Prozeß-Controlling in der Softwareentwicklung

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1 Prozeß-Controllng n der Softwareentwcklung De Orenterung an Refegradmodellen n der Softwareentwcklung zwngt zur Ausenandersetzung mt Prozeß- Controllng. Der vorlegende Artkel stellt für das Prozeß-Controllng be der Softwareentwcklung sgnfkante Meßgrößen vor und gbt Hnwese zu deren Handhabung n der betreblchen Praxs. Vorwort Was st en Prozeß n der Softwareentwcklung und warum desen messen? En Prozeß st ene Folge von Arbetsschrtten, de zu dem Zweck durchgeführt werden, Engangsprodukte n Ausgangsprodukte zu verändern. En Prozeß ntegrert Menschen, Werkzeuge und Prozeduren. [1] Kurz: En Prozeß st, we Se etwas tun! Der Software-Prozeß kann defnert werden als Menge von Aktvtäten, Methoden, Praktken und Transformatonen, de von Personen benutzt oder durchgeführt werden zur Entwcklung und Wartung der Software und den assozerten Produkten we Projektpläne, Desgndokumente, Code, Testfälle und Benutzerhandbüchern. [2] In der Softwareentwcklung glt es zu unterscheden zwschen technschen Prozessen und Managementprozessen. Zu den technschen Prozessen gehören z.b. de Prozesse der Funktonsentwcklung, der Coderung, der Integraton oder der Bedatung von Funktonen. Zu den Managementprozessen gehören z.b. de Prozesse der Auftragsprüfung und Angebotserstellung, der Projektannahme, der Projektplanung, der Projektverfolgung etc. Zum Zusammenspel der technschen und der Managementprozesse: De Managementprozesse planen und koordneren de notwendgen technschen Prozesse, damt das Endprodukt enes Projektes n vorgegebener Qualtät, zu enem vorgegebenen Termn, unter Enhaltung enes Kostenrahmens vorlegt. Ursprünglch führten Anforderungen der amerkanschen Raumfahrt- und Mltärndustre an de Produkt- und Prozeßscherhet be der Softwareentwcklung zu Refegradmodellen für Software-Entwcklungsprozesse. En u.a. auch für de Kfz-Industre wchtges Refegradmodell st das Capablty Maturty Model Integraton for Systems Engneerng, Software Engneerng, Integrated Product and Process Development, and Suppler Sourcng (CMMI- SE/SW/IPPD/SS, V1.1). De verschedenen CMMI Modelle, so auch das CMMI-SE/SW/IPPD/SS, V1.1 struktureren sch n Refegradstufen (maturty levels). Es wrd unterscheden zwschen: (1) Intal - (2) Managed - (3) Defned - (4) Quanttatvely Managed - (5) Optmzng. Von Refegrad zu Refegrad nmmt de Prozeßorenterung und de Prozeßgüte zu. Ab der Refegradstufe (2) Managed glt für de Projekte n der gesamten Unternehmensorgansaton, daß alle (Kunden-) Anforderungen gemanagt werden und daß de Prozesse geplant, entwckelt, gemessen und gesteuert werden. Daraus leten sch für Prozeßmessungen folgende Zele ab: Verfolgung der Wrksamket engeleteter Verbesserungsmaßnahmen Erkennung von Veränderungen und Schwachstellen m Gesamtprozeß oder enzelnen Prozessen Dr. Monsler Managementberatung 1

