Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

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1 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Thema: QualityMetrics: Ein qualitätsgetriebener Ansatz für das Softwareentwicklungsmanagement Diplomarbeit Arbeitsgruppe Softwaretechnik Themensteller: Betreuer: vorgelegt von: Prof. Dr.-Ing. habil. Reiner R. Dumke Prof. Dr.-Ing. habil. Reiner R. Dumke Christof Matschie Oberweg Bautzen matschie@student.uni-magdeburg.de Abgabetermin: 08. Januar 2007

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3 Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Bibliographische Angaben: Christof Matschie: QualityMetrics: Ein qualitätsgetriebener Ansatz für das Softwareentwicklungsmanagement Diplomarbeit Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Informatik, Institut für Verteilte Systeme, Arbeitsgruppe Softwaretechnik Studiengang Informatik, 2008 Kurzfassung: Für die erfolgreiche Entwicklung von qualitativ hochwertiger Software ist der Einsatz von fundierten Methoden und Ansätzen unerlässlich. Neben der Vielzahl an bereits bestehenden Ansätzen hat sich in der Praxis der Ansatz der QualityMetrics entwickelt und etabliert. Neben der eigentlichen Realisierung der Software ist im Rahmen des Softwareentwicklungsmanagements eine Vielzahl an Aufgabenbereichen zu berücksichtigen. Der Schwerpunkt dieser Diplomarbeit liegt auf dem Beschreiben des QualityMetrics-Ansatzes und ihn durch seine wissenschaftliche Fundierung in das Informatikgebiet des Software Engineering einzuführen. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit der Einsatz der QualityMetrics in der Praxis mittels Befragung erfasst und untersucht. Schlüsselwörter: Liefergegenstand; Metrik; Qualität; qualitätsgetrieben; QualityMetrics; Softwareentwicklungsmanagement Abstract: In modern software development using profound methods and approaches is essential. Although many methods have been already established the need for building highly qualitative software led to developing and establishing of QualityMetrics among software development professionals. Besides programming task the software development management calls for a multitude of activities. The main focus of the thesis is the description of the QualityMetrics-approach and moreover its introduction into the field of software engineering. Furthermore a survey among software development experts has been conducted to investigate the use of the QualityMetrics in software development projects. Keywords: deliverables; metric, quality, quality-driven, QualityMetrics, software development management

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5 I Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...I Verzeichnis der Abkürzungen und Akronyme...IV Verzeichnis wichtiger Begriffe... V Abbildungsverzeichnis...VI Tabellenverzeichnis...VIII 1 Einführung Motivation und Problemstellung Zielsetzung und Abgrenzung Vorgehen und Aufbau der Arbeit Theoretische Fundierung und Terminologie Projekt Definition des Begriffes Projekt Projektziele Möglichkeiten der Projektklassifizierung Besonderheiten von Softwareentwicklungsprojekten Projektmanagement Definition des Begriffes Projektmanagement Motivation für Projektmanagement Prozesse des Projektmanagements Methodikeinsatz in Projekten Einordnung im Kontext des Software Engineering Definition des Begriffes Software Engineering Phasen und Phasenmodelle der Softwareentwicklung Liefergegenstände in Softwareentwicklungsprojekten Softwareentwicklung zwischen formalen und agilen Paradigmen Projektbezogene Grundlagen der Software-Messung Definition der Begriffe Softwaremessung und Metrik Anforderungen an Metriken und deren Anwendung Klassifizierung von Metriken Messskalen Chancen und Risiken des Metrikeinsatzes Requirements Engineering in der Softwareentwicklung Definition des Begriffes Requirements Engineering Arten von Anforderungen Verifikation und Validierung Lesetechniken zur Überprüfung der Umsetzung von Anforderungen Nutzen des Requirements Engineering Grundlagen des Qualitätsmanagements... 35

