第五章 软件项目成本管理 |
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第五章 软件项目成本管理
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软件项目的成本管理，就是为了确保项目在既定预算内按时、按质、经济、高效地实现项目目标所开展的一种项目管理过程。
项目的成本管理包括成本估算、成本预算和成本控制。
本章内容提要5.1 软件项目成本管理概述
5.2 软件规模度量
5.3 成本估算
5.4 成本预算
5.5 成本控制
5.1 软件项目成本管理概述
软件项目规模一般是指所开发软件的规模大小，它的度量方法一般有两种： LOC(Lines of Code)：源代码程序长度的测量
FP(Function Point)：系统功能数量的测量
软件项目工作量是指为了提供软件的功能而必须完成的软件工程任务量。其度量单位为： 人月、人天、人年：人在单位时间内完成的任务量
为了确定工作量度量单位，可设定一个“标准程序员”，例如具有15~18个月开发经验的程序员。 工作量与规模紧密相关，此外还与项目和产品特性（如团队的技术和能力、所使用的语言和平台、团队的稳定性、项目中的自动化程度、产品复杂性等）相关。 在不会引起混淆的情况下，工作量和规模这两个概念可不做区别。 软件项目成本 完成软件项目工作量相应付出的代价，即待开发软件项目所需要的资金。 人的劳动消耗所需要的代价是软件开发的主要成本。 成本一般采用货币单位来计算，如人民币、美元等。 工作量和成本的关系 工作量是项目成本的主要考虑因素，完成项目工作量所消耗的成本是项目成本最主要的部分。因此，项目的工作量估算和成本估算常常同时进行。 如果确定了单位工作量所消耗的成本，则可根据项目工作量直接计算出完成项目工作量所消耗的成本。例如：如果一个软件项目的工作量是20人月，而企业的人力成本参数是2万元/人月，则完成项目工作量所需的成本是40万元。 软件项目成本的构成 软件项目通常是技术密集型项目，其成本构成与一般的建设项目有很大区别，其中最主要的成本是在项目开发过程中所花费的工作量及相应的代价，它不包括原材料及能源的消耗，主要是人的劳动消耗。 一般来讲，软件项目的成本构成主要包括以下几种：（1）软硬件购置成本：这部分费用虽然可以作为企业的固定资产，但因技术折旧太快，需要在项目开发中分摊一部分费用。（2）人工成本（软件开发、系统集成费用）：主要是指开发人员、操作人员、管理人员的工资福利费等。在软件项目中人工费用总是占有相当大的份额，有的可以占到项目总成本的80％以上。（3）维护成本： 维护成本是在项目交付使用之后，承诺给客户的后续服务所必需的开支。可以说，软件业属于服务行业，其项目的后期服务是项目必不可少的重要实施内容。所以，维护成本在项目生命周期成本中，占有相当大的比例。（4）培训费：培训费是项目完毕后对使用方进行具体操作的培训所花的费用。（5）业务费、差旅费：软件项目常以招投标的方式进行，并且会经过多次的谈判协商才能最终达成协议，在进行业务洽谈过程中所发生的各项费用比如业务宣传费、会议费、招待费、招投标费等必须以合理的方式计入项目的总成本费用中去。此外，对异地客户的服务需要一定的差旅费用。（6）管理及服务费：这部分费用是指项目应分摊的公司管理层、财务及办公等服务人员的费用。（7）其他费用：包括：基本建设费用，如新建、扩建机房、购置计算机机台、机柜等的费用；材料费，如打印纸、磁盘等购置费；水、电、气费；资料、固定资产折旧费及咨询费等等。 从财务角度看，可将项目成本构成按性质划分为两种：（1）直接成本。与具体项目的开发直接相关的成本。如人员的工资、外包外购成本等。又可细分为开发成本、管理成本、质量成本等。 （2）间接成本。不归属于一个具体的项目，是企业的运营成本，分摊到各个项目中。如房租、水电、保安、税收、福利、培训，等等。 软件项目成本管理的内容和目标 软件项目成本管理的内容包括成本估算、成本预算、成本控制。 现实中，软件项目经常成本超支，这是因为：项目需求含糊，经常会由于客户不断变化的实际要求而变更计划；项目成本结构复杂，成本核算方法和实施难度大；成本的估算不合理，行业标准不明确，尤其是间接成本的估算没有标准成熟的方法和科学依据；项目涉及新的技术或商业过程，有很大的内在风险。 结合IT项目的成本特点，应用恰当的项目成本管理技术和方法可以很有效地改变成本超支状况。 成本管理的主要目的就是将项目的运作成本控制在预算的范围内，或者控制在可以接受的范围内。 5.2 软件规模度量 软件的规模是影响软件项目成本和工作量的主要因素。 