إنتاجية البرمجة

على الرغم من عدم وجود تعريف متفق عليه للإنتاجية، يبدو أن هناك اتفاقاً على أن الإنتاجية تصف النسبة بين المخرجات والمدخلات:

الإنتاجية = الناتج / المدخلات

مع ذلك، تختلف المفاهيم، ولا سيما وحدات القياس، للمدخلات والمخرجات بين مختلف التخصصات. ففي الصناعات التحويلية، تُستخدم عادةً علاقة مباشرة بين عدد الوحدات المنتجة وعدد الوحدات المستهلكة. ^{[ 4 ]} أما في الصناعات غير التحويلية، فتُستخدم عادةً ساعات العمل أو وحدات مشابهة لتمكين المقارنة بين المخرجات والمدخلات.

من الاتفاقات الأساسية أن معنى الإنتاجية ووسائل قياسها تختلف باختلاف السياق قيد التقييم. في شركة تصنيع، تشمل السياقات المحتملة ما يلي: ^{[ 3 ]}

• الآلة الفردية أو نظام التصنيع؛
• وظيفة التصنيع، على سبيل المثال التجميع؛
• عملية تصنيع منتج واحد أو مجموعة من المنتجات ذات الصلة؛
• المصنع؛ و
• نظام المصنع بأكمله للشركة

طالما اعتُبرت عمليات الإنتاج التقليدية مقياسًا مباشرًا للإنتاجية، فإن الأمر بسيط: كم عدد وحدات منتج ذي جودة محددة يتم إنتاجها وما هي التكاليف؟ أما بالنسبة للعمل الفكري، فإن الإنتاجية أكثر تعقيدًا. كيف نقيس إنتاجية المؤلفين أو العلماء أو المهندسين؟ نظرًا لتزايد أهمية العمل المعرفي (مقارنةً بالعمل اليدوي)، ^{[ 5 ]} حاول العديد من الباحثين تطوير وسائل لقياس الإنتاجية يمكن تطبيقها في سياق غير صناعي. من المتفق عليه عمومًا أن طبيعة العمل المعرفي تختلف جوهريًا عن العمل اليدوي، وبالتالي، يجب مراعاة عوامل أخرى إلى جانب نسبة المخرجات إلى المدخلات، مثل الجودة، والالتزام بالمواعيد، والاستقلالية، ونجاح المشروع، ورضا العملاء، والابتكار. مع ذلك، لم تتمكن الأوساط البحثية في أي من المجالين من وضع وسائل قياس إنتاجية مقبولة وقابلة للتطبيق على نطاق واسع حتى الآن. ^{[ 1 ]} وينطبق الأمر نفسه على مجال إنتاجية البرمجة الأكثر تحديدًا.

ترتبط الربحية والأداء ارتباطًا وثيقًا، بل غالبًا ما يتم الخلط بينهما. ومع ذلك، تُعرَّف الربحية عادةً بأنها النسبة بين الإيرادات والتكاليف.

الربحية = الإيرادات / التكاليف

إن نطاق الربحية أوسع من نطاق الأداء، أي أن عدد العوامل المؤثرة فيها يفوق عدد العوامل المؤثرة في الإنتاجية. فعلى سبيل المثال، قد تتغير الربحية دون أي تغيير في الإنتاجية، نتيجة لظروف خارجية كالتضخم في التكاليف أو الأسعار. إضافة إلى ذلك، فإن العلاقة بين الإنتاجية والربحية عادةً ما تكون متأخرة، أي أن مكاسب الإنتاجية نادراً ما تنعكس على الربحية بشكل فوري، بل من المرجح أن تتحقق على المدى الطويل.

إن مفهوم الأداء أوسع بكثير من مجرد الإنتاجية والربحية، إذ يشمل العديد من العوامل المؤثرة في نجاح الشركة. ولذلك، فإن أدوات قياس الأداء المعروفة، مثل بطاقة الأداء المتوازن، تتضمن الإنتاجية كعامل أساسي، وإن لم يكن العامل الوحيد. ومن العوامل الأخرى ذات الصلة، على سبيل المثال، نظرة العملاء أو أصحاب المصلحة إلى الشركة.

