1．引言：一個令人困惑不解的現(xiàn)象

　　對于屬于信息系統(tǒng)的氣象應用系統(tǒng)而言，其靈魂是運行于硬件平臺之上的應用軟件系統(tǒng)；因此軟件工程之于應用軟件系統(tǒng)的作用，基本等同于對應用系統(tǒng)的作用。

　　雖然軟件工程以信息系統(tǒng)建設管理規(guī)范的身份昂然進入氣象界，并被業(yè)務職能部門某些官員自覺運用于指導行業(yè)信息化建設過程的法則，還是最近若干年的事。但其方法論中的一些具體措施、方法和規(guī)范，早在七十年代末BQS系統(tǒng)建設初期，便已被日本工程師引入到我國氣象行業(yè)信息化建設中的大規(guī)模應用軟件研發(fā)過程中，并在日后的歲月里余脈不絕。九十年代中期中國氣象局頒布的《氣象軟件工程規(guī)范（試行）》和《氣象信息系統(tǒng)工程規(guī)范（試行）》，可視為這一珍貴工作經驗的歸納、提煉和希冀用于指導氣象界信息化建設愿望的具體體現(xiàn)。近年來隨著行業(yè)信息化建設日益社會化的趨勢，軟件工程已成為一些深諳經營之道的專業(yè)軟件公司妝扮自己的妖冶粉黛。而一些職能部門的管理者，也往往以能夠運用軟件工程的規(guī)范指導具體業(yè)務單位應用軟件研發(fā)項目，做為體現(xiàn)自己專業(yè)化工作水平的標志。目前，軟件工程方法論正在氣象行業(yè)信息化建設的管理層面中悄然流行，漸有成為應用軟件研發(fā)過程規(guī)范寶典的可能。

　　然而另一方面，氣象行業(yè)中真正從事應用軟件研發(fā)工作的人員，卻幾乎無一例外地對這些規(guī)范有所保留。尤其是那些承擔規(guī)模小、經費少、時間緊的“短平快”項目的軟件研發(fā)人員，更是對這些規(guī)范中的繁文縟節(jié)怨聲載道，并在實踐中態(tài)度消極?！跋染幋a、后文檔”的現(xiàn)象十分普遍，甚至一些受過軟件工程規(guī)范培訓的團隊和個人也概莫能外。對于他們來說，被有意安排在項目建設后期的技術文檔編寫過程是一段缺乏激情的、乏味、痛苦而又無奈的過程。

　　筆者曾是軟件工程虔誠的推崇者，深知造成這種“有法不依”局面的原因并非這些研發(fā)人員認知水平有限、缺乏專業(yè)化培訓或組織紀律性不強，而是另有原因。

　　下文就是筆者的一些思考結果。

　　2．幾個可能被忽略的地方

　　在職能部門以及一些項目管理者當中，有幾個地方也許被忽略了，其中較為關鍵的有兩點：（1）軟件工程的服務對象和第一受益者究竟是誰？（2）應當怎樣看待應用系統(tǒng)，是把它當成一件一成不變的產品？還是將其視為一個不斷變化發(fā)展的生命體？

　　2.1 軟件工程主要是為軟件公司服務的

　　近年來，由于國家層面的規(guī)范化運作，氣象行業(yè)中等以上規(guī)模應用軟件的研制主要以外包形式完成。承擔研制的單位基本上是社會上的專業(yè)軟件公司，這些公司有很強的軟件設計能力和編碼能力，但對氣象業(yè)務的理解基本處于極其低淺的水平；其唯一值得稱道之處在于這些公司全部采用軟件工程方法指導其軟件研制的全過程。在這些公司富有感染力的宣傳中，軟件工程似乎是應用軟件研制成功的不二法門。