最常用的度量软件规模的方法是代码行（Lines of Code，LOC）和功能点（Function Point，FP），分别利用代码行数和功能点数来表示软件系统的规模。 代码行（LOC）从软件程序量的角度定义项目规模。 要求功能分解足够详细。一般是根据经验数据估计实现每个功能模块所需的源程序行数，然后把源程序行数累加起来，得到软件的整体规模。有一定的经验数据（类比和经验方法）。与具体的编程语言有关。优点： 直观、准确（在有代码的情况下）、易于计算（可使用代码行统计工具）。缺点： 对代码行度量没有公认的标准定义。代码行数量依赖于所用的编程语言和个人的编程风格。在项目早期,需求不稳定、设计不成熟、实现不确定的情况下很难准确地估算代码量。 功能点（FP） 用系统的功能数量来测量其规模，与实现产品所使用的语言没有关系。 对系统的外部功能和内部功能进行计数。 根据技术复杂度因子（权）对它们进行调整，产生产品规模的度量结果。 功能点计算公式 FP =UFC*TCF UFC(Unadjusted Function Point Count)未调整功能点计数TCF(Technical Complexity Factor) 技术复杂度因子 UFC的计算方法 首先计算功能计数项，对以下五类元素计数： 用户输入：由用户输入的面向应用的数据项。用户输出：向用户提供的输出数据项。用户查询：要求系统回答的交互式输入。外部接口文件：与其它系统的接口数据文件。内部文件：系统使用的内部固定文件。 然后对各功能计数项加权并求和，得到UFC。
案例分析
某学院安装了一个工资系统，人事处要求创建一个子系统来分析每门课程的人力资源成本。要求该子系统提供查询每门课程人力资源成本的功能。每名教师所得工资的细节可以通过工资系统中的文件得到，教师花在教每门课上的小时数可通过一个基于计算机的计时表系统中的文件得到。该子系统将计算结果存放到由总会计系统读取的一个文件中，并产生一个报告，来显示每名教师每门课的课时数及这些课时数相应的成本。
问题：计算该子系统的UFC。（子系统产生的报告复杂度为高，其它所有元素的复杂度均为中等）
参数估算法
使用项目特性参数建立经验估算模型来估算成本。
经验估算模型是通过对大量的项目历史数据进行统计分析（如回归分析）而导出的。
经验估算模型提供对项目工作量的直接估计。
该方法简单，而且比较准确，但如果模型选择不当或提供的参数不准确，也会产生较大的偏差。
经验估算模型
模型形式：E=A+B*SC
E:以人月表示的工作量A,B,C:经验导出的系数S:主要的输入参数(通常是LOC,FP等)
面向LOC的：
Walston-Felix(IBM)模型 E= 5.2*(KLOC)^0.91Balley-Basili模型 E=5.5+0.73*(KLOC)^1.16Boehm简单模型 E=3.2*(KLOC)^1.05Doty模型 E=5.288*(KLOC)^1.047
面向FP的：
Albrecht and Gaffney 模型 E=-13.39+0.0545FPMatson,Barnett E=585.7+15.12FP
Walston-Felix(IBM)模型
1977年，IBM的Walston和Felix提出了如下的估算公式：
E ＝ 5.2×L ^0.91 ，L是源代码行数(以KLOC计)，E是工作量（以PM计） D ＝ 4.1×L ^ 0.36，D是项目持续时间(以月计) S ＝ 0.54×E ^ 0.6，S是人员需要量(以人计) DOC ＝ 49×L ^ 1.01。DOC是文档数量(以页计)
举例
采用java 完成项目，366功能点，则
L = 366×46 = 16386行 = 16.386KLOCE ＝ 5.2×L ^ 0.91 ＝ 5.2×16.386 ^ 0.91 ＝ 66人月 DOC ＝ 49×L ^ 1.01 ＝ 49×16.386 ^ 1.01 ＝ 826页
COCOMO（Constructive Cost model）
构造性成本模型，是世界上应用最广泛的参数型软件成本估计模型。
由Barry Boehm利用加利福尼亚的一个咨询公司的大量项目数据推导出的一个成本模型。该模型于1981年首次发表，于1994年又推出了COCOMO II。
COCOMO基本原理
将开发所需要的工作量表示为软件规模和一系列成本因子的函数,基本估算公式:
