Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp REConf München 10. März Standardisierte Systemspezifikation

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1 Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp REConf München 10. März 2009 Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2

2 Agenda Informationstechnik der Bundesagentur für Arbeit Softwareentwicklung im IT-Systemhaus Standardisierte Systemspezifikation Standardisierte Dokumentation für standardisierte Prozesse Einführung des Standards in die Organisation Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 2

3 1) Informationstechnik der Bundesagentur für Arbeit Kurzprofil Standorte IT-Kennzahlen

4 Kurzprofil BA-Informationstechnik Hauptsitz: Nürnberg CIO: Klaus Vitt IT-Mitarbeiter/innen: Vernetzte PC: Server: Budget: 510 Mio. Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 4

5 Standorte IT-Steuerung - Zentrale der BA IT-Systemhaus Regionaler IT-Service 24 Standorte Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 5

6 Output IT-Kennzahlen -Volumen Extern: 27 Mio. s monatlich (450 GB) Intern: 19 Mio. s monatlich (1.100 GB) Überweisungen 14 Mio. Überweisungen monatlich Postsendungen 6,5 Mio. Sendungen monatlich Druckseiten 29 Mio. Seiten monatlich Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 6

7 2) Softwareentwicklung im IT-Systemhaus Status Quo Ziele der Standardisierung Meilensteinplanung Disziplinen

8 Softwareentwicklung im IT-Systemhaus Status Quo Ausgangssituation Große Heterogenität hinsichtlich Vorgehen, Methodik und Tools Ursachen Historisch gewachsene Systeme und Prozesse Kontinuierliche methodische und tooltechnische Weiterentwicklungen Fehlende bzw. unscharfe interne Vorgaben und Richtlinien Übernommene Vorgehensweisen externer Dienstleister Folgen Hohe Komplexität Hohe Ressourcenbindung Hohe Abhängigkeiten zu Dritten Breites Qualifikationsspektrum Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 8

9 Sachziele des standardisierten Softwareentwicklungsprozesses (SWEP) Standardisierung des Softwareentwicklungsprozesses hinsichtlich Vorgehen, Methodik und Werkzeuge Transparente und rollenorientierte Qualifizierungspfade SWEP als Qualifizierungsraster Minimierung der Fluktuationsfriktionen (intern/extern) Ausschreibungsvorgabe bei externer Projektvergabe Einführungsstrategien zur systematischen Integration des SWEP in die Organisation Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 9

10 Formalziele Qualitätssteigerung von Produkten und Prozessen Wirtschaftlichkeit Akzeptanz Ganzheitliche methodische Durchgängigkeit Homogenität Einfachheit Wartbarkeit Planbarkeit ( u.a. Ressouren) Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 10

11 Meilensteinplanung SWEP Polishing SWEP 1.0 Marketing Qualifizierung Migration etc. Konsolidierung Modularisierung Dokumentation Proof of Concept Pilotierung SWEP 1.0 Konzeption SWEP 2.0 Einführungsstrategie Reality Check Konfigurationen Dokumentation Coaches Lücken/ Optimierung Akzeptanz Kennzahlen SOA VM etc interner Meilenstein externer Meilenstein (gemäß Ziele 2009) SWEP 1.0 ist ready to go Einführungsroadmap ist definiert. SWEP 1.0 wird pilotiert. SWEP 2.0 ist dokumentiert. Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 11

12 Übersicht Disziplinen im SWEP AFM Systemanalyse BFK Architektur Anforderungsanalyse Design Test Produkt Implementierung Betrieb AFM: Anforderungsmanagement BFK: Basis-Fachkonzept Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 12

13 REConf-Fokus: Anforderungs- und Systemanalyse AFM Systemanalyse BFK Anforderungsanalyse Produkt Betrieb Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 13

14 3) Standardisierte Systemspezifikation Anforderungsanalyse Systemanalyse Interdisziplinäre Schnittstellen/Übergänge

15 Rückblick REConf 2008: Ein Rahmenwerk für (modellbasierte) Fachkonzepte Anforderungen (BFK) Systemanalyse Qualitätssicherung Struktur Strukturorientierte Modelle Ziele, Kontext, Stakeholder Teilformalisierte Sprache Anforderungsmodelle Verhalten Verhaltensorientierte Modelle Management Anforderungsanalyse Gesamtsystemspezifikation Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 15