　　然而我們知道，“軟件工程”的概念是為有效控制軟件危機的發(fā)生而被提出的，而軟件危機的主要特征表現(xiàn)在軟件公司研制軟件的完工日期一再拖后、經費一再超支，甚至工程最終宣告失敗等方面。因此通俗地講，軟件工程是為那些以工業(yè)化生產模式研制軟件產品的軟件公司提供的一套規(guī)避風險的方法論。它關注的重點是解決軟件產品研制過程中因專業(yè)化分工所引發(fā)出來的一系列協(xié)調、控制、質量、經費、進度等問題。事實上，軟件工程的中心目標就是把軟件作為一種物理的工業(yè)產品來開發(fā)，要求“采用工程化的原理與方法對軟件進行計劃、開發(fā)和維護”。

　　所以說，軟件工程不是針對軟件需求者提出來的，而是針對于專業(yè)化軟件生產者提出來的。它的第一受益者和適用載體是那些擁有專業(yè)設計研發(fā)乃至測試能力，但對軟件需求者所屬行業(yè)（至少在初期）一無所知或所知甚少的社會上專以生產軟件為業(yè)的團體或單位。它的適用對象是那些大型、超大型專業(yè)應用軟件的生產，惟其如此，專業(yè)化分工才能施展其特有的優(yōu)勢，軟件工程的長處也才可能發(fā)揮出來。

　　尤其需要強調的是，工業(yè)化生產的特點決定了，軟件工程是以最終生產出軟件產品為目的的；因此對待用戶需求的處理策略，軟件制作過程中和軟件制作完成后呈現(xiàn)出兩種完全不同的階段性特征：軟件制作過程中要求對用戶的需求盡可能全面、準確的了解、把握并予以實現(xiàn)；但一旦進入制作后期，用戶的需求就必須予以“凍結”；而對于用戶于軟件制作完成后提出的新的需求，則一般不被納入本軟件的工作（包括維護）范圍。如同生產照相機等工業(yè)產品一樣，一旦這款產品定型并形成，對其進行的任何修改和調整便不屬于本款產品的工作范圍，而是下一款產品的工作內容了?！靶枨蠊芾怼薄ⅰ靶枨罂刂啤钡缺闶擒浖こ逃纱伺缮鰜淼囊恍┚唧w的操作規(guī)程和方法。

　　2.2氣象應用系統(tǒng)不是產品

　　產品的特點之一，就是一旦制作完成，其自身的功能和性能便被固定下來，不再變化，用戶的使用完全局限在產品所提供的已有功能范圍之內；而對于產品的維護，則是指恢復那些因某種原因導致無法使用的原設計功能。

　　氣象行業(yè)是一個高速發(fā)展的，不斷被賦予新的工作內容和要求的服務型行業(yè)。一個用于實際業(yè)務的應用軟件系統(tǒng)，身處不斷發(fā)展的洶涌浪潮之中，無一例外地面臨著接二連三的新的需求。即便是實時數據庫等基礎型應用系統(tǒng)，也時常面臨著新增資料入庫、新的統(tǒng)計要求的滿足，對特定關注區(qū)域、類型資料的處理時效的提高等新的功能、性能需求的滿足；這些需求都是原系統(tǒng)設計中沒有或無法預見，因而目前系統(tǒng)中所不具備的功能；現(xiàn)實決定了不可能因不時出現(xiàn)的新的需求而頻繁更換系統(tǒng)，而工作又要求必須及時實現(xiàn)這些新的功能需求；因此這些新增需求只能通過調整、完善和改進等手段在現(xiàn)有系統(tǒng)上予以實現(xiàn)。

　　所以，事業(yè)和業(yè)務的發(fā)展形勢要求氣象應用業(yè)務系統(tǒng)是一個活的能夠適應不斷變化需求的生命體，而不是一件死板的一成不變的產品。

