Software-Produktlinien

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1 Software-Produktlinien Methoden, Einführung und Praxis von Günter Böckle, Peter Knauber, Klaus Pohl, Klaus Schmid 1. Auflage Software-Produktlinien Böckle / Knauber / Pohl / et al. schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG dpunkt.verlag 2004 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN

2 ix Inhalt Teil I Einführung 1 1 Einleitung 3 Günter Böckle Siemens AG Erik Kamsties, Klaus Pohl Software Systems Engineering, Universität Duisburg-Essen 2 Variabilität in Software-Produktlinien 13 Stan Bühne, Günter Halmans, Kim Lauenroth, Klaus Pohl Software Systems Engineering, Universität Duisburg-Essen 3 Organisationsstrukturen 25 Günter Böckle Siemens AG Teil II Techniken 41 4 Scoping als Basis optimierter Wiederverwendung 43 Klaus Schmid Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) 5 Bewertungsverfahren für das Produktmanagement 55 Franz Kudorfer Siemens AG 6 Requirements Engineering 67 Günter Halmans, Klaus Pohl Software Systems Engineering, Universität Duisburg-Essen 7 Architekturentwicklung 81 Steffen Thiel, Andreas Hein Robert Bosch GmbH, Forschung und Vorausentwicklung Softwaretechnologie (FV/SLD) 8 Anforderungsbasierte Selektion von COTS-Komponenten 93 Klaus Pohl, Andreas Reuys, Nelufar Ulfat, Erik Kamsties Software Systems Engineering, Universität Duisburg-Essen 9 Implementierung von Variabilität 109 Dirk Muthig Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) 10 Anforderungsbasiertes Testen 119 Erik Kamsties, Klaus Pohl, Sacha Reis, Andreas Reuys Software Systems Engineering, Universität Duisburg-Essen

3 x Inhalt Teil III Transition und Evolution Transitionsprozess 139 Annette Schreiber Siemens AG 12 Requirements Engineering, basierend auf existierenden Systemen 153 Isabel John, Jörg Dörr Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) 13 Architekturentwicklung, basierend auf existierenden Systemen 165 Joachim Bayer, Jean-François Girard, Jens Knodel, Ronny Kolb, Dirk Muthig Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) 14 Evolution 177 Peter Knauber Fachhochschule Mannheim Hochschule für Technik und Gestaltung Teil IV Fallstudien und Zusammenfassung Fahrerassistenzsysteme bei der Robert Bosch GmbH 193 Andreas Hein, Thomas Fischer, Steffen Thiel Robert Bosch GmbH, Forschung und Vorausentwicklung Softwaretechnologie (FV/SLD) 16 Börseninformationssysteme bei der MARKET MAKER AG 207 Oliver Flege, Thomas Kiesgen MARKET MAKER Software AG 17 Eingebettete Systeme bei der Testo AG 221 Klaus Schmid, Isabel John, Ronny Kolb Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) Gerald Meier Testo AG 18 Dienstplanungssysteme bei der SIEDA GmbH 233 Isabel John, Dirk Muthig Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) Peter Sody, Enno Tolzmann SIEDA GmbH 19 Medizintechnik bei Siemens AG Medical Solutions HS IM 247 Andreas Reuys Software Systems Engineering, Universität Duisburg-Essen Helmut Götz, Jürgen Neumann, Josef Weingärtner Siemens AG Medical Solutions HS IM 20 Zusammenfassung 261 Klaus Schmid Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) Peter Knauber FH Mannheim Hochschule für Technik und Gestaltung Teil V Anhang 267 A.1 Die ITEA/BMBF-Projekte ESAPS, CAFÉ und FAMILIES 269 A.2 Die Autoren 271 A.3 Glossar 277 Literatur 281 Stichwortverzeichnis 295