16 Ziele, Kontext, Stakeholder Ziele, Kontext, Stakeholder Ziele Abstrakteste Form von Anforderungen Ziele werden über Dekomposition verfeinert Abhängigkeitsbeziehungen zwischen Zielen Kontext Darstellung und Typisierung aller mit dem System kommunizierenden Akteure Stakeholder Systematische Identifizierung Einheitliche Dokumentierung Prozessuale Integration Korrelation mit Anforderung Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 16

17 Teilformalisierte Sprache Ziele, Kontext, Stakeholder Struktur Verhalten Teilformalisierte Sprache Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 17

18 Anforderungsmodelle Ziele, Kontext, Stakeholder Struktur Verhalten Teilformalisierte Sprache Anforderungsmodelle Strukturorientierte Modelle Verhaltensorientierte Modelle Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 18

19 Überblick Diagrammtypen der Systemanalyse Anwendungsfalldiagramm Fachkomponente Anwendungsfallablauf Akteure Bedienschnittstelle Fachkomponente UI-Operationsaufruf Basisaktion Systemoperationsaufruf Anwendungsfall Akteur Systemstrukturdiagramm UI-Klassendiagramm UI-Klasse «Eigenschaften» UI-Operation() Fachkomponente «Inhalte» Fachklasse A Fachklasse B Systemoperation( ) Fachklassendiagramm Systemoperationsablauf Fachklasse A Fachklasse B Fachklasse B Fachklasse A «Eigenschaften» Fachoperation( ) «Eigenschaften» Fachoperation( ) Fachoperationsaufruf Fachoperationsaufruf Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 19

20 Anwendungsfallablauf Modellelemente Anwendungsfalldiagramm Fachkomponente Akteur UI-Operationsaufruf Anwendungsfall Anwendungsfallablauf Akteure Bedienschnittstelle Fachkomponente Systemoperationsaufruf UI-Operationsaufruf Basisaktion Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 20

21 Anwendungsfallablauf Beispiel: Kunden suchen Kundenverwaltung Kundenverwaltung Sachbearbeiter Kunden suchen Kunden suchen Akteure Bedienschnittstelle Kundenverwaltung Suchkriterien erfassen Kunden ermitteln Treffer ausgeben Kunden ermittelt Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 21

22 Anwendungsfallablauf Beziehung zum statischen Modell Anwendungsfallablauf Akteure Bedienschnittstelle Fachkomponente UI-Operationsaufruf Basisaktion Systemoperationsaufruf Fachklasse «Eigenschaften» UI-Operationsaufruf «Eigenschaften» UI-Klasse UI-Operation( Eingabeparameter : Fachklasse out Ausgabeparameter : Fachklasse ) Fachkomponente Systemoperation( Eingabeparameter : Fachklasse, out Ausgabeparameter : Fachklasse ) Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 22

23 Anwendungsfallablauf Beispiel: Kunden suchen Kunden suchen Akteure Bedienschnittstelle Kundenverwaltung Suchkriterien erfassen Treffer ausgeben : Suchanfrage : Kunde [*] : Suchanfrage : Kunde [*] Kunden ermitteln (Fachklasse) Kunde «Eigenschaften» Kunden ermittelt «Eigenschaften» (UI-Klasse) Trefferausgabe Treffer ausgeben( Eingabeparameter : Kunde [*] ) (Fachkomponente) Kundenverwaltung Kunden ermitteln( Eingabeparameter : Suchanfrage, out Ausgabeparameter : Kunde [*] ) Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 23

24 Abhängigkeiten zwischen Anwendungsfällen Delegation Anwendungsfalldiagramm Fachkomponente A Fachkomponente B Akteur Anwendungsfall 1 «include» Anwendungsfall 2 Anwendungsfallablauf Akteure Bedienschnittstelle Fachkomponente A Fachkomponente B Systemoperationsaufruf UI-Operationsaufruf UI-Operationsaufruf Verhaltensaufruf Systemoperationsaufruf Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 24

25 Abhängigkeiten zwischen Komponenten Delegation Fachkomponente A Systemoperation( Eingabeparameter : Fachklasse, out Ausgabeparameter : Fachklasse ) Fachkomponente B Systemoperation( Eingabeparameter : Fachklasse, out Ausgabeparameter : Fachklasse ) Anwendungsfallablauf Akteure Bedienschnittstelle Fachkomponente A Fachkomponente B Systemoperationsaufruf UI-Operationsaufruf UI-Operationsaufruf Verhaltensaufruf Systemoperationsaufruf Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 25