　　3．氣象行業(yè)應用系統(tǒng)生命周期中一些階段特征

　　應用系統(tǒng)生命周期有若干種不同的描述方法，這里采取的是以其自然形態(tài)的生長過程進行描述，即：從孕育、產生到成型后的生長。

　　3.1 系統(tǒng)生長初期——需求的不確定性

　　一個應用系統(tǒng)的出現(xiàn)和確立，自有其孕育、發(fā)育、生長的必要環(huán)境——應用需求。而在其初期，這些應用需求往往是模糊和概念性的。以MICAPS為例，雖然在其開始研發(fā)之初，國外一些發(fā)達國家已不乏類似工作平臺的應用實例，有關人員也曾對此進行過十分詳盡的認真調研，但Micaps的分析、設計、試用、研討、改進等循環(huán)往復的認識需求、梳理需求、明確需求的探討和調整過程仍花費了大量時間。這一階段的時間之長，研討以及原型系統(tǒng)調整修改之頻繁，耗費心血之巨，令參與者至今印象深刻。而在這一階段，如果采用經典軟件工程的方法，研制方即便調集最高級的需求分析師，采用最先進的需求分析方法，反復咨詢最權威的系統(tǒng)用戶，也難以一舉明確真正的應用需求。因為無數事實無一例外地證明，此時潛藏在用戶腦海中的需求是模糊和不確定的，在沒有實際應用操作之前，即使最權威的行業(yè)專家，其所提出的需求也是未經驗證的。因此盡早地將模擬系統(tǒng)交予用戶，由用戶在試用過程中逐步理清思路，明晰并確認需求，是行之有效的，這已被無數實例所證明。所以，原型系統(tǒng)的快速搭建和及早提供試用，在這一階段十分重要。對于應用系統(tǒng)而言，實際應用所得出的結論和意見永遠比閉門造車推演出的書齋成果更實用更有效。

　　業(yè)務系統(tǒng)是通過一定的建設過程而產生的，過程的不同可能導致結果的不同。軟件工程以制造軟件產品為其特征，產品設計之前對需求完整準確的把握，便成為該款產品是否成功的關鍵；然而上面已分析過，應用系統(tǒng)初期的需求往往的是模糊而不確定的；尤其對于那些因概念而不是實際需求所產生的項目，其應用需求產自于推斷、設計而非實際，應用基礎原本就不牢固，因而此時所有通過調研、咨詢、研討等方式獲取的需求信息，都是不確定的，是需要經過實際應用予以檢驗的。因此以這些需求信息為基礎構建起來的業(yè)務系統(tǒng)，是必須經過較長時間的實際應用和調整，方才可能被真正應用起來的。而如果系統(tǒng)建成后的可調整能力問題——即所謂持續(xù)改進能力問題——沒有得到落實，則該系統(tǒng)便很可能出現(xiàn)原設計的功能不符合實際需求，而實際需求又無法在系統(tǒng)中實現(xiàn)，從而導致系統(tǒng)的不成功甚至失敗的結果。

　　無論采用何種方式，對于一個在建的應用系統(tǒng)而言，需求越具體，目標越明確，建成后便越易于發(fā)揮效益。而具體的需求和目標來源于具體的業(yè)務工作；應用系統(tǒng)只有在明確了其服務的具體業(yè)務范圍以及在該業(yè)務中服務的具體內容后，其應用才可能具體實現(xiàn)，價值體現(xiàn)才有了承載平臺。亦即，應用系統(tǒng)應當明確具體的業(yè)務導向，沒有業(yè)務導向的應用系統(tǒng)只可能是一個概念上的虛幻的應用系統(tǒng)。而一個不被應用的應用系統(tǒng)，無論其投資如何巨大，包裝如何華麗，都將與垃圾無異。

　　一些承擔大型應用型業(yè)務系統(tǒng)的設計人員始終對缺少一位對所有業(yè)務流程環(huán)節(jié)的需求都了然于胸的領軍人物而深感遺憾，認為這是可能導致項目建設不成功的潛在風險。事實上，由于專業(yè)化分工的現(xiàn)實和局限性，以及各專業(yè)業(yè)務需求變化的紛雜迅猛，這樣的領軍人物是不可能存在的。但這并不意味著項目建設一定不成功；因為項目的成功在于當時所能明確的所有真實需求的全面滿足，而真實需求的梳理、明晰和確認，可以通過實際應用和試用得以逐步實現(xiàn)。所以，在目前這一“缺乏英雄”的年代里，采用盡可能貼近實際的有效手段，及時地明確真實需求，有效地調整系統(tǒng)使之滿足真實需求，是保障項目建設成功的最為有效途徑之一。