6 II Unterschiedliche Sichten auf Qualität Der transzendente Ansatz Der produktbezogene Ansatz Der anwenderbezogene Ansatz Der prozessbezogene Ansatz Der Kosten-Nutzen-Ansatz Definition des Begriffes Qualitätsmanagement Schnittmengen zwischen den Disziplinen und Zusammenfassung Der QualityMetrics-Ansatz Begründung des Aufbaus Anwendung der QualityMetrics im Softwareentwicklungsprojekt Entwickeln der Liefergegenstände für das Projekt Verantwortlichkeiten für die Liefergegenstände Vereinbarung der QualityMetric für jeden Liefergegenstand Ziele der QualityMetrics Die Abstimmungssitzung Der zeitliche Ablauf der Sitzungen Das QualityMetrics-Template Beispiel für eine QualityMetric Das Ergebnis der Abstimmungssitzung Konsolidierung und Verwendung der Ergebnisse Abnahme der Liefergegenstände Einordnung der QualityMetrics in die theoretische Fundierung des Softwareentwicklungsmanagement Zusammenfassung Rahmen der empirischen Untersuchung Ansatz und Aufbau der Befragung Ziele und Analyseparameter für die einzelnen Leitfragen Rahmen von Softwareentwicklungsprojekten Motivation für den Einsatz der QualityMetrics Die Prinzipien der QualityMetrics Nutzen der QualityMetrics für das Projektmanagement Gestaltung des Fragebogen Durchführung der Befragung Auswertung der Befragung Befunde für den Rahmen des QualityMetrics-Einsatzes Voraussetzungen für den Einsatz der QualityMetrics Einsatz weiterer Konzepte und Methodiken Befunde bezüglich der Einsatzmotive Vorteile und Chancen der QualityMetrics Grenzen und Risiken der QualityMetrics...77

7 III 5.3 Bewertung der Prinzipien der QualityMetrics Granularisierung Partizipation Vermeidung von Overhead Antizipation Strukturierung Flexibilität Standardisierung Überblick zur Bewertung der QualityMetrics Befunde für das Projektmanagement in Softwareentwicklungsprojekten Anwendung der QualityMetrics im Rahmen des Projektmanagements Auswirkung der QualityMetrics auf das Projektmanagement Auswertung bezüglich der PM-Wissensgebiete Zusammenfassung Fazit Literaturverzeichnis A Wandel des Begriffes Software Engineering B FCM-Modelle und zugehörige Qualitätsmerkmale C Aufgaben des Projektmanagements in den einzelnen Wissensgebieten (nach PMBoK) D Fragebogen der Untersuchung E Teilnehmer der Befragung F Empirische Auswertung der Befragungsergebnisse

8 IV Verzeichnis der Abkürzungen und Akronyme BI CMM CMMI DIN EFQM HR ISO IT ITIL PM PMBoK PMI QM RE SW SWE SWEBoK SWEng TQM BI Business Intelligence GmbH Capability Maturity Model Capability Maturity Model Integration Deutsche Industrienorm European Foundation for Quality Management Human Resources International Organization for Standardization Informationstechnologie Information Technology Infrastructure Library Projektmanagement Project Management Body of Knowledge Project Management Institute Qualitätsmanagement Requirements Engineering Software Softwareentwicklung Software Engineering Body of Knowledge Software Engineering Total Quality Management

9 V Verzeichnis wichtiger Begriffe Item Leitfrage QualityMetric - Gruppierung von mehreren Variablen bzw. Fragen zusammengesetzte (konkret eine der QualityMetrics-Prinzipien oder eines der PM- Wissensgebiete) - wesentliche Fragestellung der Untersuchung, aus der sich detaillierte Fragen ableiten - (Singular) bezeichnet die vereinbarten Anforderungen für einen bestimmten Liefergegenstand QualityMetrics - (Plural) bezeichnet den gesamten Qualitätsansatz, welcher im Rahmen dieser Arbeit vorgestellt wird Softwaresystem - (auch Softwareprodukt) bezeichnet den Gesamtumfang der Software, inklusive ausführbarem Programm, Dokumentation, Nutzerhandbuch, Schulung, Support etc. Stakeholder - alle am Softwareentwicklungsprojekt beteiligte Personen Bezugsrahmen - erläutert den Ansatz und die Kriterien, welche eine systematische Untersuchung der ermöglichen, operationalisiert die Analyseparameter Variable - projektnahe Aussagen zu QualityMetrics; entspricht einer für die Befragung operationalisierten Fragestellung (konkret eine Aussage/ Beispiel/ Frage zu welcher die Befragten ihre Zustimmung ausdrücken) Wissensgebiet - Untergliederung der Projektmanagementaufgaben in Themengebiete; bezieht sich in dieser Arbeit auf die sog. knowledge areas nach dem PMBoK

