面向军事复杂软件系统的协同演化开发研究

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军事复杂软件系统继承了复杂软件系统和军事应用的双重复杂性,同时还受到军事领域的外部规则限制,形成了相对封闭的软件生态系统。2017年以来,美军加快了软件采购与开发方面的改革,2020年正式发布了“自适应采办框架(AAF)”在包括软件在内的6个领域全面实施“敏捷采办”,在“软件采办路径”中明确“政府和软件承包商应当采用‘现代迭代软件开发方法’”,下步将会全面实施敏捷开发、精益实践、Dev Sec Ops等方法。从美军态度和观念的变化以及所开展的工作来看,改进软件工程方法,既是思想和认识的重大转变,还涉及软件过程、管理方法、支撑条件等一系列具体工作。与之相比,我国的军事复杂软件系统建设还依然沿用了普通软件的外包模式和开发方法,无法解决演化过程中的复杂性问题,从而长期重复造轮子、立烟囱,在低水平重复、低层次徘徊。为此,论文改进了软件演化过程的可视化分析模型和系统动力学模型,结合实际案例分析了军事复杂软件系统的特征,研究了软件演化过程的系统动力学因素,进而提出了面向军事复杂软件系统的“协同开发过程”,通过系统动力学模型进行了仿真验证。论文的主要创新点有3个方面:(1)改进了软件演化过程的可视化分析模型。调整和优化了现有模型的信息维度和表现形式,解决现有模型无法直观表达非线性发展、反复迭代过程的问题,从而满足复杂软件系统的研究需要。(2)重构了软件演化过程的系统动力学模型。完善了软件演化过程系统动力学模型的内外逻辑关系、组织结构和函数方程,解决现有模型未考虑内部因素、过于宏观、适用范围小、无法适用于复杂软件系统研究等问题,并在模型中增加了软件特征变量,以适应不同领域、不同用户特征、不同复杂程度的软件演化过程的研究。通过模拟仿真实验,研究和比较了不同软件的演化过程系统动力学因素,并通过问卷调查对结果进行了验证与评估。(3)提出了面向军事复杂软件系统的协同开发过程。针对军事领域软件开发的矛盾问题和发展要求,以自组织协同动力学、开源软件、敏捷开发为理论基础,提出了面向军事复杂软件系统的协同开发过程,通过自主开发、竞争性维护、技术路线绑定、软件贡献值等规则,改进软件开发中的组织架构、内部竞合规则、信息共享机制,具有一定的实践价值和指导意义。
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