A:可以校准的常量; S为软件规模; E为规模的指数,说明不同规模软件具有的相对规模经济和不经济性;EM为成本驱动因子,反映某个项目特征对完成项目开发所需工作量的影响程度;n为描述软件项目特征的成本驱动因子的个数。 项目类型 有机（Organic） 各类应用程序，例如数据处理、科学计算等。受硬件的约束比较小，接口环境灵活；软件的规模不是很大。 嵌入式（Embeded） 系统程序，例如实时处理、控制程序等。在硬件和软件的严格约束条件下运行，对系统进行变更的代价很高；软件的规模任意。 半相连（Semidetached） 介于上述两种系统之间。 COCOMO81 模型类别 基本COCOMO静态单变量模型。 中等COCOMO在基本模型基础上考虑各种影响因素（工作量驱动因子），调整模型。 高级COCOMO中等COCOMO模型基础上考虑软件工程中各个步骤的影响。 基本COCOMO E=a*(KLOC)^b E是项目的工作量（以人月计）KLOC是软件产品的代码行数（以千行计）a、b是依赖于项目自然属性的参数 基本COCOMO系数表工作量系数是根据成本驱动因子的打分计算得出，是对公式的校正系数。 中等COCOMO系数表非常低（very low） 1.46 低（low） 1.19 正常（nominal） 1.00 高（hign） 0.80 非常高（very hign) 0.71 当每个成本驱动因子Fi的值选定后，工作量系数的计算如下：工作量系数=F1*F2*…Fi…*Fn 中等COCOMO举例 一个33.3 KLOC的软件开发项目，属于半相连型的项目，采用中等COCOMO进行工作量的估算： a=3.0，b=1.12工作量系数=0.70*0.85*1……*1.15=1.09E = 3.0＊33.3 ^1.12 ×1.09＝166 PM 高级COCOMO 工作量计算公式与中等COCOMO模型一样，区别主要在于： (1) 把待估算的软件项目分解为模块、子系统、系统3个级别，从而可以在更细的粒度上估算工作量。 (2)考虑了在项目各开发阶段中，成本驱动因子所产生的影响。（1）应用组成（application composition）模型。这个模型主要用于估算构建原型的工作量，用于项目规划阶段。（2）早期设计（early design）模型。适用于体系结构设计阶段。（3）后体系结构（post-architecture）模型。适用于完成体系结构设计之后的软件开发阶段。 后体系结构模型(1)项目先例性：指出对于开发组织来说该项目的新颖程度。(2)开发灵活性：为了实现预先确定的外部接口需求及为了及早开发出产品而需要增加的工作量。(3)风险排除度：反映了重大风险已被排除的比例。(4)项目组凝聚力：反映了开发人员在目标和文化背景等方面相一致的程度，以及开发人员组成一个小组工作的经验。(5)过程成熟度：反映了按照能力成熟度模型度量出的项目组织的过程成熟度。 COCOMO模型扩展及其系列 Boehm教授及其研发团队对COCOMO模型做了许多扩展，用于解决不同领域内的问题，形成了COCOMO模型系列： COINCOMO(constructive incremental COCOMO)：用于支持增量开发中的成本估算。 DBA COCOMO(database (access) doing business as COCOMO Ⅱ)：基于数据库实现并支持灵活数据分析。 COQUALMO(constructive quality model)：用于估算软件产品的遗留缺陷并体现质量方面的投资回报。 iDAVE(information dependability attributed value estimation)：用于估算并跟踪软件依赖性方面投资回报。 COPLIMO(constructive product line investment model)：支持对软件产品线的成本估算及投资回报分析。 COPROMO(constructive productivity improvement model)：通过预测新技术中最成本有效的资源分配来提高生产率。 参数估算的适用性 参数估算方法需要大量历史数据作为支撑，而且数学模型的建立要使用特定的分析技术（如回归分析），因此具有较强的学术性，在许多实际软件项目中的可操作性并不好。 所以很多项目管理者更倾向于选择更为简单实用的成本估算方法，比如后面将介绍的“分解-累计”方法。 专家估算法 由多位对应用领域和开发环境有丰富经验的专家进行成本估算。 专家是指具有专门知识和经验，或经过专业培训的团体或个人。 为避免单个专家产生偏见，尽量由多位专家进行估算，取得多个估算值，最后得出综合的估算值。 专家估算法-Delphi 组织者发给每位专家一份软件系统的规格说明和一张记录估算值的表格，请他们估算。 专家详细研究软件规格说明后，对该软件提出3个工作量（或成本）的估算值： 最小值ai 最可能值mi 最大值bi 组织者对专家的表格中的答复进行整理，计算每位专家的平均估算值Ei=(ai+4mi + bi)/6和总的平均值E=(E1 +E2+…+En)/n (n表示n个专家)。 