تُثير مصطلحات الكفاءة والفعالية مزيدًا من اللبس، إذ غالبًا ما يُخلط بينها، فضلًا عن الخلط بين الكفاءة والإنتاجية. ويُشرح الفرق بينهما عادةً بشكل غير رسمي، فالكفاءة تعني إنجاز الأمور على النحو الصحيح ، بينما الفعالية تعني إنجاز الأمور الصحيحة . ورغم وجود تعريفات أخرى عديدة، ^{[ 3 ]} إلا أن هناك اتفاقًا على أن الكفاءة تُشير إلى استغلال الموارد، وتؤثر بشكل رئيسي على المدخلات المطلوبة في نسبة الإنتاجية. أما الفعالية، فتؤثر بشكل رئيسي على مخرجات نسبة الإنتاجية، إذ عادةً ما يكون لها آثار مباشرة على العميل. ويمكن تعريف الفعالية بأنها "القدرة على تحقيق المخرجات المطلوبة".

بشكل عام، يُفترض أن الكفاءة يمكن قياسها كمياً، على سبيل المثال من خلال معدلات الاستخدام، بسهولة أكبر بكثير من الفعالية.

يذكر تانجن: "لا ينبغي إدراج تحسينات الجودة، باستثناء حقيقة أن المنتجات الخالية من العيوب تزيد من مستويات الإنتاج، ضمن مفهوم الإنتاجية." ^{[ 3 ]} ومع ذلك، فإن معظم الأدبيات الكلاسيكية في التخصصات غير البرمجية، وخاصة في مجال التصنيع، لا تناقش صراحةً دور جودة المخرجات في نسبة الإنتاجية. ^{[ 6 ]} وتركز الدراسات الحديثة من التخصصات غير التصنيعية بشكل أكبر على المعرفة، والعمل المكتبي، أو العمل الإداري، وبالتالي تناقش بشكل متزايد دور الجودة فيما يتعلق بالجودة. ^{[ 5 ] [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

يؤكد دراكر على أهمية الجودة لتقييم إنتاجية العاملين في مجال المعرفة: "لذلك، يجب أن تهدف إنتاجية العمل المعرفي أولاً إلى تحقيق الجودة - وليس الحد الأدنى من الجودة، بل الجودة المثلى إن لم تكن القصوى. عندها فقط يمكن للمرء أن يسأل: "ما هو حجم العمل وكميته؟" ^{[ 5 ]}

يبرز ساري أهمية الجودة من خلال صيغته الموسعة للإنتاجية: ^{[ 8 ]}

الإنتاجية الكلية = (جودة وكمية المخرجات) / (جودة وكمية المدخلات)

مع ذلك، يبدو أن هذه الجهود الرامية إلى إدراج الجودة في تحديد الإنتاجية لم تُفضِ بعد إلى مفهوم قابل للتطبيق عمليًا. ولا يزال من غير الواضح حاليًا كيفية قياس المصطلحات المبهمة "جودة وكمية المخرجات" وكذلك "جودة وكمية المدخلات"، ناهيك عن حساب النسبة بينهما.

كان بوهم من أوائل الباحثين الذين تناولوا مجال إنتاجية البرمجيات بشكل منهجي. ويُعدّ نموذج تقدير التكلفة الخاص به، كوكومو (COCOMO ) - المعروف الآن باسم كوكومو 2 ^{[ 10 ]} - من المعارف الأساسية في هندسة البرمجيات. في هذا النموذج، يُحدد بوهم مجموعة من العوامل المؤثرة على الإنتاجية، مثل الموثوقية المطلوبة وكفاءة المحللين. وقد أُعيد استخدام هذه العوامل على نطاق واسع في مناهج إنتاجية مماثلة أخرى. ويعتمد باقي النموذج على نقاط الوظائف، وأخيرًا على عدد أسطر الكود المصدري (LOC). ومن المعروف جيدًا قصور استخدام عدد أسطر الكود المصدري كمقياس للإنتاجية.