26 Abhängigkeiten zwischen Komponenten Systemstrukturdiagramm Systemstrukturdiagramm Fachkomponente F Fachkomponente E Fachkomponente A Fachkomponente D Fachkomponente B Fachkomponente C Fachkomponente G Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 26

27 Systemoperationsablauf Modellelemente Fachkomponente Systemoperation( Eingabeparameter : Fachklasse X, out Ausgabeparameter : Fachklasse X ) Systemoperationsablauf Fachklasse A Fachklasse B Eingabeparameter : Fachklasse X : Fachklasse X : Fachklasse X : Fachklasse X : Fachklasse X Fachoperationsaufruf Fachoperationsaufruf Ausgabeparameter : Fachklasse X Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 27

28 Systemoperationsablauf Beispiel: Kunden ermitteln Fachkomponente Kunden ermitteln( Eingabeparameter : Suchanfrage, out Ausgabeparameter : Kunde [*] ) Kunden ermitteln Kunde : Suchanfrage Kundenbestand ermitteln : Kunde [*] : Suchanfrage Namen exakt vergleichen : Kunde [*] : Kunde [*] : Suchanfrage : Kunde [*] Namen phonetisch vergleichen : Kunde [*] {ordered} : Kunde : Kunde [*] Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 28

29 Klassendiagramme Fachklassendiagramm, UI-Klassendiagramm Kontext Fachklassendiagramm * * Fachklasse * Fachkomponente * * UI-Klasse * * Kontext UI-Klassendiagramm Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 29

30 Bedienschnittstelle Modellelemente Akteur Anwendungsfallablauf Bedienschnittstelle Fachkomponente A Systemoperationsaufruf UI-Operationsaufruf : Fachklasse : Fachklasse Anwendungsfall Fachkomponente A UI-Klasse «Attribute» UI-Attribut : Typ UI-Operation( Eingabeparameter : Fachklasse ) Systemoperation( out Ausgabeparameter : Fachklasse ) «Attribute» Fachattribut : Typ Fachklasse Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 30

31 Bedienschnittstelle Beispiel: Kunden suchen Sachbearbeiter Kunden suchen Kunden suchen Bedienschnittstelle Kundenverwaltung Treffer ausgeben : Kunde : Kunde Kunden ermitteln Kundenverwaltung Trefferausgabe «Attribute» Nachname : Zeichenkette Treffer ausgeben( Eingabeparameter : Kunde ) Kunden ermitteln( out Ausgabeparameter : Kunde ) Kunde «Attribute» Name : Zeichenkette Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 31

32 Schnittstelle zum Test Testautomatisierung: Traversierer Traversierer (Pfadanalyse) Abstrakte Testfälle Test- Daten Konkrete Testfälle Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 32

33 Schnittstelle zum Design Generativer Analyse-Design-Übergang Fachkomponenten Fachklassen, Datentypen Systemanalyse Fachkomponente Y Systemoperation 1( ) Systemoperation 2( ) PlatformFach- Independent Model komponente Z Systemoperation 1( ) Systemoperation 2( ) Fachklasse A «Attribute» Fachattribut 1: Typ Fachoperation 1( ) Fachoperation 2( ) Fachliche Anforderung Wert 1 Aufzählungstyp «Aufgezählte Werte» Wert 2 M2M-Trafo Systemkomponenten Entitäten, Datentypen Systemkomponente Y Systemoperation 1( ) Systemoperation 2( ) Platform Specific Model Systemkomponente Z Systemoperation 1( ) Systemoperation 2( ) Design Entität A «Attribute» Fachattribut 1: Typ Fachoperation 1( ) Fachoperation 2( ) Aufzählungstyp Technische Umsetzung Wert 1 «Aufgezählte Werte» Wert 2 Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 33

34 4) Standardisierte Dokumentation für standardisierte Prozesse Ausgangssituation Dokumentationsziele SPEM

35 Ausgangssituation: Dokumentationsinseln FK-Handbuch Architektur-Matrix Analyse Architektur Sophist REgelwerk Konzept Abgrenzung Architektur-Design Entwickler-Handbuch Test-Handbuch Design& Implementierung Test&QS Referenzanwendung Konzept Unittests Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 35