2 Standardserte Meßgrößen und Defntonen ermöglchen zusammenfassende Darstellungen unter verschedenen Geschtspunkten und auf unterschedlchen Ebenen der Organsaton. Bewertung der Auslastung, Flexbltät und Lestungsfähgket der Organsaton Bewertung der qualtatven und termnlchen Verbndlchket der Organsaton Nachfolgend möchte ch enen Ansatz zur Prozeßmessung für de Softwareentwcklung n der Kfz- Zuleferndustre vorstellen und her nsbesondere auf de Meßgrößen Ersttrefferquote, Pünktlchket, Durchlaufzetndex, Produktvtätsndex und Planungsgüte sowe deren Ermttlung auf Bass von Arbetspaketen engehen. Messung auf Bass von Arbetspaketen Prozeßmessungen brauchen Meßobjekte. Verwendet man be Produktonsprozessen z.b. physsche Güter we Rohmateralen, Halbfabrkate etc., so beten sch be Softwareprozessen Arbetspakete an. Jedes Arbetspaket st defnert durch: Begnn Ende das der Arbet zugrundelegende Lastenheft das Produkt, das mt dem Arbetspaket erstellt wrd den Wert des Arbetspaketes den tatsächlch benötgten Aufwand n Stunden De statstsche Sgnfkanz von Messungen wrd erheblch durch de Glechartgket und ausrechende Anzahl der Meßobjekte beenflußt. In der vorlegenden Stuaton heßt des, daß de zu messenden Arbetspakete n hrer Länge ncht zu große Abwechungen aufwesen sollten und ene sgnfkante Anzahl an Arbetspaketen vorlegen muß. Größere Arbetspakete snd ggf. n mehrere klenere Arbetspakete zu untertelen, klenere ggf. zusammen zu fassen. Der Wert enes Arbetspaketes basert z.b. auf dem Aufwand n Personenstunden gemäß den technschen und organsatorschen Randbedngungen zum Start der generellen Prozeßmessung. Das Arbetspaket kann folgende Status annehmen: Vorrätg Aktv Abgebrochen Abgeschlossen Enbezug von Nacharbet En krtscher Punkt st stets de Enbezehung von Nacharbet. Nacharbet entsteht, wenn en nterner oder externer Kunde en abgeschlossenes Arbetspaket zurückwest, wel es de zugrundelegende Spezfkaton ncht erfüllt. Nacharbet st demnach erforderlch, um den mt dem ursprünglchen Arbetspaket verknüpften Wert noch zu schöpfen. Dr. Monsler Managementberatung 2

3 Zwschen Ableferung enes Arbetspaketes, Empfang, Test und Abnahme oder Zurückwesung des Arbetspaketes durch den Empfänger verstrecht ggf. ene gewsse Zet. Was st n dem Falle zu tun? Das Arbetspaket m nachhnen abzuwerten oder dem Nacharbets-Arbetspaket enen reduzerten Wert zuzuwesen? Zunächst muß klar sen, daß mt dem Nacharbets-Arbetspaket ken zusätzlcher Wert geschaffen wrd, sondern der ursprünglch angestrebe Wert erst geschert wrd. Es handelt sch also ncht um ene Mehrwertschaffung. Dem ursprünglchen Arbetspaket nachträglch den Wert zu entzehen, st rechentechnsch mt Aufwand verbunden. Der Aufwand stegt mt dem Unvermögen des Arbetspaketempfängers zur zetnahen Prüfung und Abnahme. Ferner muß sch das Management der Prozesse permanent mt überarbeteten hstorschen Reports beschäftgen und de hstorsche Bass verschwmmt. Besser st es, den Wert enes Nacharbets-Arbetspaketes glech Null zu setzen. De nun anstehende Erläuterung der Meßgrößen wrd zegen, daß mt deser Konventon Nacharbet durchaus enen entsprechenden Hebel bestzt. Meßgröße Pünktlchket 1 Pünktlchket charaktersert de Fähgket, Ergebnsse zum vorher verenbarten Termn zu lefern und damt de Termntreue des Gesamtprojektes zu schern. En nedrger Pünktlchkets-Wert zegt, daß de Ressourcenplanung außer Kontrolle gerät, erkennbar an verspätetem Projektabschluß, späterem Start von Neuprojekten und/oder Ergebns-Schmälerung durch schlechtere Qualtät und kürzere Produktlebenszyklen. Pünktlchket 3 = 3 E D E st de Anzahl pünktlch abgeschlossener und ausgeleferter Arbetspakete der Arbetsgruppe n der Perode D st de Anzahl aller abgeschlossenen Arbetspakete n der Arbetsgruppe n der Perode De Pünktlchket wrd über mehrere Peroden (her 4) gemttelt. Wann st en Arbetspaket pünktlch ausgelefert? Maßgeblch sollte der mt dem Auftraggeber verenbarte Termn sen und ob das Arbetspaket zu genau dem Termn zur Verfügung gestellt wurde. De Verschebung enes Plan- 1 auch als on tme delvery (OTD) bezechnet Dr. Monsler Managementberatung 3