10 VI Abbildungsverzeichnis Abb. 1.1: Häufigkeit und Kosten der Fehler je Entwicklungsphase...1 Abb. 1.2: Verlagerung der Kosten von Softwaresystem...2 Abb. 1.3: Zielsetzung der Diplomarbeit im Kontext der QualityMetrics...3 Abb. 2.1: Elemente der Softwareentwicklung...5 Abb. 2.2: Aufgabenbereiche im Softwareentwicklungsmanagement...7 Abb. 2.3: Magisches Viereck der Projektziele...10 Abb. 2.4: Besonderheiten in Softwareentwicklungsprojekten und deren Auswirkungen11 Abb. 2.5: Status der Projektabschlüsse in IT-Projekten (Chaos Report)...15 Abb. 2.6: Regelkreis der Projektmanagementprozesse...16 Abb. 2.7: Phasen der Softwareentwicklung...20 Abb. 2.8: Spiralenmodell...21 Abb. 2.9: Das Planungsspektrum...23 Abb. 2.10: Typisierung von nichtfunktionalen Anforderungen...32 Abb. 2.11: Auswirkungen und Nutzen des Requirements Engineering in Softwareentwicklungsprojekten...35 Abb. 2.12: Übersicht der Prozessstandards und ihr Abhängigkeiten untereinander ( standards quagmire )...39 Abb. 2.13: Typisierung der Qualitsmaßnahmen...42 Abb. 2.14: Mögliche Untergliederungen einzelner Disziplinen...43 Abb. 2.15: Übersicht der theoretischen Fundierung für das Softwareentwicklungsmanagement...44 Abb. 3.1: Aspekte der QualityMetrics...45 Abb. 3.2: Ablauf der QualityMetrics-Nutzung in Softwareentwicklungsprojekten...46 Abb. 3.3: Wirkung der QualityMetrics auf Mikro- und Makroebene des Projektes...49 Abb. 3.4: Beispielübersicht von Liefergegenständen und zugeordneten Verantwortlichen...51 Abb. 3.5: Gruppendynamisch Prozesse in neu zusammengesetzten Teams...56 Abb. 3.6: Beispiel für die QualityMetric Physisches Datenbankdesign...58 Abb. 3.7: Unterschiedliche Anwendung von Lesetechniken...62 Abb. 3.8: Einordnung der QualityMetrics in die theoretischen Fundierung für das Softwareentwicklungsmanagement...63 Abb. 3.9: Zusammenhang von Liefergegenständen und PM-Prozessen in Softwareentwicklungsprojekten...64 Abb. 4.1: Die vier Leitfragen im Kontext der QualityMetrics...68

11 VII Abb. 4.2: Schemenhafte Darstellung der Übersetzung von Prinzipien und Wissensgebieten (Items) in Fragen (Variablen) Abb. 5.1: Abhängigkeiten des QualityMetrics-Einsatzes Abb. 5.2: Anwendung weiterer Konzepte und Ansätze in SWE-Projekten Abb. 5.3: Arithmetisches Mittel der Zustimmung je QualityMetrics-Prinzip Abb. 5.4: Gliederung der operationalisierten Aussagen (Variablen) nach Zustimmungswert Abb. 5.5: Zustimmungswerte zum Einfluss der QualityMetrics auf die PM Wissensgebiete Abb. 5.6: Arithmetisches Mittel der Zustimmung je PM Wissensgebiet... 84

12 VIII Tabellenverzeichnis Tab. 2.1: Benötigte Liefergegenstände in Abhängigkeit von der Projektgröße...22 Tab. 2.2: Anwendungsvorteile für agile und plangetriebene Ansätze...24 Tab. 2.3: Kategorisierung von Metriken...28 Tab. 2.4: Arten von Messskalen...29 Tab. 2.5: Charakterisierung von Lesetechniken...34 Tab. 3.1: Beispielliste an Liefergegenständen für größere Projekte...48 Tab. 3.2: Die sieben Prinzipien der QualityMetrics...66