4 xi Inhaltsverzeichnis Teil I Einführung 1 1 Einleitung Grundlagen der Entwicklung von Software-Produktlinien Aufbau des vorliegenden Buches Teil I Einführung Teil II Techniken Teil III Transition und Evolution Teil IV Fallstudien und Zusammenfassung Teil V Anhang Variabilität in Software-Produktlinien Einleitung Auftreten von Variabilität Typen von Variabilität Abhängigkeiten zwischen Variabilitätstypen Notwendigkeit der expliziten Repräsentation von Variabilität Allgemeines Variabilitätsmodell Explizite vs. implizite Repräsentation Orthogonale Modellierung von Variabilität Variabilität in unterschiedlichen Entwicklungsphasen und Artefakten Ein orthogonales Variabilitätsmodell Nutzen der orthogonalen Modellierung Zusammenfassung

5 xii Inhaltsverzeichnis 3 Organisationsstrukturen Einleitung Anforderungen an eine Organisationsstruktur für die Produktlinienentwicklung Rollen und Verantwortlichkeiten Organisationstheorie Mitarbeitermotivation Klassische Organisationsstrukturen Auswahl von Organisationsstrukturen Grundlegende Organisationsstrukturen für die Produktlinienentwicklung Komplexere Organisationsstrukturen Kriterien zur Auswahl einer Organisationsstruktur Zusammenfassung Teil II Techniken 41 4 Scoping als Basis optimierter Wiederverwendung Einleitung Die Produktliniendefinition Product Portfolio Scoping Domain Scoping Asset Scoping Systematische Produktliniendefinition mit Hilfe des PuLSE-Eco-Ansatzes Product Line Mapping Domain Potential Analysis Reuse Infrastructure Scoping Zusammenfassung Bewertungsverfahren für das Produktmanagement Einleitung Produktmanagement-Assessment Referenzmodell für das Produktmanagement Bewertung durch ein Assessment Prozessbezogene Fragen Strategiebezogene Fragen

6 Inhaltsverzeichnis xiii 5.5 Ablauf eines Assessments Ergebnisse des Assessments Verbesserungsprojekte Zusammenfassung Requirements Engineering Einleitung Requirements Engineering im Domain Engineering Requirements Engineering im Application Engineering Szenariobasierte Repräsentation von gemeinsamen und variablen Produktlinienartefakten Ansätze zur Repräsentation der Variabilität mit Use Cases Erweiterungen für Use-Case-Diagramme zur Repräsentation von Variabilität Kommunikation der Variabilität im Application Engineering Szenariobasierte Produktableitung Produktlinien- und Produktszenarien Szenariobasierte Ableitung von Produkten Zusammenfassung Architekturentwicklung Einleitung Ein Framework zur Architekturentwicklung Analysephase Identifikation von Architekturtreibern Erarbeiten von Entwurfsmechanismen Definition der Typen von Architektursichten Modellierungsphase Modellierung von Architektursichten Dokumentation der Architekturvariabilität Evaluierungsphase Festlegung relevanter Evaluierungsszenarien Identifikation betroffener Architekturkomponenten Analyse der Architekturentscheidungen Werkzeugunterstützung Erfahrungen aus der Anwendung Zusammenfassung

7 xiv Inhaltsverzeichnis 8 Anforderungsbasierte Selektion von COTS-Komponenten Einleitung COTS-Selektion in der Einzelproduktentwicklung Zentrale Aspekte der COTS-Selektion für Produktlinien COTS-Evaluation und -Selektion mit CoVAR Hauptkonzepte des CoVAR-Prozesses Komponentenfilterung Detaillierte Komponentenevaluation Komponentenauswahl Zusammenfassung Implementierung von Variabilität Einleitung Komponenten Konfigurationen Generizität Zusammenfassung und Ausblick Anforderungsbasiertes Testen Einleitung Herausforderungen beim Produktlinientest Lösungsansatz Überblick Grundlagen der ScenTED-Methode Use-Case-basierte Testfallableitung Produktmodell Systemtest in ScenTED Schritt S1: Ableitung von Domänen-Use-Case-Szenarien Schritt S2: Ableitung von Domänen-Systemtestfällen Schritt S3: Ableitung von Applikations-Systemtestfällen Integrationstest in ScenTED Schritt I1: Erstellung von Domänen-Architekturszenarien Schritt I2: Ableitung von Domänen-Integrationstestfällen Schritt I3: Ableitung von Applikations-Integrationstestfällen Verwandte Testmethoden Zusammenfassung

