度量和相关分析是系统工程（SE）和技术管理的基本要素。SE度量提供与开发的产品、提供的服务和实施的过程相关的信息，以支持过程的有效管理，并客观评估产品或服务质量。度量支持现实的计划，提供对实际性能的洞察，并促进适当行动的评估

适当的度量和指标是权衡分析的必要输入，以平衡成本、进度和技术目标。定期分析度量结果之间的关系，以及对需求和系统属性的审查，提供了有助于及早识别问题的洞察力，当这些问题能够以较小的影响得到解决时。历史数据，连同项目或组织上下文信息，构成了应该使用的预测模型和方法的基础。

基本概念

本文中对度量的讨论基于一些基本概念。 Roedler 等人。 (2005, 1-65) 陈述了三个关键的 SE 度量概念，这些概念在这里被解释：

1. SE度量是一个灵活的过程 ，针对特定项目或组织的独特信息需求和特征量身定制，并随着信息需求的变化而修订。
2. 决策者必须了解要衡量的内容。 作为闭环反馈控制过程的一部分， 关键决策者必须能够将 度量 的 内容与他们需要知道 的内容以及 他们需要做出的决策联系起来（Frenz 等人，2010 年）。
3. 必须使用度量才能有效。

度量过程概述

此处介绍的度量过程由实用软件和系统度量 (PSM) (2011) 中的四项活动组成，并在 (ISO/IEC/IEEE 15939; McGarry et al. 2002) 中进行了描述：

1. 建立和保持承诺
2. 计划度量
3. 进行度量
4. 评估度量

这种方法一直是在软件和系统工程社区中建立通用流程的基础。 这种度量方法已被能力成熟度模型集成 (CMMI) 度量和分析过程域 (SEI 2006, 10) 以及国际系统和软件工程标准 (ISO/IEC/IEEE 15939; ISO/IEC/IEEE 15288, 1)。 国际系统工程委员会 (INCOSE) 度量工作组也为他们的一些度量资产采用了这种度量方法，例如 INCOSE SE Measurement Primer (Frenz et al. 2010) 和 Technical Measurement Guide （ Roedler and Jones 2005）。 这种方法提供了一致的度量处理方法，使工程界能够更有效地就度量进行交流。 该过程如图 1 所示，来自 Roedler 和 Jones (2005) 以及 McGarry 等人。 （2002 年）。

图 1. 四个关键的度量过程活动（PSM 2011）。 经实用软件和系统度量 ( PSM ) 许可转载。 所有其他权利均由版权所有者保留。

建立和保持承诺

该活动的重点是建立资源、培训和工具来实施度量过程，并确保管理层承诺使用所产生的信息。 有关详细信息，请参阅 PSM（2011 年 8 月 18 日）和 SPC（2011）。

计划度量

该活动的重点是定义能够深入了解项目或组织 信息需求的措施。 这包括确定决策者需要知道什么以及何时需要知道，以可衡量的方式将这些信息需求传递给这些实体，以及 根据项目和组织流程确定、优先排序、选择和指定 措施( Jones 2003, 15-19)。 该活动还确定了这些措施提供的信息的报告格式、论坛和目标受众。

以下是一些广泛使用的方法来确定信息需求并得出相关措施，其中每种方法都可以专注于确定 SE 管理所需的措施：

• PSM 方法，它使用一组信息类别、可衡量的概念和候选度量来帮助用户确定相关的信息需求以及需要关注的那些需求的特征（PSM 2011 年 8 月 18 日）。
• (GQM) 方法，它确定了明确的度量目标。 每个目标都被分解为几个问题，这些问题有助于选择解决问题的措施并提供对目标实现的洞察力（Park、Goethert 和 Florac 1996）。
• 软件生产力中心 (SPC) 的 8 步度量计划，其中还包括说明目标和定义获得实现目标所需洞察力的措施 (SPC 2011)。

以下是解决信息需求和可衡量概念/问题的候选衡量标准的良好来源：

• PSM 网站 (PSM 2011)
• PSM 指南，4.0 版，第 3 章和第 5 章 (PSM 2000)
• SE 领先指标指南，2.0 版，第 3 部分（Roedler 等人，2010 年）
• 技术度量指南，1.0 版，第 10 节 (Roedler and Jones 2005, 1-65)
• 安全度量（PSM 白皮书），3.0 版，第 3.4 节（Murdoch 2006, 60）
• 安全度量（PSM 白皮书），3.0 版，第 7 节（Murdoch 2006, 67）
• 度量系统互操作性，第 5 节和附录 C（Kasunic 和 Anderson 2004）
• 过程改进度量（PSM 技术报告），1.0 版，附录 E（Statz 2005）

INCOSE SE Measurement Primer (Frenz et al. 2010) 提供了一个良好度量的属性列表以及每个属性的定义； 这些属性包括 相关性、完整性、及时性、简单性、成本效益、可重复性和准确性。 根据这些属性评估候选措施有助于确保选择更有效的措施。

需要明确定义和记录每项措施的细节。 PSM 网站（2011 年）和 Goethert 和 Siviy（2004 年）中提供了衡量和指标规范的模板。

执行度量

该活动侧重于度量数据的收集和准备、度量分析以及结果的呈现以告知决策者。 度量数据的准备包括数据的验证、标准化和汇总（如适用）。 分析包括估计、计划的可行性分析以及实际数据与计划的性能分析。

度量结果的质量取决于收集和准备有效、准确和公正的数据。 PSM (2011) 和 SEI (2010) 中讨论了数据验证、验证、准备和分析技术。 根据 TL 9000， 质量管理体系指南 ， 分析步骤应整合定量度量结果和其他定性项目信息，以便为管理人员提供有效决策所需的反馈 （QuEST 论坛 2012，5-10）。 这提供了更丰富的信息，为用户提供了更广阔的视野，并将信息置于适当的上下文中。