　　3.2 系統(tǒng)成型之后——有效的調整能力更為重要

　　在國家氣象信息中心（后簡稱“NMIC”）內部，“業(yè)務系統(tǒng)”是一個令人肅然起敬的稱謂。一個系統(tǒng)一旦被稱之為“業(yè)務系統(tǒng)”，則其架構和功能便被基本固定下來，原則上不再允許隨意變動。同時必須制訂完備的維護計劃并配備完備的維護隊伍，以期充分保障其運行的穩(wěn)定可靠。因此，NMIC的業(yè)務系統(tǒng)運行保障水平在氣象行業(yè)內是一流的。

　　然而熟悉NMIC內部業(yè)務系統(tǒng)運行方式的人士也知道，實際上即便是身處最為核心地位的通信系統(tǒng)、數據庫系統(tǒng)等業(yè)務系統(tǒng)，其功能也是在不斷增補和完善的。這里所說的增補完善并非指通過項目建設構建新的業(yè)務系統(tǒng)予以實現(xiàn)，而是在日常運行中，通過維護人員根據不斷提出的新的需求而對現(xiàn)有系統(tǒng)進行的功能補充完善。日積月累，一段時間后再來審視該業(yè)務系統(tǒng)，人們會發(fā)現(xiàn)，不經意間其現(xiàn)有功能較之最初設計功能之間已經發(fā)生了較大甚至很大的變化，而這些新增功能往往更切合實際、更針對需求因而也是更為適用的。令人尷尬的是，這些功能的改進和增補都是基于對現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)的改進、補充和調整而得以實現(xiàn)的。也就是說，即便是管控最為森嚴的業(yè)務系統(tǒng)，日常過程中也是在被不斷地調整、補充和完善的——因為現(xiàn)實需要這樣做。

　　所以我們說，氣象行業(yè)中的業(yè)務系統(tǒng)不是產品，而是活的生命體；它的功能需求是會隨著事業(yè)和業(yè)務的發(fā)展而不斷增長和變化的。在系統(tǒng)建設初期通過分析調研獲得的功能需求并不能代表日后在發(fā)展過程中所產生出來的新的需求，甚至于不能完全代表當前業(yè)務工作的實際需求；因為用戶對需求的認識是需要長時間摸索的，成熟的需求認識只能出現(xiàn)在該業(yè)務系統(tǒng)被應用之后而不是之前。事實證明，一個應用型的業(yè)務系統(tǒng)是永遠生存在不斷的調整之中的。

　　一個物體之所以被稱之為活的生命體，在于其具備對外界環(huán)境變化的反應和自適應的能力。而其活力的旺盛與否，則表現(xiàn)在其對環(huán)境變化反應的靈敏度以及自適應時效的快慢。對于處在高速發(fā)展的氣象行業(yè)而言，以往難以預測的各類新的需求不斷涌現(xiàn)，我們當然希望承擔業(yè)務工作的有關業(yè)務系統(tǒng)能夠適應環(huán)境的變化，滿足各類新的需求。亦即，我們需要的是活的具有旺盛生命力的業(yè)務系統(tǒng)。反映在技術層面，業(yè)務系統(tǒng)的活力主要表現(xiàn)在它的可調整性、調整的效率以及質量；即：即便新的功能需求無法由現(xiàn)有系統(tǒng)直接滿足，如果現(xiàn)有系統(tǒng)可通過維護人員的增補和調整予以快速補充，使得調整后的系統(tǒng)滿足這些新的功能需求，那么該系統(tǒng)仍然可稱得上是一個充滿活力的業(yè)務系統(tǒng)。

　　因此，對于一個長期運行的應用型業(yè)務系統(tǒng)而言，有效的調整能力比精確的初始設計更加重要。對于一個處在不斷變化環(huán)境中的應用型業(yè)務系統(tǒng)而言，不可能做到一步設計完整準確到位。只有在不斷的使用中，用戶方才可能逐漸梳理出對業(yè)務系統(tǒng)真實的需求；而快速的需求響應機制以及高質量的功能調整，才是評價該業(yè)務系統(tǒng)乃至其所屬業(yè)務工作水平高下的最重要的指標。NMIC在業(yè)務系統(tǒng)運行方面多年的業(yè)績，除業(yè)務系統(tǒng)自身的品質外，關鍵在于有一支穩(wěn)定、精干和高水平的維護隊伍，以及較為完備的業(yè)務規(guī)定；使之能夠做到隨需快速調整。