组织专家无记名填表格，比较估算差，并查找原因。 如果各个专家的估算差异超出规定的范围（例如：15%），则需重复上述过程 ，最终可以获得一个多数专家共识的软件工作量（或成本）估计值。 专家估算法举例 某管理信息系统-专家估算 专家1：1，8，9 （1+9+4*8）/6=7（万元）专家2：4，6，8 （4+8+4*6）/6=6（万元）估算结果=（6+7）/2=6.5（万元） “分解-累计”估算方法 该方法简单、直观。 首先估算产品规模。步骤如下： （1）项目规划小组先分解产品的功能，制定“产品功能分解与规模估算表”。软件规模的度量单位可以使用代码行，也可以使用对象数、页面数等。产品功能分解与规模估算表： 工作量估算表： 项目人力成本 = 项目工作量×平均人力资源单价×成本系数 平均人力资源单价可由人员的工资确定。 之所以要乘以成本系数，是因为人力资源的成本要高于工资，企业除了要为人员支付工资外，还要支付各种保险金、福利、资源消耗等。对软件企业来说，成本系数大约是1.5至2.0。 5.3.3 一种实用的软件成本估算过程该过程步骤如下：1.对项目进行任务分解:1,2,…,i,…,n2.估算每个任务的成本Ci3.项目的开发成本=C1+C2+……+Ci+……+Cn4.项目总估算成本= 直接成本+间接成本5.项目总报价=项目总估算成本+风险利润 估算每个任务的成本 先估计任务的工作量Ei （一般以人月为单位）。 然后估算任务成本Ci= Ei*人力成本参数。 直接成本估算 直接成本的构成：开发成本、管理成本、质量成本 管理和质量成本的简易估算法： 开发工作量：Effort(Dev) 管理和质量工作量：Effort(Mgn)=a*Effort(Dev)a为比例系数，可根据企业的具体情况而定，例如20%--25%。 直接成本= Effort(Dev) + a*Effort(Dev) 间接成本估算 根据企业具体的成本模型进行计算。 简易估算方法： 间接成本=直接成本*间接成本系数间接成本系数根据企业的具体情况而定，例如取0.3。 项目总估算成本 总估算成本=直接成本+间接成本=直接成本+直接成本*间接成本系数 =直接成本(1+间接成本系数) =工作量*人力成本参数*（1+间接成本系数） 成本系数=人力成本参数*（1+间接成本系数） 总估算成本=工作量*成本系数例如：某项目的工作量是40人月，成本系数为2万元/人月，则项目的总估算成本为40*2=80万元。 项目总报价 风险利润包括风险基金、项目税费和税后利润等。 风险利润=项目总估算成本*a%a是利润系数，根据企业、项目的不同而不同。 项目总报价=项目总估算成本+项目总估算成本*a%=项目总估算成本（1+a%） 5.3.4 成本估算的准确度6个人月的工作量可表示为6+3、6-1人月。 范围表示6个人月的工作量可表示为5~9人月。 风险量化
降低人力资源的费率往往会打击工作人员的积极性，但可以通过降低其他资源的费率来实现，比如降低能源消耗、设备费用、耗材费用等。 减少任务的工时使任务高效率地执行，避免浪费时间，从而适当减少任务的工时，可以降低任务的费用。 减少加班加班需要支付加班费率，这通常要高于正常情况下的人力资源费率，所以减少加班可以有效的减少项目成本。 替换资源用廉价的资源替换比较高价的资源，但有一个前提，那就是替换的资源同样能胜任这项任务。 删除任务确认删除该任务对项目没有影响或影响在可控制范围内才可采用。 重视维护阶段的成本预算 加强客户对软件维护在软件应用中重要性的认识。在签订软件合同时，应增加对软件维护的成本预算。 软件市场中对软件维护的规范性要有一个统一科学的认识和约束，要形成规范的软件服务市场。 坚持有偿服务的原则。 加强软件开发中的软件测试、软件复用，组件化，标准化、泛性模式的运用。 5.5 成本控制 成本控制是指监督项目成本的支出情况，发现实际成本和成本预算的偏差，并找出偏差的原因，以便采取纠正措施，并阻止不正确、不合理和未经批准的成本变更。 成本控制的依据是成本基线、项目进度计划、项目工作范围等。
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每个技术复杂度影响因素的取值范围：
TCF=0.65+0.01(sum(Fi))： Fi:0-5,TCF:0.65~1.35
用直方图表示的按月编制的成本基准 
用时间-成本累计曲线表示的成本基准
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