有大量关于呈现定量信息的好方法的指导。 Edward Tufte 有几本书专注于信息的可视化，包括 The Visual Display of Quantitative Information (Tufte 2001)。

包含有关理解和使用度量结果的更多信息的其他资源包括

• PSM (2011)
• ISO/IEC/IEEE 15939，第 4.3.3 和 4.3.4 条
• Roedler and Jones (2005)，第 6.4、7.2 和 7.3 节

评估度量

该活动涉及对解释度量过程和具体措施的定期评估和改进的信息的分析。 一个目标是确保这些措施继续与业务目标和信息需求保持一致，并提供有用的洞察力。 该活动还应评估 SE 度量活动、资源和基础设施，以确保其支持项目和组织的需求。 有关详细信息，请参阅 PSM (2011) 和 Practical Software Measurement: Objective Information for Decision Makers (McGarry et al. 2002)。

系统工程领先指标

领先指标旨在提供与信息需求相关的预测性洞察力。 SE 领先指标是 用于评估特定活动如何以提供有关可能影响系统性能目标的影响的信息的方式应用于项目的有效性的措施 （Roedler 等人，2010 年）。 领先指标可以是在整个系统生命周期中提供未来系统工程性能洞察力的单个度量或度量集合以及相关分析； 它们 通过提供对预期项目绩效和潜在未来状态的可见性来支持系统工程的有效管理 （Roedler et al. 2010）。

如图 2 所示，领先指标由特征、条件和预测行为组成。 定期或根据需要分析特征和条件，以预测在给定置信水平内和未来可接受时间范围内的行为。 Roedler 等人还提供了更多信息。 （2010）。

图 2. 领先指标的构成（Roedler 等人，2010 年）。 经国际系统工程委员会 ( INCOSE ) 和实用软件和系统度量 (PSM )许可转载 。 所有其他权利均由版权所有者保留。

技术度量

技术度量是一组度量活动，用于提供有关技术解决方案的定义和开发进展、相关风险和问题的持续评估以及满足收购方关键目标的可能性的信息。 这种洞察力有助于工程师在系统的整个生命周期中做出更好的决策，并提高交付既满足指定要求又满足任务需求的技术解决方案的可能性。 当性能不在阈值或目标范围内时，该洞察力还可用于权衡决策。

技术度量包括有效性度量(MOE)、性能 度量 (MOP ) 和 技术性能度量(TPM) (Roedler and Jones 2005, 1-65)。 这些类型的技术措施之间的关系如图 3 所示，并在图 3 的参考资料中进行了解释。使用上述度量过程，技术度量可以在生命周期的早期进行规划，然后在整个生命周期中随着水平的提高而执行随着技术解决方案的开发，保真度，促进预测性洞察力和预防或纠正措施。 有关技术度量的更多信息，请参阅 NASA 系统工程手册， 系统分析、设计、开发：概念、原则和实践 ，以及系统工程领先指标指南（NASA 2007 年 12 月，1-360，第 6.7.2.2 节；Wasson 2006，第 34 章；Roedler 和 Jones 2005）。

图 3. 技术措施的关系（Roedler et al 2010）。 经国际系统工程委员会 ( INCOSE ) 和实用软件和系统度量 ( PSM )许可转载 。 所有其他权利均由版权所有者保留。

服务度量

相同的度量活动可以应用于服务度量； 但是，背景和措施会有所不同。 服务提供商需要平衡效率和有效性，这可能是相反的目标。 良好的服务措施是基于结果的，关注对客户重要的要素（例如，服务可用性、可靠性、性能等），并提供及时、前瞻性的信息。

对于服务，在讨论度量时经常使用术语关键成功因素 (CSF) 和关键绩效指标 (KPI)。 CSF 是对实现业务目标最重要的服务或服务基础设施的关键要素。 KPI 是为评估这些目标的实现情况而衡量的特定值或特征。

有关服务度量的更多信息，请参阅 BMP 的 服务设计 和 持续服务改进 卷 (2010, 1)。 有关服务 SE 的更多信息，请参阅服务系统工程 文章。

与其他系统工程管理主题的联系

SE 度量与其他 SEM 主题有联系。 以下是改编自 Roedler 和 Jones (2005) 的一些关键联系：

• 计划– SE 度量提供历史数据，并支持对现实规划的计划进行估计和可行性分析。
• 评估和控制——SE 度量提供了执行评估和确定适当控制措施所需的客观信息。 领先指标的使用允许早期评估和控制行动，以识别风险和/或提供洞察力，以便及早处理风险以尽量减少潜在影响。
• 风险管理——SE 风险管理确定可能影响项目和组织绩效的信息需求。 SE 度量数据有助于量化风险，并随后提供有关风险是否已成功管理的信息。
• 决策管理——SE 度量结果通过提供客观的洞察力为决策提供信息。

实际考虑

与 SE 度量相关的关键缺陷和良好实践将在接下来的两节中描述。

缺陷

表 1 提供了在规划和执行 SE 度量过程中遇到的一些关键缺陷。

表 1. 度量缺陷。 （SEBoK 原创）

良好实践

表 2 提供了从参考文献中收集的一些良好实践。

表 2. 衡量良好实践。 （SEBoK 原创）

更多信息可以在 系统工程度量入门 ，第 4.2 节（Frenz 等人，2010）和 INCOSE 系统工程手册 ，第 5.7.1.5 节（2012）中找到。