　　應用型業(yè)務系統(tǒng)的活力集中體現(xiàn)在其是否具備良好的可調整能力方面。而從宏觀上分析，系統(tǒng)是否具備可調整能力以及可調整能力的高下，則主要取決于系統(tǒng)架構的合理行和開放性（這是另一個話題，此處不予展開），以及系統(tǒng)運維規(guī)范的完備和運維團隊的高效。從某種角度看，后者（即：運維規(guī)范和團隊）的重要性甚至超過前者；因為系統(tǒng)架構的合理性和開放性，僅僅是為系統(tǒng)的可調整提供了可能，屆時調整的具體操作則是需要由維護團隊根據一定的規(guī)程逐一完成的。所以，單靠設計是無法產生系統(tǒng)的活力的，有效的組織、有針對性的培訓和完備的規(guī)范措施才是系統(tǒng)活力的實現(xiàn)基礎。


4. 氣象應用軟件研發(fā)過程中軟件工程的角色和作用

　　實際上，引言中提出的令人困惑的現(xiàn)象是很容易理解的：氣象行業(yè)內中小規(guī)模的應用軟件研發(fā)是普遍的，經常性的，且多以小團隊作坊式形式出現(xiàn)并延續(xù)。相較于以招標形式延請社會上專業(yè)軟件公司來承擔這些項目，小團隊作坊式有熟悉業(yè)務，明了需求、人員穩(wěn)定、一專多能等優(yōu)勢，因此諸如“文檔驅動”、“過程產品評審”等大規(guī)模專業(yè)化分工協(xié)同工作下的運作法則在這里沒有運用的實際需求。“先編碼后文檔”的變通做法在這一特點環(huán)境下并不影響軟件質量，而且往往工作效率更高。也就是說，對于那些由小團隊作坊式承擔的規(guī)模資金都相對有限，時間要求嚴格的應用系統(tǒng)（軟件）研發(fā)工作來說，軟件工程并不適用：因為其工業(yè)化生產模式的優(yōu)勢無法發(fā)揮，而其固有的種種弱點卻彰顯得淋漓盡致。

　　所以，應用系統(tǒng)（軟件）在研制初期，因其需求須經反復應用及反饋方可得以認識、理清和明確，經典軟件工程由于其工業(yè)化產品生產的特點，因而不適用于這一階段的應用系統(tǒng)（軟件）的研制過程。而對于那些規(guī)模較小、研制周期很短、功能需求相對有限的應用系統(tǒng)而言，軟件工程的優(yōu)勢得不到發(fā)揮，劣勢卻無法避免，因而亦不適宜。

　　前面的分析已得出結論，軟件工程較為適用于大規(guī)模及超大規(guī)模的應用軟件的研發(fā)。然而我們知道，一個自然形成的復雜系統(tǒng)是由簡單系統(tǒng)生長而成的，而其生長的過程——與植物一樣——是需要呵護和培育的。應用型業(yè)務系統(tǒng)的生長過程實際上就是新增需求不斷滿足和舊有缺陷不斷彌補的調整過程，換句話說，就是業(yè)務系統(tǒng)的持續(xù)改進過程。而對其生長過程的呵護和培育，則體現(xiàn)在對持續(xù)改進行為的激勵機制上。由于新增需求的提出和原有缺陷的發(fā)現(xiàn)是日常的、隨機的且大部分是零散的，因此改進和調整的行為也應當是日常的、持續(xù)的和非大規(guī)模的。反映在激勵機制的策略安排方面，則以小規(guī)模的持續(xù)不斷的經費支持和以對現(xiàn)有系統(tǒng)調整改善為內容的小型項目支持為宜；正如幼芽的生長需要的是涓涓細流的滋潤，嬰幼兒需要的是量雖不大但卻持續(xù)不斷的母乳哺育一樣。