13 1 1 Einführung 1.1 Motivation und Problemstellung Bereits im Jahre 1968 wurde parallel zur Entstehung des Software Engineering (SWEng) der Begriff der Softwarekrise geprägt. Für die Entwicklung umfangreicher und komplexer kommerzieller Software (SW) fehlten häufig die theoretischen und methodischen Grundlagen, was zu Schwierigkeiten bei der Entstehung von SW führte (BLASCHEK UND POMBERGER 1993, S. 1f.; BROOKS 1987, S. 11). Doch auch neue Erkenntnisse aus Wissenschaft und Praxis kamen und kommen der Komplexität und den Schwierigkeiten der Softwareentwicklung (SWE) nicht bei (PYSTER & THAYER 2005, S. 20f.). Mangelndes Bewusstsein für die Besonderheiten bei der Entwicklung von SW führt zu einer Vielzahl von Problemen (FRICK 1995, S. 11ff.; PRESSMAN 1994, S. 17ff.). Die zögerliche Umsetzung eines systematischen und ingenieurmäßigen Vorgehens verursacht vermeidbare Kosten in SWE-Projekten (BOEHM 1979, S. 13; FUGETTA 1999, S. 7). Die meisten und teuersten Fehler werden bei den Anforderungen und beim Entwurf der SW gemacht, welche ein analytisches, strukturiertes Vorgehen erfordern, während der Anteil der Fehler beim eigentlichen Programmieren wesentlich geringer ist (vgl. Abb. 1.1). Fehlendes Wissen über und fehlendes Verständnis für SW bei Management, Auftraggeber und Nutzer der SW führen zu überhöhten und falschen Erwartungen und Anforderungen der Stakeholder (WALLMÜLLER 1990, S. 2). Dadurch besteht die Gefahr einer nicht sachgerechten Projektarbeit bei der SWE und einer nicht zufrieden stellenden Qualität der erstellten SW Ursprung der Fehler Kosten der Fehlerbeseitigung 56 Angaben in Prozent Code Andere Entwurf Anforderungen In Anlehnung an Frick (1995, S. 19). Abb. 1.1: Häufigkeit und Kosten der Fehler je Entwicklungsphase Die Komplexität von Problemen und Lösungen führt zu falscher Konzeption von SW und zu Fehlern in der SWE, was in immer höheren Wartungskosten resultiert. Abb. 1.2 zeigt deutlich die Verringerung der Hardwarekosten, was sich z. B. mit dem

14 2 Moor schen Gesetz 1 begründen lässt. Gleichzeitig jedoch ist eine drastische Zunahme der Wartungskosten festzustellen, was durch schwer zu pflegende und mit Qualitätsmängeln behaftete SW verursacht wird (FRICK 1995, S. 12). Fehler in der Entwicklung von zunehmend komplexerer und größerer SW treiben die Wartungskosten nach oben ,5 27,5 12,5 14, Angaben in Prozent Hardwarekosten Softwarekosten Wartungskosten In Anlehnung an Frick (1995, S. 12). Abb. 1.2: Verlagerung der Kosten von Softwaresystem BROOKS stellte 1987 fest, dass es keine Wunderwaffe 2 für den Weg aus der Softwarekrise gäbe. In der Zwischenzeit sind viele Konzepte entstanden, welche auf das Entwickeln von qualitativ hochwertiger SW hinarbeiten. 20 Jahre später ist Brooks Feststellung noch erstaunlich aktuell und ein Großteil der Konzepte an seine Grenzen gelangt. In der praktischen Projektarbeit wurde parallel zur Nutzung anderer Konzepte der Ansatz der QualityMetrics entwickelt, um den zuvor genannten Problemen in der SWE Herr zu werden. Der QualityMetrics-Ansatz ist Untersuchungsgegenstand der vorgelegten Arbeit. 1.2 Zielsetzung und Abgrenzung Der in der Praxis entstanden QualityMetrics-Ansatz wird durch die vorliegende Arbeit aufgegriffen und in den wissenschaftlichen Kontext gestellt. Das Ziel der Arbeit ist es (1) den QualityMetrics-Ansatz detailliert zu beschreiben und (2) ihn mit Hilfe von sieben Prinzipien der QualityMetrics in der wissenschaftlichen Theorie zu fundieren. Darüber hinaus wird (3) die Anwendung der QualityMetrics in der Praxis untersucht. 1 Die auf den ehemaligen Intel-Vorsitzenden Gordon Moore zurückgehende Regel besagt, dass sich der Preis für Computerprozessoren aller 18 Monate halbiert bzw. deren Leistung verdoppelt (Endres & Rombach 2003, S. 244f.). 2 Wunderwaffe ist die Übersetzung von Brooks bildhaftem Wortspiel Silver Bullet, welches er zusammen mit Werwolf-Motiven in seinem viel beachteten Artikel benutzt. Brooks (1987)