8 Inhaltsverzeichnis xv Teil III Transition und Evolution Transitionsprozess Einleitung Der PLE-Transitionsprozess Strategie und Scope Schritt 1: Analyse und Assessment Schritt 2 und 3: Improvement Planung und Implementierung Schritt 4: Institutionalisierung Definition Referenzarchitektur und Komponenten Adaption von Prozess und Organisation Assessments und Maturity Models zur Analyse und Bewertung der PLE-Reife von Unternehmen Requirements Engineering, basierend auf existierenden Systemen Einleitung Softwaredokumentation Vorgehen bei der Extraktion Extraktionspattern Vorbereitung Analyse Auswahl Anwendungsbeispiel Zusammenfassung Architekturentwicklung, basierend auf existierenden Systemen Einleitung Dokumentation von Architekturen Entwicklung von Architekturen Reverse Engineering Integration von Architekturentwicklung und Reverse Engineering Zusammenfassung

9 xvi Inhaltsverzeichnis 14 Evolution Einleitung Umgang mit Produktlinienevolution Proaktive Evolution Evolution bei Einzelsystem und bei Produktlinien Plattformerweiterung Plattformverbesserung Reaktive Evolution Feature-Wanderung Umgang mit unerwarteten Änderungen von Anforderungen Weiterentwicklung und Reintegration Reaktive Evolution als Strategie Kontrolle der Evolution einer Produktlinie Metriken in der Softwareentwicklung Beispiele für Metriken Zusammenfassung Teil IV Fallstudien und Zusammenfassung Fahrerassistenzsysteme bei der Robert Bosch GmbH Einleitung Überblick über Fahrerassistenzsysteme Assistenzfunktionen Sensortechnologien Multifunktionale Assistenzsysteme Abgrenzung und Analyse der Produktlinie SRR-Plattform Systemvarianten Architekturtreiber Entwicklung der Referenzarchitektur Realisierung der Architekturtreiber Wechselwirkungen zwischen Mechanismen Explizite Darstellung der Variabilität Produktkonfiguration Feature-Konfiguration Architekturkonfiguration Architekturanpassung Zusammenfassung

10 Inhaltsverzeichnis xvii 16 Börseninformationssysteme bei der MARKET MAKER AG Einleitung Anforderungen Architektur Logische Sicht Datenstrukturen Komponentenmodell Prozesssicht Unterstützung von Variabilität Produktvarianten der Linie Verarbeitung Kurs-Feed Verarbeitung Nachrichten-Feed Push-Cache für Kurse Kennzahlenberechnung Zusammenfassung Eingebettete Systeme bei der Testo AG Einleitung Der Schritt zur Wiederverwendbarkeit Durchführung der Einführung Mitarbeiterschulung Architekturentwicklung Konfigurationsmanagement Inkrementeller Produktlinienaufbau Zusammenfassung Dienstplanungssysteme bei der SIEDA GmbH Einleitung Kontext Allgemeines Vorgehen Domänenidentifikation Vorgehen bei der Domänenanalyse Domänenanalyse als Architekturtreiber Vorgehen bei SIEDA Domänenidentifikation Domänenanalyse der Abrechnungsdomäne Zusammenfassung

11 xviii Inhaltsverzeichnis 19 Medizintechnik bei Siemens AG Medical Solutions HS IM Einleitung Kontext der ScenTED-Einführung Produktlinienentwicklung bei Siemens Ziele der Einführung von ScenTED Ablauf der Fallstudie Die Anwendung von ScenTED bei Siemens Erstellung von Domänen-Use-Case-Szenarien Ableitung von Domänentestfällen Ableitung von Applikations-Systemtestfällen Ergebnisse Beurteilung von ScenTED Lessons Learned durch ScenTED bei Siemens Zusammenfassung Zusammenfassung Technische Produktlinienaspekte Nichttechnische Produktlinienaspekte Erfahrungen Ausblick Teil V Anhang 267 A.1 Die ITEA/BMBF-Projekte ESAPS, CAFÉ und FAMILIES 269 A.2 Die Autoren 271 A.3 Glossar 277 Literatur 281 Stichwortverzeichnis 295