4 auslefertermns sollte nur mt Zustmmung des Auftraggebers zulässg sen bzw. wenn dese Verschebung vom Auftraggeber verursacht st. Nacharbets-Arbetspakete sollten ncht n de Pünktlchketsberechnung enfleßen. Meßgröße Ersttrefferquote 2 De Ersttrefferquote charaktersert de Fähgket, de zuvor verenbarte Spezfkaton bzw. Vorgabe zu erfüllen. En nedrger Ersttrefferquotenwert st en Frühndkator dafür, daß de Planung außer Kontrolle zu geraten droht z.b. mt den Folgen: Verspäteter Projektabschluß Späterer Start von Folgeprojekten Verrngerung des Ergebnsses durch schlechtere Qualtät und kürzere Produktlebenszyklen Ersttreffe rquote 3 = 3 F D F st de Anzahl erstmalg (fehlerfre) abgeschlossener Arbetspakete (ohne Nacharbet) n der Perode D st de Anzahl abgeschlossener Arbetspakete (nkl. Nacharbet) n der Perode De Ersttrefferquote wrd über mehrere Peroden (her 4) gemttelt Nacharbet wrd m Zähler ncht mtgezählt. Das erstmalg (nach bestem Wssen und Gewssen) fehlerfre ausgeleferte Arbetspaket wrd als fehlerfre gezählt. Deser Status wrd auch be nachträglch erkannten Fehlern ncht mehr geändert (s.o.). Velmehr wrd de Ersttrefferquote dann durch de Nacharbet gesenkt. Meßgröße Durchlaufzetndex 3 Der Durchlaufzetndex st ene Meßgröße zur Erfassung der Prozeßlestung und des Volumens der zugesagten Arbetspakete ( Bugwelle ). Zel st es, durch Verbesserungsmaßnahmen de Durchlaufzet auf enen spezfsch festzulegenden optmalen Wert zu verkürzen ohne negatve Auswrkung auf Qualtät und Termntreue. Ene snkende Durchlaufzet sgnalsert ene erhöhte Fähgket, schnell auf neue Marktanforderungen reageren zu können und dese rasch bedenen zu können. Durchlaufzetndex = 3 ( A + B ) v 2 auch als frst pass yeld (FPY) bezechnet 3 auch als dynamc cycle tme (DCT) bezechnet Dr. Monsler Managementberatung 4

5 A st der Wert aller aktven Arbetspakete n der Perode n der Arbetsgruppe [Punkte] B st der Wert aller n der Perode n der Arbetsgruppe bekannten und geplanten Arbetspakete [Punkte] De Durchlaufzet wrd über mehrere Peroden (her 4) gemttelt. ν st de Abarbetungsgeschwndgket der letzten Peroden(her 4) n der Arbetsgruppe v = 3 t C C st der Wert der abgeschlossenen Arbetspakete n der Perode [Punkte] t entsprcht her 4 Peroden We st mt Nacharbet zu verfahren? Nacharbets-Arbetspakete fleßen ndrekt n de Berechnung des Durchlaufzetndex en, da es Ressourcen belegt und kene Punkte brngt. Meßgröße Produktvtätsndex Der Produktvtätsndex mßt das Verhältns des Wertes der erbrachten Arbetspakete zu dem dafür aufgewendeten Ressourcenensatz. Ene stegende Produktvtät sgnalsert ene züggere Abarbetung der Arbetspakete be glechblebendem Kapaztätsensatz oder ene stärkere Konzentraton der Kapaztät der Arbetsgruppe auf de Arbetspakete. Es sollten nur Arbetspakete mt Wertschöpfung betrachtet werden. Aktvtäten ener Organsatonsenhet, de außerhalb wertschöpfender Arbetspakete (m Snne der Kernaufgaben der Organsatonsenhet) stattfnden, sollten ncht als Arbetspakete gewertet werden, velmehr als unterstützende Aktvtäten (Sustanng und Support) ausgeblendet werden. Mangelt es an Standardarbetspaketen, so