15 3 Dazu wird ein Fragebogen entwickelt, an Experten für SWE-Projekte versendet und deren Antworten ausgewertet. Die nachfolgende Abb. 1.3 verdeutlicht die genannten Zielsetzungen. entstanden in Praxis Praxis QualityMetrics Theorie Ziel3: QualityMetrics- Anwendung in der Praxis untersuchen Ziel1: QualityMetrics- Ansatz beschreiben Ziel2: QualityMetrics wissenschaftlich fundieren Fragebogen 7 Prinzipien Abb. 1.3: Zielsetzung der Diplomarbeit im Kontext der QualityMetrics Die vorliegende Arbeit streift und bezieht sich auf eine Reihe von Themenbereichen. Um die inhaltlichen Schwerpunkte dieser Arbeit und den in ihr beschriebenen Ansatz zu verdeutlichen, ist ein Abgrenzen der Arbeit und grobes Einordnen in diese Themenbereiche nötig. Dem Titel der Arbeit entsprechend sind dies SWE, SW- Metriken bzw. SW-Messung und SW-Qualität. QualityMetrics kommen lediglich in der Entwicklung von SW zum Einsatz. In den Lebenszyklusstadien der SW-Anwendung und SW-Wartung finden andere Konzepte Verwendung, beispielsweise sog. Service Level Agreements 3. Die Ausführungen der Arbeit beschränken sich somit auf den Bereich der SWE. Es werden Metriken vereinbart und angewendet, welche die Erfüllung von projekt- und SW-spezifischen Anforderung überprüfen. Eine Abbildung auf einen numerischen Wert wie bei ZUSE (1998, S. 16) gefordert oder ein globaler Vergleich bzw. Benchmarking findet nicht statt. Von den Leitfragen der SW-Messung Am I doing good or bad? und Am I doing better or worse? (DUMKE & EBERT 2007, S. 18) kann durch die Anwendung der QualityMetrics nur die erste Frage beantwortet werden. Im Kontext des Qualitätsmanagements (QM) wird ein methodischer Ansatz beschrieben, welcher konsequent zu qualitativ hochwertiger SW und SWE-Projektabwicklung führt. Qualität wird in einem Gesamtzusammenhang gesehen, d. h. dass das geliefert wird was zugesagt und vereinbart wurde (DUMKE & EBERT 2007, S. 245). Detaillierte Kriterien oder Qualitätsschablonen sind nicht Bestandteil der vorliegenden Arbeit, da sie an jedes SWE-Projekt individuell anzupassen wären. 3 Die SLA s beschreiben eine Vereinbarung zwischen einem Dienstleister und seinem Kunden in welcher die zu erbringenden Leistungen detailliert und transparent beschrieben sind. Populär wurden die SLAs im Zuge der IT Service Management durch mit der Verbreitung der IT Infrastructure Library (ITIL) und sie kommen u. a. in den Bereiche Hosting, Sourcing und in Call Centern zur Anwendung.

16 4 1.3 Vorgehen und Aufbau der Arbeit Der Aufbau der Arbeit leitet sich aus dem zuvor genannten Vorgehen und den Zielen ab. Zunächst werden in Kapitel 2 das SWE-Management und die zugehörigen Aufgabenbereiche definiert. Für jeden der Aufgabenbereiche werden die theoretischen Grundlagen gelegt und Hintergründe beschrieben, um das theoretische Feld darzulegen und ein grundlegendes Verständnis für die QualityMetrics zu schaffen. In dem sich anschließenden Kapitel 3 wird der QualityMetrics-Ansatz ausführlich beschrieben. Dabei wird auf Aspekte wie Ablauf der Anwendung, Hilfsmittel und die Struktur eingegangen. Darüber hinaus werden sieben Prinzipien der QualityMetrics identifiziert, welche die theoretische Begründung des Konzeptes stützen und auch in der sich anschließenden Praxisbefragung zum Einsatz kommen. Für die folgende empirische Untersuchung wird in Kapitel 4 zunächst ein Bezugsrahmen aufgebaut. Dies geschieht unter Einbindung der zuvor identifizierten Prinzipien der QualityMetrics. Der Ansatz der Befragung und die Gestaltung des Fragebogens werden ebenfalls dargelegt. Der Bezugsrahmen dient dabei als Grundlage für die Gestaltung des Fragebogens und die sich anschließende Auswertung der Befragungsergebnisse. Das Kapitel 5 beinhaltet die Auswertung der in dieser Forschungsarbeit durchgeführten empirischen Untersuchung. Dabei findet jede der vier Leitfragen Berücksichtigung, welche durch den Bezugsrahmen aufgespannt werden. Abgeschlossen wird die Arbeit in Kapitel 6 mit einer Zusammenfassung und kritischen Auseinandersetzung der Untersuchungsergebnisse. Darüber hinaus wird die in dieser Arbeit durchgeführte Untersuchung in einem Gesamtkontext eingeordnet und mögliche Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen aufgezeigt.

