基于贝叶斯网络的 S 项目风险评价研究

第一章  绪论

1.1  研究背景与意义

1.1.1  研究背景

在信息技术飞速发展的今天，云计算及大数据等技术应运而生，带动相应的软件开发行业的快速发展，软件研发收入占到了信息产业 GDP 的四分之一。信息化软件的大量应用推动了传统产业改造，积极实施工业信息化是重要的手段之一。全周期生产数据管理系统、财务系统、生产自动控制系统等大量应用于各行各业，各个企业对信息化建设的投入也日益加大，这些现代信息化技术和信息化软件有效推动了企业提高管理效率、降低运营成本的发展过程。

但是，在信息化软件项目建设及实施的过程中，信息系统软件项目的风险问题也慢慢显露出来，特别是外包软件项目的质量问题，已经对这个产业的发展带来了相当严重的后果。据统计，已经建设完成的信息系统软件项目中有 85%左右的项目并未达到客户预期，仅仅 15%的项目完全符合系统建设预期。在大型企业中实施管理信息系统是非常困难的事情，涉及的部门多，实施周期长，需求反复频繁，客户需求难以量化，这些都是保证项目完成，达到客户预期的障碍。

1.1.2  研究的意义

如何利用科学的方法对项目风险进行评价并加以应对，保障信息系统软件项目质量，是我们值得去研究的课题。当前文献中提到典型的风险评估方法主要有决策树和故障树法以及敏感性分析能够分析出企业项目的关键风险因素，这些方法在风险评估研究中显示了其各自优点，但是还有很多不足之处，主要表现在：风险评估量化具有相当大的主观因素；某些方法需要有大量的历史数据为依据。本文选取贝叶斯网络作为工程项目风险评估的方法，利用该方法能有效的对风险进行建模并能清除的表达风险之间的关系，可以对很多存在不确定性的问题进行良好的推理，同时它还能够处理其他方法的缺陷如：样本量小、信息不完全而不能处理的数据集，近十几年来已经在人工智能和数据挖掘方面取得了广泛的应用。

考虑到 S 项目的自身特点，之前一直没有相关的项目，所以缺乏相关经验和历史数据用于借鉴，本文利用专家知识，采用贝叶斯网络方法来研究 S 信息管理项目的风险，从而客服了样本量小和信息不足的问题。随着社会的发展，各类型项目的发展趋势是大型化、复杂化，因此本文中对 S 项目风险管理的研究具有重大的学术和现实意义，由于项目本身的特点，缺乏详尽历史数据资料可供查询，如何克服上述存在的问题，成为风险评估急需解决的关键所在。

.......................

1.2  研究现状

1.2.1  相关理论

1.2.1.1  风险评价的概述

一  风险定义

PMBOK 中对项目风险的定义为：项目的风险是一个不确定的事件或情况，如果它发生了，会至少对一个项目的目标，如时间，成本，范围，或质量产生积极或消极的影响。风险的产生可能有一个或多个原因，如果它发生，会对一个或一个以上的目标产生影响。风险通常被视为只能用统计知识加以描述，因为引起它发生的原因及产生后果的不确定性是我们无法完全完全掌握的。而且项目中的风险是多维度的，它的原因和后果会相互影响而发生作用的。例如，信息项目建设中的风险可能是要求一个关于保密资格的认证证书，或项目组成员较少。风险事件是，所进行的项目不能达到保密资质的要求，就不能获得许可证，或项目组成员较少可能不足难以完成所有任务，不能完成所有的任务就没有时间学习相关的保密要求。如果这些不确定事件发生时，有可能影响到项目造价，时间进度或交付质量。对于信息工程项目，考虑到其一次性的自身属性使得它比其他一些社会经济活动的不确定性更大，它具有以下特点:

（1）项目各组成部分之间是复杂的非线形关系，不存在必然的函数关系，如当项目工期滞后时，往往可以通过增加人员力量的投入或者是加班加点去赶上工期，但有时增加这些却不能达到加快进度的目的，个别情况中反而会拖延进度；

（2）项目各组成部分存在的非线形关系比较复杂，并且一般不能在事先被掌握；

（3）项目不是完全按照一般按计划执行的，它总是处于不断变化之中；

（4）项目所处的环境是十分复杂的，它容易受到受到自然，经济，政治，技术，组织以及其他影响因子的复合影响。

二  风险评价的概念与步骤

风险管理的基本过程在相关领域已经达成基本共识，它主要有风险识别、风险因素分析评估以及风险应对控制。伴随着项目的深入实施，会出现各种类型的风险，项目负责人应该对风险进行及时的再判断识别，并且迅速的实施新风险控制计划，只有如此动态的持续管理，才能实现风险管理的有效性。如图 1-1 所示。

......................

