Verwendung von Anforderungsbasierten Verfolgbarkeitsmetriken im Projektmanagement

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1 Verwendung von Anforderungsbasierten Verfolgbarkeitsmetriken im Projektmanagement Michael Eisenbarth Abteilung Requirements- und Usability-Engineering Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering

2 Agenda Motivation RE-Metriken Anforderungsbasierte Verfolgbarkeitsmodelle Erfassen von Anforderungsmetriken durch Einsatz von Verfolgbarkeitsmodellen Beispiele Zusammenfassung

3 Motivation Projektmanager müssen kritische Entscheidungen auf Basis aktuell verfügbarer Informationen treffen, aber die Informationen müssen aktuell und eindeutig sein, sollten den richtigen Detailgrad aufweisen, Wie ist der Status meines Projekts/Produkts? und sollten Management nach dem Ausnahmeprinzip sowie das frühzeitige Erkennen kritischer Situationen erlauben. Können wir den Zeitplan einhalten? Kontinuierlich erfasste, auf Anforderungen basierende Metriken können dabei helfen Wie ist die Qualität unserer Anforderungen?

4 Lösungsvorschlag Verwendung von kontinuierlich erfassten, auf Anforderungen basierenden Metriken zur Unterstützung der automatischen Visualisierung der Qualität und des Status der Anforderungsartefakte des Projekts, Unterstützung zur frühzeitigen Evaluation von Anforderungsqualitäten, z.b. Konsistenz, Vollständigkeit und Komplexität, Unterstützung des Entscheidungsfindungsprozesses Wir verwenden einen kombinierten Ansatz, bestehend aus Anforderungsqualitätsmetriken und Verfolgbarkeitsinformationen

5 RE Metriken Definition: Metrik A measurement derived from a software product, process, or resources. Its purpose is to provide a quantitative assessment of the extent to which the product, process, or resources possess certain attributes. [Costello] Erforderliche Eigenschaften einer Metrik - Klare Definition der Berechnungsregel und der Datenerfassung (Wie?) - Interpretation der Metrik / Bedeutung (Was?) - Zweck der Metrik im Projekt / in der Organisation (Warum?) [Costello, R.J.: Metrics for requirements engineering. in Sixth annual Oregon workshop on Software metrics Silver Falls, Oregon, US]

6 Ziele, die mit RE-Metriken unterstützt werden können Messen und Bewerten der Qualität von Anforderungen und Anforderungsdokumenten Bewertung und Identifizierung von Risiken aufgrund schlechter Qualität der Anforderungen oder der RE- Aktivitäten Vergleich von Anforderungsdokumenten Langfristige Bewertung der RE- und der Entwicklungsprozesse Entscheidungsunterstützung bezüglich - weiterer benötigter Ressourcen - anderer RE-Methoden - Trainings

7 Wichtige Qualitätsaspekte von RE-Spezifikationen [nach IEEE / Davis et al.] [Davis, A., et al., Identifying and measuring quality in a software requirements Specification. IEEE Software, (6): S ]

8 Metriken für Anforderungsdokumente Zweck spezieller Metriken - Bewertung der Qualität der Anforderungsdokumente Sprachliche Aspekte (meist natürliche Sprache / Use Cases) - wie Mehrdeutigkeit (Weak Words) Inhaltliche Aspekte - wie Komplexität Strukturelle / dokumentationsbezogene Aspekte - wie Vollständigkeit und Konsistenz - Bewertung der RE-Prozesse Qualitätssicherungsmaßnahmen (Testen, Inspektionen, etc.) Statusinformationen bezüglich des Projekts (Fortschritt)

9 Einsatz von Verfolgbarkeitsmodelle für das Erfassen von Anforderungsmetriken RE-Modell SRS Dashboard Status definiert visualisiert verwenden Konzeptionelles Anforderungsmodell - Festlegung der Dokumentationsartefakte und ihrer Beziehungen RM-Metriken - SRS Qualitätsbewertung und -sicherung - Evaluierung des Projektfortschritts - Analyse der Produktkomplexität RM Dashboard - Bietet ein RE Control Cockpit Metriken Metriken, auf die wir uns besonders konzentrieren: Verfolgbarkeit, Flüchtigkeit, Konsistenz, Vollständigkeit* und Komplexität * bzgl. struktureller Vollständigkeit

10 Was ist ein konzeptionelles Anforderungsmodell? Definiert die strukturelle Hierarchie und die Abstraktionsebene der zu dokumentierenden Anforderungen, indem es die geeigneten Dokumentationsentitäten definiert (Anforderungsartefakte) ebenso wie deren Beziehungen.