17 5 2 Theoretische Fundierung und Terminologie DUMKE (2001, S. 6f.; 2007, S. 9ff.) führt aus, dass die Entwicklung von SW in systematischer Form stattfindet, im Rahmen eines Prozesses. Dieser SWE-Prozess umfasst die Aufgabenstellung, Planung, Realisierung und Bewertung der zu entwickelnden SW (auch SW-Produkt 4 genannt). Neben Anforderungen an SW und Entwicklungsprozess beeinflussen die zur Verfügung stehenden Ressourcen sowie die zu beachtenden Standards, Erfahrungen und Maßsysteme wesentlich den SWE-Prozess. Die Ausprägung der genannten Elemente ist abhängig vom Anwendungsgebiet der zu entwickelnden SW. In Abb. 2.1 sind die genannten Zusammenhänge dargestellt. Quelle: Dumke (2007, S. 11) Abb. 2.1: Elemente der Softwareentwicklung Der zielgerichtete und systematische SWE-Prozess entspricht einer ingenieurmäßigen Vorgehensweise und unterscheidet sich dadurch von der Ad-hoc-Programmierung bzw. dem Hacking (Dumke 2001, S. 6). Der Prozess der SWE ist eine komplexe und dynamische Aufgabe und wird in Projektform realisiert (Dumke 2001, S. 8f.). Eine Produktion von SW, ähnlich der industriellen Fertigung, ist zwar erstrebenswert jedoch aufgrund spezieller Merkmale von SW nicht realisierbar. Der Konflikt zwischen ingenieurmäßigem Vorgehen und kreativer Problemlösung bei der SWE wird an dieser Stelle bereits deutlich und an späterer Stelle (Kapitel 2.1.4) der Arbeit detailliert. Grundlage für die systematische Umsetzung des SWE-Prozesses bilden die SWE- Methoden 5. Mit unterschiedlichem Formalisierungsgrad beschreiben sie die Regeln des SWE-Prozesses und folglich wie das zu lösende Problem angegangen und die Lösung 4 Nach Dumke (2001, S. 3; 2007, S. 12) enthält das SW-Produkt neben dem ausführbaren Programm auch den Quellcode, Handbücher für die verschiedenen Nutzergruppen, Installationsroutinen und abhängig von Einsatzzweck der SW weitere Komponenten. 5 An dieser Stelle sind zu nennen formale, objektorientierte, partizipatorische, wissensbasierte, strukturierte, evolutionäre und agile Methoden.

18 6 erarbeitet werden soll. Zusätzlich beschreiben sog. Vorgehensmodelle wie die SW entwickelt wird, d. h. in welcher Reihenfolge Aktivitäten durchgeführt und Ergebnisse erstellt werden. Die allgemeinen SW-Prozesse und die dabei eingesetzten Methoden, Techniken und Ressourcen müssen geplant, überwacht und gesteuert werden, was in Anlehnung an den Managementbegriff 6 als SW-Management bezeichnet wird (DUMKE 2001, S. 183). Für die Entwicklung von SW sind unter dem Begriff des SWE-Managements verschiedene Managementaufgaben zusammengefasst. Die einzelnen Aufgaben sind nach DUMKE (2001, S. 192; DUMKE 2007, S. 184) und THALLER (1993, S. 33) das Projektmanagement (PM), das QM und das Konfigurationsmanagement. Um dem Ansatz der QualityMetrics gerecht zu werden, werden in dieser Arbeit die Aufgabenbereiche erweitert um das Requirements Engineering (RE) und um die SW- Messung respektive den Metrikeinsatz in der SWE. Dies ist erforderlich, da nur so eine umfassende Beschreibung des QualityMetrics-Ansatzes erfolgen kann. Das Konfigurationsmanagement umfasst Aktivitäten, welche die Änderungen an der SW, die entstehenden SW-Versionen und die einzelnen SW-Komponenten im gesamten Lebenszyklus der SW verwalten (FRÜHAUF, LUDEWIG & SANDMAYR 2002, S. 101f.; PRESSMAN 1994, S. 704). Das Konfigurationsmanagement ist also als formale Verwaltung einzelner SW-Komponenten zu sehen. Somit ist es für den Einsatz des QualityMetrics-Konzeptes nicht relevant und nicht Untersuchungsgegenstand dieser Arbeit. In Anlehnung an GRECHENIG, KÖHLE UND ZUSER (2004, S. 49) sind der SWE-Prozess und die ergänzenden Aufgabenbereiche in Abb. 2.2 dargestellt. 6 Die allgemeine englischsprachige Managementliteratur gibt vier Funktionen des Management an: planning, organizing, leading & controlling.