第二章  S 项目风险管理现状

随着国内军工电子设备设计与制造水平的不断发展，信息化建设已经成为提升企业竞争力的有效途径和必由之路，而数字化设计与制造则是信息化的重点。在军工电子设备开发生产过程中，如何选择和使用好元器件，提高元器件的选用水平才能提高整机的性能与可靠性，实现元器件信息的有效共享、流通及应用，，则是提高元器件选用水平的前提。因此，制定与数字化设计配套的电子元器件选用管理规定，建立统一的电子元器件信息平台，是企业开展信息化建设的基础。

2.1  项目概况

2.1.1  项目实施企业概况

M 研究所是一家综合性的大型电子装备制造商，研发领域涉及通信、卫星导航定位、航天航空测控、通信与信息对抗、航天电子信息系统与综合应用等。企业已有数十年历史，目前在职员工 7000 多人，企业实行事业部制，上设科技部、财务部、人事部、资产部、规划部、建设部、信息中心、物资部等机关部门，下设十多个专业研发部及若干个生产车间。

2.1.2  项目背景

目前 M 研究所主要以通信产品为主，覆盖通信、测控、导航研发等领域，产品多样化导致所选用的元器件类别广泛、品种规格数量庞大，每年元器件采购经费数亿元，选用品种数万个，选用管理与质量控制难度日益突出，如何在大量的计算机辅助工具中建立合理的元器件选用程序？如何获取元器件性能指标、采购、质量可靠性、生产商、供货状态及 EDA 设计库文件等数据资源？大量的数据资源如何进行管理维护以确保规范和准确？元器件数据资源怎样实现在 CAD、EDA、PDM、物资管理系统、可靠性设计评估等计算机辅助管理和设计工具间高效流通和应用？如何开展企业、型号工程电子元器件选用管理及国产化工作？一系列的问题并没有得到很好的解决，导致元器件采购成本居高不下、元器件设计数据资源不足、元器件信息错误率高、产品研制周期长、元器件选用控制及国产化工作难以实施等诸多管理与技术短板。故需要建立信息完整、丰富、规范、准确的电子元器件信息系统，为企业的设计、生产、管理、维修等各个环节的人员提供全方位的元器件信息，并对信息库进行动态维护更新，从而提升设计效率及水平，缩短产品开发周期，降低采购成本，提高产品品质。

2.1.3  项目目标

1．数据库目标

（1）针对 M 研究所物资管理系统中所有带有物资编码的元器件清单，建立 M 研究所的企业元器件基础信息库，基础信息库中只包含基础物料信息，如物资编码、生产厂家、器件名称、型号规格等；(具体属性字段后面说明)

（2）根据 5 所项目经验，结合 M 研究所器件选用需求，在元器件基础信息库范围内，选择质量好、有应用前景、性价比高、生产商资质好的器件，生成元器件选用信息库，包含物资编码、元器件类别、元器件型号规格、元器件名称、主要性能参数等字段信息；(具体属性字段后面说明)；

（3）在元器件选用信息库中，针对进口电子元器件进行安全等级判定，并广泛收集其国内相似替代产品信息，建立元器件国产化支撑信息库；

......................

2.2  项目风险控制现状

2.2.1  项目风险管理人员组织架构

项目建立了内部质量检查工作程序，项目经理作为质量工作的第一负责人，在项目组中设立质量工作小组，设小组组长负责具体的质量检查工作。质量检查小组中根据检查内容的不同分为数据检查人员、软件检查人员、整体交付测试人员，各角色人数如表2-1：

......................

