他缺失,是首要需改善的目標。在評量總體的缺失容許度之後,定義出專案的整體缺失若能低於量值15,則可視為有效提升網站開發的成熟度,達到CMMI Level 2所要求的「可重複性」的值,所以本研究以量值15作為「專家效度」的依據,請參考表五。
表五、專家效度的量值定義表

在五項專案先後實施的過程裡,我們將每一次專案結束所統計的量值作一個分析,運用PDCA的方式來改善工作的流程。當專案結束時所評估的量值能低於「專家效度」所定義的量值時,本研究即結束,並準備邁入CMMI Level 3的流程導入。
7.5實施成果
本研究以五個專案的實際導入,分析每一個專案結束後所得到的量值,作為流程改善的依據。藉由流程改善來得到最佳化的流程模式,並準備邁入CMMI第三階段的工作準備。專案實際導入的過程資料與流程修正的相關資料繁多,因篇幅的關係,我們將實施的成果整理為一個總表來呈現,請參考表六。
表六、實施結果量值表

首要流程改善的目標針對網站建制裡的工時缺失、其他缺失;網站品質的滿意度缺失、錯誤率缺失、其他缺失。在未進行流程改善之前的專案裡,這五項缺失的總值平均為量值21。在參考專案規劃(PP)、需求管理(REQM)、專案監控(PMC)、流程與產品品質保證(PPQA)四項關鍵程序的目標跟執行方式,主要修正了「專案規劃」與「專案監控」與「流程與產品品質保證」的相關程序,在PDCA的循環改善流程的程序,在專案E時缺失已經低於專家效度所定義的量值15,且從專案A到專案五其整體缺失量值表現出收斂的狀態。從這個評估的量值,可以說本研究所推動的流程改善已經符合CMMI Level 2的等級。

八、結論
CMMI的基本精神為循序漸進的改善資訊相關領域工作的流程,在每一個Level層級都有相關的行動綱領與達成目標,以便於在不同的Level層級裡建構相關的流程。而每一個層級的要素與實現能力,都將作為進階下一個Level的基礎。
許多人都以為CMMI只適用在大型組織、政府採購或國防工程上,也有許多人把CMMI跟軟體代工劃上等號,認為軟體代工的產廠商才需要導入CMMI。基本上,這些觀點都與CMMI的本意大相逕庭。CMMI提供了一個流程改善的架構,本研究透過CMMI所提供的模型,利用「分階表述的模式」,進行差異分析之後,以目標導向的方式來導入,並藉由戴明博士提出的PDCA循環模式,來作為流程最佳化的方式,以建構出一個符合CMMI Level 2的網站開發標準化流程。
在五個PDCA的循環修正之後,在錯誤缺失的控管上有了很大的進步,有效提升網站開發的成熟度。雖然研究本身不考慮參與CMMI的評鑑,但在流程導入時的文件管理、開會、稽核、審查,也耗費了相當多的資源,在小型專案的部分,是需要視狀況而簡化相關的流程,才能有效的進行流程的改善。
本研究可證實導入CMMI對於企業的發展有相當大的益處,在改善流程的本身,可建立公司的文化,同時也優化網站開發的能力。希望本研究所得到的流程與經驗能夠作為其他準備導入CMMI公司的一個參考,同時公司也準備繼續導入CMMI Level 3的流程,藉以增加公司的競爭力。

參考文獻
圖書:
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博碩士論文:
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11.陳俊彥(2002),以量化軟體度量指標支援CMMI模式的導入與評鑑,國立台灣科技大學資訊管理學系研究所,碩士論文。

期刊論文:
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3.Albuquerque, A.B. and Belchior, A.D. (2002), Virtual bookstores quality evaluation: a case study, Web Site Evolution, Proceedings. Fourth International Workshop on, pp.73 - 78.
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2005-03-28  -  duncan Email  -  5492  -  資訊工程 - 讀者回應

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