[论文解读] A Survey of Maturity Models from Nolon to DevOps and Their Applications in Process Improvement

James Cusick|arXiv (Cornell University)|Jul 1, 2019

Business Process Modeling and Analysis参考文献 12被引用 12

一句话总结

本文对从休哈特的奠基性工作到现代DevOps实践的软件过程成熟度模型进行了全面的历史与比较研究。它分析了CMM、CMMI、ITIL、敏捷和DevOps等关键模型的演变、结构与应用，为研究人员提供了选择和应用成熟度模型以改进软件开发过程的框架，并揭示了其局限性与情境优势。

ABSTRACT

This paper traces the history of Maturity Models and their impact on Process Improvement from the early work of Shewhart to their current usage with DevOps. The history of modern process improvement can be traced at least to Shewhart. From his foundational process contributions and those of other innovators a variety of methods and tools to aid in process quality advancement were developed. This paper begins by reviewing those early steps and then focuses on the emergence of Maturity Models in the 1970s with initial approach by Nolan. The broad adoption of Maturity Models that followed through the success of the CMM and then the CMMI approaches is detailed. This then leads to a general survey of additional models developed for such areas as IT Service Management, ITIL, Project Management, Agile Development, DevOps, CERT, and MDM among others. Finally, this paper discusses the application of these models in the support of process improvement and their limitations. Readers of this paper can expect to gain an appreciation for the origins of these models and surrounding methods as well as an ability to conduct comparative analysis of such models to aid in their selection and application. Keywords: Process Improvement, Process Engineering, Maturity Models, Capability Maturity Models, CMM, CMMI, ITSM, ITIL, Agile, DevOps, History of Science, History of Computing, Software Engineering, Quality.

研究动机与目标

• 追溯软件工程中成熟度模型从早期过程质量工作到现代DevOps实践的历史发展。
• 分析主要成熟度模型（包括CMM、CMMI、ITIL、敏捷和DevOps框架）的出现与影响。
• 对IT服务管理、项目管理与质量工程等不同领域中的成熟度模型进行对比分析。
• 为研究人员和实践者提供选择和应用适当成熟度模型以实现过程改进的支持。
• 识别成熟度模型在真实世界软件开发环境中所面临的局限性与情境约束。

提出的方法

• 系统性回顾过程改进领域的奠基性文献，始于休哈特在质量控制方面的开创性贡献。
• 按时间顺序分析成熟度模型的演变，始于1970年代诺兰的早期模型。
• 对主要成熟度模型（包括CMM、CMMI、ITIL、敏捷、DevOps、CERT和MDM）进行比较性综合，重点关注其结构、应用与范围。
• 按领域（如ITSM、项目管理、DevOps）对模型进行分类，并评估其与过程改进目标的契合度。
• 识别模型中反复出现的设计模式与局限性，如僵化性、可扩展性问题以及情境依赖性。
• 使用图表与概念框架来说明模型之间的关系及演化进程。

实验结果

研究问题

• RQ1 从早期质量控制理论到现代DevOps实践，过程成熟度的概念是如何演变的？
• RQ2 CMM、CMMI、ITIL、敏捷和DevOps等主要成熟度模型在结构与功能上的关键差异是什么？
• RQ3 成熟度模型在不同软件开发情境中如何支持或阻碍过程改进？
• RQ4 在不同组织与技术环境中应用成熟度模型时，常见的局限性与挑战是什么？
• RQ5 研究人员与实践者如何有效比较并为特定过程改进目标选择合适的成熟度模型？

主要发现

• 成熟度模型起源于1970年代诺兰的工作，随后在CMM与CMMI框架取得成功后获得广泛应用。
• CMMI模型成为软件工程中过程改进的主导标准，尤其在受监管及大规模环境中。
• 为IT服务管理（ITIL）、项目管理与敏捷开发等特定领域，涌现出众多专业化模型，各自针对特定过程需求进行了定制。
• DevOps成熟度模型通过将持续集成、持续交付与监控整合进过程改进框架，获得了广泛认可。
• 尽管具有实用性，成熟度模型仍面临局限，如实施成本高、在敏捷环境中缺乏灵活性，以及过度依赖层级化评估。
• 本文结论认为，为实现有效的过程改进，必须采用情境化、对比性的模型选择方法。