第三章  S 项目风险识别 .............. 25

3.1  风险识别的一般方法 ........ 25

3.2 S 项目风险识别方法 .................... 26

第四章  S 项目风险评价 .................. 34

4.1 S 项目风险评估值的确定 .......... 34

4.2 S 项目风险贝叶斯网络的构造 ................ 36

第五章  S 项目风险控制 ..................... 43

5.1 S 项目业主需求理解错误以及软件需求分析不充分风险的控制 ............... 43

5.1.1 S 项目需求收集与存储风险因素 ................. 43

第五章  S 项目风险控制

5.1 S 项目业主需求理解错误以及软件需求分析不充分风险的控制

5.1.1 S 项目需求收集与存储风险因素

按照传统的项目管理流程，在项目开始就要做详细的市场调查和市场研究报告，然后产品需求文档初步形成。产品需求文档要求项目建设工作是由一个内部项目团队维护。与此同时，还有一个客户支持团队将定期与业主沟通，将客户的需求变化及时反馈给项目团队。由此可知需求来源有三方面：完全由公司内部制定和维护的项目需求文档，由客户制定的商业客户软件需求及变更，基于第三方软件应用的的软件需求，对于其他两种需求具有相当的不确定性和随机性，为此对不同的情况该方案设计了两种不同的处理机制:

首先，从客户和软件的需求出发，在一段时间后会通过在文件的需求文档的产品要求的定期更新集成到新的产品需求中。由于该项目采用开放源码的软件开发方法，并为这些早期变化的需求反映了这些需求和变化，为便于动态的收集管理这些需求的变更，需将其存储在一个专门的软件需求数据库中，以便于项目开发团队和软件需求管理团队能够高效、实时的沟通和工作，并保持一致的需求理解。此外，客户支持团队要时刻关注客户的需求变化，并在数据库中引入的变化，并确认这种理解是一致的。一方面，在这种软件开发模式下，开发人员能及时掌握软件的更改，并可以确保该软件系统更快地用户确认；其次，需求管理的过程先通过数据库进行更新添加管理并确认无误后才正式集成到最终的需求文档中，它是为有效控制和一个良好的软件检验编辑软件包括一些主要版本，并预测在下一版本将实现的功能。

其次，那些与需求文档的产品和软件要求一致的需求取决于产品和企业软件应用的各业务需求兼容；新软件的需求，要设定需求的优先事项，并稳步发展并定期检查其该项功能的重要性和优先级的设置。作为信息系统的需求具有很高的灵活性和随机性，测试软件组必须保持的管理和控制需要的一定频度已应对其频繁更改带来的不便。集成在需求文档应该实现各项需求的成功整合，并支持其定时更新的需要。

.....................

结论

本文围绕国内某研究所的某信息系统开发及实施项目开展风险识别、风险评价及风险控制研究。由于项目参与人员较多，且项目影响因素较多，本文综合采用历史文献分析法、头脑风暴法、调研表法对项目全生命周期可能出现的风险因素进行了识别，并通过对 50 名项目参与人员的调研得出了各风险的概率分布，使用风险等级矩阵对风险因素进行了等级划分，得到了项目风险清单，包含了 13 项比较较为显著的风险因素作为风险评价的对象。鉴于项目历史数据缺乏及现场数据难以收集的特点，应用贝叶斯网络的方法进行风险评价，在贝叶斯分析软件 GeNIe 中，建立了 S 项目风险因素的贝叶斯网络模型，通过调查收回的样本数据进行了贝叶斯网络的参数学习，并通过贝叶斯网络分析研究，采用敏感性分析及逆向推理的方法，分析出对业主需求的理解错误、项目实施人员专业技术达不到项目要求，由于软件需求不停的提出和变动造成的项目推进困难，软件需求分析不充分以及软件开发过程技术缺陷等为项目的关键风险因素。根据关键风险清单中列出的风险因素，提出了针对性的控制措施并在项目中实施，取得了良好的效果。

本文依然存在某些不足之处，其包括在收集风险因素数据量不充分因而导致识别的关键风险不足，另外使用贝叶斯网络建模时本文所构建的模型由于风险因素之间的关系偏于简单，因而未能充分体现出该方法在大量风险因素关系复杂情况下的优越性。

参考文献（略）