　　相對應地，大規(guī)模大范圍大手筆的應用系統(tǒng)研制項目，比較適合于若干應用業(yè)務發(fā)育到相對成熟后的規(guī)范化系統(tǒng)集成。大項目一般通過招標形式由中標的社會上專業(yè)軟件公司承擔，其優(yōu)勢在于資金雄厚、人力資源豐富、工作程序規(guī)范，技術相對先進；其弱點在于承建者對行業(yè)業(yè)務情況不了解，研制周期的嚴格限制又使得承建者不能無限期地反復試驗摸索，因此其最大的軟肋之一在于用戶所提需求的概念化和不確定。然而，經過自然的發(fā)育過程，已經相對成熟的應用業(yè)務的需求大部分早已明確并已被反復應用所證實確認，風險已基本規(guī)避，軟件工程的優(yōu)勢在這里可以得到較大程度的發(fā)揮。也就是說，在應用系統(tǒng)研制方面，軟件工程較為適用于以系統(tǒng)集成為主要內容的大型項目建設。而在應用系統(tǒng)發(fā)育初期和成長階段，則以持續(xù)不斷的小規(guī)模建設和改進為宜。

　　值得注意的是，那些由概念而產生的大規(guī)模復雜系統(tǒng)的項目建設，由于缺乏應用基礎，因此由此研制的系統(tǒng)不是自然生長起來的，而是構建起來的。然而我們知道，知識積累的過程是無法通過構建過程（亦即研制過程）跨越的，在缺乏應用基礎這一先天不足的前提下，單單憑借軟件工程華而不實的嚴謹規(guī)則，而不對可能存在的潛在應用需求進行有針對性的、持續(xù)不斷的培育和發(fā)掘，則該系統(tǒng)即便建設時烹油烈火，驗收時花團錦簇，也難免之后的曲終人散、乏人問津，乃至最終悄然謝世的悲劇性結局。事實上，這種情況在以前真實發(fā)生過，如不認真汲取既有經驗和教訓，以后還會重復發(fā)生。

　　5．結語：效益是檢驗應用系統(tǒng)成敗的標準

　　對于氣象應用系統(tǒng)，正如“實踐是檢驗真理的唯一標準”一樣，效益應當是檢驗其成敗的唯一標準。而應用系統(tǒng)效益的體現(xiàn)，則在于該系統(tǒng)被實際應用以及對應用者提出的新需求的充分滿足。要達到這一理想境界，準確有效的應用反饋機制和快速高質量的持續(xù)改進機制至關重要。沒有這些機制，系統(tǒng)便成為一件死板的產品，無法根據實際需求發(fā)展和改進；而這些機制的缺失或不健全，將導致系統(tǒng)在日常運行中面對不斷出現(xiàn)的新需求反應遲鈍，甚至束手無策。

　　此外，應用系統(tǒng)效益的展現(xiàn)需要承載平臺，而其具體服務的業(yè)務領域，既是其具體的業(yè)務導向，也是其效益體現(xiàn)的具體的展示窗口和平臺。

　　最后，應用系統(tǒng)是生長起來的，而不是構建起來的。其生長過程，就是新的需求不斷被滿足和舊有缺陷不斷被更正的過程，而其生命力的旺盛與否，則體現(xiàn)于對新增需求滿足、已有缺陷改正的時效和質量。

　　有意思的是，所有這一切，都不是軟件工程能夠解決的。所以說，目前的信息化理論和方法，只能解釋和解決現(xiàn)實信息化建設中遇到問題的很少一部分。大部分問題并無現(xiàn)成的明確答案。而這些問題的有效解決，不僅需要所有有關人員的積極探索和勇于實踐，更需要無情解剖自己和正視、改正錯誤的勇氣，坦蕩包容的胸懷，以及寬松、平等而科學的研討氛圍。

　　本文是在研讀胡小明教授的若干文章和談話后受到啟發(fā)而形成的，在此遙向胡教授表示敬意。

　　作者沈文海 系國家氣象信息中心正研級高級工程師、第三屆北大CIO班學員