19 7 Requirements Engineering Entwurf Anforderung SWE- Projekt Implementation Softwaremessung Qualitätsmanagement Test Projekt management Konfigurationsmanagement In Anlehnung an Grechenig, Köhle und Zuser (2004, S. 49). Abb. 2.2: Aufgabenbereiche im Softwareentwicklungsmanagement Die Entwicklung von SW findet überwiegend in Form von Projekten (Kapitel 2.1) statt. Alle nicht-inhaltlichen organisatorischen Aufgaben, welche im Rahmen des Projektes anfallen, werden durch das PM (Kapitel 2.2) realisiert 7. Die inhaltliche Abwicklung eines SWE-Projektes erfordert ein spezielles systematisches Vorgehen und Methodeneinsatz, was durch das SWEng (Kapitel 2.3) wahrgenommen wird. In der SW-Messung (Kapitel 2.4) werden Eigenschaften der SW und der SWE untersucht, um den SWE-Prozess besser zu verstehen und besser managen zu können. Das Requirements Engineering (Kapitel 2.5) stellt sicher, dass die Anforderungen an die zu entwickelnde SW korrekt umgesetzt werden und das fertige SW-Produkt somit seinen Zweck erfüllen kann. Alle Tätigkeiten, die zum Realisieren der gewünschten SW- und SWE-Qualität beitragen sind im QM (Kapitel 2.6) zusammengefasst. Die einzelnen Aufgabenbereiche (wie in Abb. 2.2 dargestellt) bilden für sich genommen eigenständige Disziplinen im Rahmen des SWE-Managements. Dabei überschneiden sie sich teilweise, da einzelne Aktivitäten sich nicht eindeutig einer Disziplin zuschreiben lassen. Im Anschluss an die Ausführungen zu den einzelnen Bereichen wird in Kapitel 2.7 die Überlagerung der Aufgabenbereiche zusammenhängend dargestellt. 7 Die Ausführungen zu Projekt in Kapitel 2.1 und PM Kapitel 2.2 beinhalten Rechercheergebnisse der Studienarbeit (Matschie 2007), welche zum Thema Projektmanagement vom Verfasser dieser Diplomarbeit erstellt wurde.

20 8 2.1 Projekt Zunächst werden der Projektbegriff definiert und charakteristische Projektmerkmale beschrieben. Anschließend werden unterschiedliche Projektziele aufgezeigt. Diese Ziele stehen im Konflikt zueinander, was durch das Bild des magischen Vierecks zum Ausdruck kommt. Darauf folgend werden Klassifizierungsmerkmale und die Anwendung der Klassifizierung thematisiert und abschließend die Besonderheiten von Projekten in der SWE herausgestellt und daraus resultierende Auswirkungen behandelt Definition des Begriffes Projekt TURNER (1993, S. 4) stellt fest: Projects come in many guises. Ebenso vielfältig sind die Begriffsdefinitionen in der Literatur. Neben institutionenbezogenen 8 Definitionen dominieren die vorhabenbezogenen Definitionen, welche das Projekt als zielgerichtete Unternehmung sehen (BRUCHHAUSEN 2007, S. 4). Die Deutsche Industrienorm (DIN) beschreibt ein Projekt als ein Vorhaben, das im Wesentlichen durch Einmaligkeit der Bedingungen in ihrer Gesamtheit gekennzeichnet ist. Diese Definition ist sehr prägnant und beschreibt dennoch treffend die Hauptmerkmale von Projekten. Dies sind einerseits das einmalige Vorhaben und andererseits die projektspezifischen Merkmale 9. Verschiedene Projekte haben gemeinsame Merkmale, gleichzeitig unterscheiden sich Projekte aber auch durch die Einzigartigkeit der Merkmale voneinander (LITKE 2005, S. 8). Gemeinsame Merkmale stellen die Basis für die Vergleichbarkeit und gleichzeitig eine mögliche Klassifizierung von Projekten dar, auf welche im Kapitel eingegangen wird. In Anlehnung an in der wissenschaftlichen Literatur 10 vorzufindende vorhabenbezogene Definitionen werden in dieser Arbeit unter Projekte zeitlich begrenzte, einmalige Vorhaben mit einer klar definierten Zielsetzung verstanden. Zusätzlich zu diesen drei Kernmerkmalen sind Projekte komplex und in der Regel durch eine projektspezifische Organisation und interdisziplinäre Teamarbeit gekennzeichnet. 8 Insitutionenbezogenen Definitionen sehen ein Projekt als vorübergehende Organisation, welche Ressourcen bindet und managt um einen Mehrwert zu generieren (Andersen 2006, S. 17; Cimcil & Hodgson 2006, S. 4; Gaddis 1959 S. 89f.; Müller & Turner 2003, S. 7, Packendorf 1995, S. 325f.). 9 Obwohl vorangehend nach DIN der Begriff Bedingung benutzt wurde, soll an dieser Stelle Merkmale verwendet werden, da letzterer Begriff in der Literatur und auch in dieser Arbeit einheitlich Verwendung findet. 10 Bernecker und Eckrich (2003, S. 57); Bruchhausen (2007, S. 2f.); Corsten (2000, S. 2ff.); Dumke (2001, S. 9), Kellner (1994, S. 3 ff.); Litke (2005, S. 8); Patzak & Rattay 1996, S. 5); PMI Inc. (2004, S. 5ff.); Turner (1993, S. 5).