يُعدّ جونز مؤلفًا لسلسلة من الكتب حول إنتاجية البرمجيات. وإلى جانب العديد من الاعتبارات النظرية، يتمثل إسهامه الرئيسي في التوفير المنهجي ودمج كمية كبيرة من البيانات ذات الصلة بتحليلات الإنتاجية. في كتابين على الأقل من كتبه ^{[ 11 ] و[ 12 ]} ، يُقدّم عددًا من عوامل الإنتاجية، ولكنه يُشير أيضًا إلى أن لكل مشروع مجموعة مختلفة من العوامل المؤثرة. ويمكن لهذه العوامل أن تُشكّل أساسًا لتقييمات الإنتاجية ومقارنتها بالمتوسطات الصناعية.

هذه إحدى تلك القوائم:

العوامل العشرون التي تم تحديد تأثيراتها الكمية على مشاريع البرمجيات من البيانات التاريخية هي كالتالي:

• لغة البرمجة المستخدمة
• حجم البرنامج
• خبرة المبرمجين وموظفي التصميم
• حداثة المتطلبات
• تعقيد البرنامج وبياناته
• استخدام أساليب البرمجة الهيكلية
• فئة البرنامج أو طريقة التوزيع
• نوع البرنامج في مجال التطبيق
• الأدوات والظروف البيئية
• تحسين البرامج أو الأنظمة الحالية
• صيانة البرامج أو الأنظمة الحالية
• إعادة استخدام الوحدات النمطية والتصاميم القياسية الموجودة
• مولدات البرامج
• لغات الجيل الرابع
• الفصل الجغرافي لمواقع التطوير
• إمكانيات العيوب وطرق إزالتها
• الوثائق الموجودة
• النمذجة الأولية قبل بدء التطوير الرئيسي
• فرق المشاريع والهياكل التنظيمية
• الروح المعنوية وتعويضات الموظفين ^{[ 12 ]}

اقترح ألبريشت في عام 1977 مفهوم نقاط الوظائف كمقياس أفضل لحجم البرمجيات مقارنةً بعدد أسطر الكود (LOC). إذ يعتمد هذا المفهوم على مواصفات البرنامج، وبالتالي يهدف إلى قياس حجم وظائفه بدلاً من حجم الكود نفسه. والسبب في ذلك هو أن حجم الكود لا يعتمد فقط على حجم الوظائف، بل أيضاً على كفاءة المبرمج: فالمبرمجون الأكثر كفاءة ينتجون كوداً أقل لنفس الوظائف. وقد خضعت نقاط الوظائف لعدة عمليات إعادة تصميم على مر السنين، مدفوعة بشكل رئيسي من قبل المجموعة الدولية لمستخدمي نقاط الوظائف (IFPUG). وتضم هذه المجموعة أكثر من 1200 شركة عضو، مما يدل على القبول الواسع لهذا المقياس. ومع ذلك، لا يزال هذا المفهوم يفتقر إلى التطبيق العملي في العديد من المجالات، لأنه يُنظر إليه غالباً على أنه ينطبق فقط على أنظمة معلومات الأعمال.

اقترح العديد من الباحثين هندسة البرمجيات القائمة على القيمة أو المدفوعة بالجوانب الاقتصادية كنموذج مهم في أبحاث هندسة البرمجيات المستقبلية. ويشير بوهم وهوانغ إلى أنه ليس من المهم فقط تتبع التكاليف في مشروع البرمجيات، بل أيضًا القيمة الحقيقية المكتسبة، أي القيمة التي تعود على العميل. ^{[ 13 ]} ويوضحان أهمية إعداد دراسة جدوى البرمجيات وتحديثها باستمرار. باختصار، تركز هندسة البرمجيات القائمة على القيمة على قيمة العميل، والتي تُقاس أساسًا بالوحدات النقدية.

سلّط ​​كتاب "Peopleware: Productive Projects and Teams" الشهير ، من تأليف دي ماركو وليستر ^{[ 14 ]} ، الضوء على أهمية العوامل المتعلقة بالأفراد، وجذب انتباه جمهور أوسع. وقد جمع المؤلفان، من خلال العديد من مشاريع البرمجيات، تجارب حول ممارسات الإدارة الجيدة والسيئة التي تؤثر على إنتاجية الفريق. وأظهرا، إلى جانب آخرين، أن هذه القضايا حاسمة في هندسة البرمجيات، لكنهما لم يتمكنا إلا من وصفها بشكل غير منهجي.