36 Ziele standardisierter Dokumentation Dokumentationsziele Aus Sicht der SWEP-Anwender Leicht verständlich Leicht navigierbar Vielfältige Einstiegspunkte (Aufgabe, Rollen, Ergebnisse etc.) Leicht recherchierbar Problemorientiert (alle im jeweiligen Kontext relevanten Informationen/ Vorlagen/Beispiele etc. direkt erreichbar) Aus Sicht der SWEP-Autoren Verteilt erstellbar Einheitlich Zuschneidbar Skalierbar Versionierbar Universell (Dokumentation von Rollen, Handbüchern, Tutorials, Modellen, Konventionen, Metriken etc.) Unterstützung der Trennung Methode Prozess Werkzeug Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 36

37 Standardisierte Dokumentation für standardisierte Prozesse Herkömmliche, primär Office-basierte Dokumentationsformen ( Word-Handbücher ) können den Zielen nicht gerecht werden. Interdisziplinär homogene Prozessdokumentation erfordert ein standardisiertes Metamodell. Zur Beschreibung von Softwareentwicklungsprozessen existiert eine internationale Spezifikation SPEM*) SPEM liefert exakte Regeln, wie elementare Bestandteile einer Prozessbeschreibung (Prozess, Schritte, Rollen, Dokumente, ) standardisiert zusammenhängend dokumentiert werden. Aus SPEM heraus können bisher gewohnte (printbasierte) Dokumentationsformen generiert werden ( XML-Format). Der SWEP wird auf Basis des international standardisierten Metamodells SPEM dokumentiert *) Software & Systems Process Engineering Meta-Model Specification (OMG) Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 37

38 Vereinfachte Projektion auf das SPEM-Metamodell Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 38

39 Screenshot gemäß SPEM aus Anwendersicht Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 39

40 5) Einführung des Standards in die Organisation Überblick Handlungsfelder Pilotierungsszenarien

41 Handlungsfelder Einführungsstrategie (1/2) Einführungsstrategie Umfeldanalyse Schulungskonzept Coachingkonzept Kennzahlensystem Welche Partner sind in welcher Rolle in welcher Form in die Entwicklung respektive Einführung des SWEP mit einzubeziehen? Welche Rollen sind über welche Lehr-/Lernform zu qualifizieren? Wie passen die unterschiedlichen Rollentaxonomien zusammen? Wer erstellt wann welche Schulungsinhalte? Wie viele Coaches/ Multiplikatoren werden in welcher Qualität gefordert und gefördert? Wie findet ein kontinuierlicher Know-How- Austausch statt? Welche Metriken eignen sich, um qualitative und quantitative Aussagen über den SWEP zu treffen? Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 41

42 Handlungsfelder Einführungsstrategie (2/2) Einführungsstrategie Marketingkonzept Migrationskonzept Pilotierungskonzept Welche Information wird in welcher Form wann an welche Zielgruppe kommuniziert? Welche Verfahren werden warum wann und wie auf den SWEP migriert? Welche Projekte eignen sich warum zur Pilotierung? Wann und wie erfolgt die Pilotierung? Wie werden die Pilotierungserkenntnisse zur Weiterentwicklung des SWEP kanalisiert? Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 42

43 Pilotierungsszenarien Ganzheitliche Pilotierung Pilotierung einzelner Module A D I T A D I T Pilotprojekt P1 P2 P3 + Vollständige Abdeckung aller Disziplinen des SWEP + Erprobung der Schnittstellen zwischen den Disziplinen + Vollständige Ermittlung aller Kennzahlen eines Projekts möglich + Repräsentativerer Charakter einer ganzheitlichen Pilotierung - Größtes Risiko für Akzeptanz des SWEP bei Scheitern des Piloten + Realisierung von Quick-Wins durch einfache, nutzenstiftende Module + Erhöhung von Bekanntheit und Akzeptanz des SWEP in unterschiedlichsten Bereichen + Heranführung von Mitarbeitern an den SWEP, in deren Verfahren die Einführung des kompletten SWEP derzeit nicht geplant/möglich ist ( schleichende Migration ) - Höherer Koordinationsaufwand Dr. Stefan Walburg, Florian Rupp Standardisierte Systemspezifikation mit der UML 2 Seite 43

44 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen Dr. Stefan Walburg Florian Rupp