21 9 Nach TURNER (1993 S. 5) ist die Einmaligkeit das wesentliche Unterscheidungsmerkmal von Projekten zu Linientätigkeiten. Aus dieser Einmaligkeit resultiert auch die zeitliche Begrenzung (CORSTEN 2000, S. 2). Projekte haben einen eindeutigen Anfang und ein eindeutiges Ende (PMI INC. 2004, S. 5) im Gegensatz zur Linie, in der Arbeiten fortlaufend stattfinden. Das Ende (eines Projektes) ist erreicht, wenn die Projektziele erreicht wurden, oder wenn deutlich wird, dass die Projektziele nicht erreicht werden bzw. nicht erreicht werden können. (PMI INC. 2004, S. 5) Die zeitliche Begrenzung und die klar definierte Zielsetzung stehen in Abhängigkeit zueinander. Konträr dazu ist Linienarbeit kontinuierlich und repetitiv und sie ist weder zeitlich noch durch ein bestimmtes Ziel befristet (BRUCHHAUSEN 2007, S. 2; TURNER 1993, S. 6). In Abgrenzung zur Linienarbeit kennzeichnen die drei Kernmerkmale (zeitliche Begrenzung, Einmaligkeit und klar definierte Zielsetzung) eindeutig Projekte und haben damit konstitutiven Charakter. Projekte sind komplex, da sie eine große Anzahl und hohe Vielfalt an Teilaktivitäten und Interdependenzen haben, welche auf verschiedene Unternehmensbereiche wirken und so die Arbeit unterschiedlicher Spezialisten in interdisziplinären Gruppen erfordern (CORSTEN 2000, S. 3). Die Zusammenarbeit von Spezialisten diverser Abteilungen oder auch externer Dienstleiter erfordert eine eigene projektspezifische Organisation. Diese Merkmale werden nicht von jedem Projekt im gleichen Maße erfüllt und sind auch für bestimmte Linienaufgaben zutreffend (PMI INC. 2004, S. 6). Im Gegensatz zu den oben genannten Kernmerkmalen besitzen die hier genannten Projekteigenschaften differenzierenden Charakter und bieten somit eine Basis zur Klassifizierung von Projekten (vgl. Kapitel 2.1.3) Projektziele Projektziele beschreiben angestrebte künftige Zustände, die es durch gemeinsames Handeln aller Projektbeteiligten zu erreichen gilt. Eine mögliche Aufschlüsselung ist die zwischen Sach- und Formalzielen. Beziehen sich Projektziele auf das Ergebnis des Projektes, handelt es sich um Sachziele in Abgrenzung zu den Formalzielen, die eine effiziente Projektdurchführung anstreben (BRUCHHAUSEN 2007, S. 6). Werden die Sachziele erreicht, so ist das Projekt mit dem Ergebnis in Form eines Produktes, einer Dienstleistung oder einer organisatorischen Veränderung beendet (DÜLFER 1982, S. 17). Zwischen einzelnen Projektzielen bestehen Abhängigkeiten und zum Teil auch Widersprüche, insbesondere zwischen konträren Formalzielen. Dieser Zielkonflikt ist in