kann man mt fre defnerten Arbetspaketen starten und nach Festlegung der Komplextätsfaktoren und deren Bestmmung de Messungen mt den entsprechend skalerten Standardarbetspaketen weter präzseren. Pr oduktvtätsndex = 3 ( VWP W) S C 3 VWP st der Wert des Arbetspaketes, das n der Meßperode abgeschlossenen wurde W st der Komplextätsfaktor des Arbetspaketes (für free Arbetspakete st W =1) S st en Skalerungsfaktor zur Nvellerung des Startwertes auf 100% C st de Summe der Kosten der Organsatonsenhet n der Meßperode De Produktvtät wrd jewels über mehrere Meßperoden (her 4) gemttelt. Dr. Monsler Managementberatung 5

6 Punktzahlvergabe für en Arbetspaket m ersten Meßjahr: Bass be der Punktzahlvergabe st der Aufwand n Personenstunden für en Arbetspaket gemäß den technschen und organsatorschen Randbedngungen zu Begnn der Messungen (Bsp.: 100 Stunden Aufwand für en Arbetspaket: = 100 Punkte). Deser Wert blebt n der Folgezet für deses Arbetspaket bestehen. Punktzahl für en Arbetspaket n den Folgejahren: Im Lauf der Jahre können technsche und organsatorsche Veränderungen zu ener züggeren Bearbetung von Arbetspaketen führen. Desem Produktvtätszugewnn wrd durch ene Anpassung der Aufwand- / Punkte- Relaton Rechnung getragen. Das m Startjahr gültge Verhältns von 1 Stunde = 1 Punkt wrd n den Folgejahren für jede enzelne Arbetsgruppe we folgt angepaßt: Für feste Arbetspakete zum generellen Start der Prozeßmessung gemäß: VWP = Anzahl erforderlche Personenstunden Für neu defnerte feste und free Arbetspakete gemäß: VWP = Anzahl geschätzter Personenstunden * aktuelle Produktvtät n der Organsatonsenhet Kosten Bespel: 100 PStd 100 Punkte 80 PStd 100 Punkte 160 PStd 200 Punkte Arbetspaket Neu Arbetspaket Alt Startjahr typ. 1. Jahr Zet Be der Enarbetung von Mtarbetern, de ncht zur betrachteten Organsatonsenhet gehören, snd deren Lestung und Kapaztät ncht mtzurechnen. Be Mtarbetern anderer Organsatonsenheten, de für de betrachtete Organsatonsenhet produktv tätg snd, snd sowohl de Arbetspakete als auch de Kapaztät mtzurechnen. Be Arbetspaketen, de über mehrere Organsatonsenheten vertelt bearbetet werden, werden de Punkte für de Arbetspakete und de Kapaztäten m Verhältns der engebrachten Kapaztäten be den enzelnen Organsatonsenheten antelg berückschtgt. En abgebrochenes Arbetspaket zählt weder zum Arbetsvorrat noch zu abgeschlossenen Arbetspaketen und fleßt somt ncht n de Kennzahlenberechnung en. Jede sgnfkante Spezfkatonsänderung führt zum Abbruch des Arbetspaketes und zum Start enes neuen Arbetspaketes. Falls de Änderung ene Erweterung st, führt des Dr. Monsler Managementberatung 6

7 zu ener neuen Bewertung des Arbetspakets mt ggf. neuem Termn. En unterbrochenes Arbetspaket zählt zu den aktven Arbetspaketen und fleßt somt n de Kennzahlenberechnung mt en. Meßgröße Planungsgüte Dese Meßgröße dent zur Bewertung von Prozeßverbesserungen. De Planungsgüte wrd durch Verglech von geschätztem und realem Aufwand bestmmt. Ene stegende Planungsgüte st demnach en Indkator für Prozeßverbesserungen. Planungsgüte 3 = ( VWp W ) 3 K VWP st der Wert des Arbetspaketes, das n der Meßperode abgeschlossenen wurde W st der Komplextätsfaktor des Arbetspaketes (für free Arbetspakete st W =1) K st de für das Arbetspaket Wp tatsächlch engesetzte Kapaztät n Personen-Stunden. De Planungsgüte wrd jewels über mehrere Meßperoden (her 4) gemttelt. Anders als be der Produktvtät wrd de Planungsgüte ncht mt enem Skalerungsfaktor multplzert. Des läßt sch we folgt begründen: Falls de Bewertung der Arbetspakete rchtg erfolgt st, startet de Planungsgüte bem Meßbegnn automatsch be 100%, da der Wert der Arbetspakete (=geplanter Aufwand) m Mttel dem tatsächlchen Aufwand entsprcht. Prozeßmessung über Cockptcharts Zur Unterstützung der Managementprozesse n der Softwareentwcklung sollten oben beschrebene Meßgrößen n ener geegneten Form aufberetet und überschtlch zur Verfügung gestellt werden. Dese Aufgabe erfüllt das Prozeß-Cockptchart (CPC). Um berets be der Beschaffung der Daten für de Software-Prozesse ene enhetlche Vorgehenswese zu haben und be Bedarf enen schnellen Überblck auch über mehrere Prozesse oder Arbetsgruppen zu erhalten, st en enhetlches Format zu empfehlen. Das CPC dent nsbesondere der Bewertung von Veränderung von Prozeßparametern und st dabe zuglech auch en Ensteg n de Ursachenanalyse. Be neu engeführten Maßnahmen kann mt dem CPC deren Wrksamket quanttatv bewertet werden. Zuglech können auch ggf. vorhandene negatve Nebenwrkungen deser Maßnahmen erkannt und bewertet werden. Herbe dent das CPC auch der Erkennung von Zelkonflkten. Be der Interpretaton der Meßwerte n den CPC snd ausschleßlch de relatven Veränderungen relevant, ncht de absoluten Meßwerte. De absoluten Meßwerte snd zum enen stark von der Vorgeschchte geprägt und zum andern be unterschedlchen Prozessen oder Randbedngungen naturgemäß unterschedlch. Dr. Monsler Managementberatung 7

8 Alle Meßgrößen wesen Bass- und Zellne auf, um das Ausgangsnveau und den Zelhorzont darstellen zu können und de relatve Annäherung an das Zel erkennen zu können. De Basslne kann als Durchschntt aus den ersten Meßperoden gebldet werden. Be der Festlegung der Zellne st ene Ausrchtung an den Basswerten snnvoll. En Anhaltswert zur Festlegung der Zellne kann z.b. der Basswert zuzüglch 50% des Abstands zum Idealwert sen. De Festlegung der Zellne sollte n der Organsaton m Zelverenbarungsprozeß enthalten sen. Be der Verdchtung von Messungen auf höhere Organsatonsebenen st be oben beschrebenen Meßgrößen zu beachten, zunächst de folgenden Prmärdaten aus den Gruppenmessungen addtv zusammen zu fassen: Kumulerter Wert des aktven Arbetsvorrats n der Perode Kumulerter Wert angenommener, geplanter, jedoch noch ncht gestarteter Arbetspakete n der Perode Kumulerter Wert abgeschlossener Arbetspakete n der Perode Anzahl abgeschlossener Arbetspakete n der Perode Anzahl pünktlch abgeschlossener Arbetspakete n der Perode Anzahl erstmalg (fehlerfre) abgeschlossener Arbetspakete n der Perode Interne und externe Kosten der betroffenen Organsatonsenhet n der Perode Angefallener Aufwand für de abgeschlossenen Arbetspakete n der Perode Aus den Summenwerten lassen sch dann de Prozeßkennzahlen gemäß den obgen Defntonen ableten. Lteraturhnwese [1] Carnege Mellon The Capablty Maturty Model, Gudelnes for Improvng the Software Process [2] Carnege Mellon SEI-93-TR-24, Capablty Maturtty Model, Verson 1.1 Autor Dr.-Ing. Drk Monsler Organsatons- und Managementberatung. Selbständger Unternehmensberater mt den Schwerpunkten Projekt- und Prozeßmanagement, Qualfzerung und Coachng von Projektteams Anschrft Kolpngstraße 33, Greven Emal drk.monsler@t-onlne.de Dr. Monsler Managementberatung 8