11 Beispiel eines konzeptionellen Anforderungsmodells Das Modell stellt die folgenden Beziehungen dar: Jede Aufgabe hat genau eine ToBe-Activity-Beschreibung Aufgabe 1 1 ToBe- Activity-Beschreibung Eine ToBe-Activity-Beschreibung enthält einen oder mehrere Use Cases Ein Use Case kann ohne jegliche damit verbundene ToBe-Activity-Beschreibung existieren und kann mit mehr als einer ToBe-Activity-Beschreibung verbunden sein Funktionsbeschreibung 1..* 0..* 0..* 1..* Use-Case- Beschreibung Eine Use-Case-Beschreibung bezieht sich auf eine oder mehrere Funktionsbeschreibung(en)

12 Vorteile der Verwendung eines konzeptionellen Anforderungsmodells Ein konzeptionelles Anforderungsmodell ermöglicht - die Definition von Konsistenzregeln für Anforderungsspezifikationen, die normalerweise von Experten bei Reviews geprüft werden, - die Unterstützung einer zusätzlichen automatischen Evaluierung der Qualität der Anforderungen - und von Informationen bzgl. Vollständigkeit basierend auf fehlenden Dokumentationsteilen Leider können fehlende Funktionalität oder fehlende nichtfunktionale Eigenschaften nicht automatisch identifiziert werden!

13 Erfassen von Anforderungsmetriken durch Einsatz von Verfolgbarkeitsmodellen Goal - Messen der Komplexität und Konsistenz der aktuellen SRS Question Metric - Wie viele Beziehungen (Traces) gibt es in der Anforderungsspezifikation zwischen den Dokumentationsartefakten? - Sind die Beziehungen konsistent mit dem Verfolgbarkeits-Modell? - Verfolgbarkeit (Linkstatistiken) LStat = of _ higher & lower _ level _ Req. to_ which_ each _ Req _ is _ traced

14 Beispiel für Komplexität und Konsistenz Tracelinks 8 Use Cases mit nur 9 Funktionen Use Cases zu einfach? Fehlende Funktionalität? SRS Konsistenzfehler! Kein Aktivitätsdiagramm für Aufgabe 2 Tasks 1 2 # of artefacts # of Activity diagrams # of Use Cases # of Functions 3 Metriken 1 Use Cases mit mehr als 10 Funktionen Hohe Komplexität des Use Case? Use Case überspezifiziert?

15 Beispiel: Flüchtigkeit von Anforderungen Goal - Identifizierung der sich aktuell in Bearbeitung befindenden Bereiche der Anforderungsspezifikation Question Metric - Welche Teile der gegenwärtigen Spezifikation befinden sich aktuell in Entwicklung? - Welche Anforderungen wurden sehr häufig geändert? - Anzahl der Anforderungsspezifischen Änderungen im Zeitraum t

16 Wärmebild January June February Kapitel A Kapitel B Kapitel C May March April

17 Beispiel: Evaluierung für Testfallabdeckung Ziel: Feststellen, ab wann Testen grenzwertig wird. Testabdeckung Testfallüberdeckung

18 Zusammenfassung Kombinierter Ansatz aus Anforderungsqualitätsmetriken und Verfolgbarkeitsmodellierung - Unterstützung für Projektmanager bei der Evaluierung des aktuellen Status und der aktuellen Qualität ihrer Anforderungen - Frühzeitige Identifizierung kritischer Teile der Anforderungsspezifikation - Unterstützt die Definition von Konsistenzregeln für automatische Überprüfungen

19 Blick in die Zukunft Entwicklung eines generischen konzeptionellen Anforderungsmodells zur Wiederverwendung und für projektspezifische Anpassungen Implementierung und Weiterentwicklung von Anforderungsqualitätsmetriken und Berechnungsregeln Dashboard-Visualisierung und Anpassung an verschiedene kommerzielle und Open-Source- Anforderungsmanagement-Werkzeuge

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Inform Michael Eisenbarth Tel.:

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