Software Engineering. Prozessqualität ISO 9000, TQM und CMM/CMMI

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1 Software Engineering Prozessqualität ISO 9000, TQM und CMM/CMMI Die Inhalte der Vorlesung wurden primär auf Basis der jeweils angegebenen Literatur erstellt. Darüber hinaus finden sich ausgewählte Beispiele zur Softwareentwicklung aus dem Bereich der Telekommunikation Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 1

2 Inhaltsübersicht Hintergründe zur Prozessqualität ISO 9000 TQM-Ansatz - Grundlagen - Qualitätszirkel - Quality Function Deployment CMM/CMMI Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 2

3 Hintergründe zur Prozessqualität Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 3

4 Motivation Eine dem Qualitätsmanagement zugrunde liegende Annahme lauetet, dass die Qualität des Entwicklungsprozesses direkten Einfluss auf die Qualität des gelieferten Produkts hat. Die Annahme wird aus Fertigungssystemen abgeleitet, bei denen ein enger Bezug zwischen Produktqualität und Produktionsprozess besteht. Quelle des Zitats: Sommerville, I.: Software Engineering, S. 692, Pearson Studium Addison-Wesley, München, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 4

5 Prozessqualität und Prozessreife ISO 9000 (ISO 9000:2000) TQM -Total Quality Management CMM bzw. CMMI -Capability Maturity Model/ Integration SPICE Software Process Improvement and Capability Determination GQM Goal Question Metric (Spezifische Qualitätsmodelle) Unter Verwendung von: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 329, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 5

6 ISO Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 6

7 Grundsätze des Qualitäts- Managements nach ISO 9001:2000 Kundenorientierte Organisation Führung des Qualitätsprozesses Einbeziehung der Mitarbeiter Prozessorientierte Ansätze Systemorientierter Managementansatz Ständige Verbesserung Sachlicher Ansatz zur Entscheidungsfindung Lieferantenbeziehungen zum gegenseitigen Nutzen Unter Verwendung von: Dumke, R.: Software Engineering, S. 230, Vieweg-Verlag, Wiesbaden, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 7

8 ISO 9000-Normenswerk obsolete obsolete obsolete Quellen: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 329, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 und Qualitätsmanagementnorm: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 8

9 Grundsätze des Qualitäts- Managements nach ISO 9001:2000 Zusammenlegung der Standards im Jahr 2000 zu einem einzigen Standard 9001: - ISO 9000:2005 QMS Fundamentals and vocabulary Grundlagen von Qualitätsmanagementsystemen & Begriffsdefinitionen - ISO 9001:2000 QMS Requirements QS-Modelle für Entwicklung, Produktion, Montage & Kundendienst. - ISO 9004:2000 QMS Guidelines for performance improvements Verbesserung (& Einführung) von Qualitätsmanagementsystemen. Unter Verwendung von: Neukirchen, N..: Vorlesung Ausgewählte Aspekte der Softwaretechnik, Universität Göttingen Sommersemester Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 9

10 Komponenten nach ISO 9001:2000 Ständige Verbesserung des Qualitätsmanagements KUNDENANFORDERUNGEN Ressourcenmanagement Realisierung der Produkt- bzw. Dienstleitung Verantwortung der Leitung Messung, Analyse und Verbesserung Produkt- und Dienstleistung KUNDENZUFRIEDENHEIT Unter Verwendung von: Dumke, R.: Software Engineering, S. 230, Vieweg-Verlag, Wiesbaden, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 10

11 ISO/IEC 90003:2004 Software engineering -- Guidelines for the application of ISO 9001:2000 to computer software Anpassung der ISO 9001 an die Belange der Software-Entwicklung, Software-Installation & -Wartung. Ersetzt ISO :1997 Guidelines for the application of ISO 9001:1994 to the development, supply, installation and maintenance of computer software Unter Verwendung von: Neukirchen, N..: Vorlesung Ausgewählte Aspekte der Softwaretechnik, Universität Göttingen Sommersemester Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 11

12 ISO/IEC 90003:2004 Unter Verwendung von: Hohler, B.: Qualitätsmanagement bei der Software-Entwicklung Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 12

13 Praktiken nach ISO/IEC Verlangt kein konkretes Vorgehensmodell, aber folgende Praktiken: Konfigurationsmanagement Lenkung von Dokumenten Qualitätsaufzeichnungen Messungen und Verbesserungen (Produkt & Process) Festlegung des Qualitätsmanagementsystems QM-Werkzeuge und Techniken Management auch für Unterbeauftragungen Schulungen in QM-relevanten Bereichen Unter Verwendung von: Neukirchen, N..: Vorlesung Ausgewählte Aspekte der Softwaretechnik, Universität Göttingen Sommersemester Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 13

14 Dokumente nach ISO/IEC Vertrag Auftraggeber Lieferant (z.b. Qualitätsrelevante Aspekte) Spezifikation (z.b. Anforderungen) Entwicklungsplan (z.b. Entwicklungsphasen) Qualitätsmanagementplan (z.b. messbare Qualitätsziele) Entwicklungsphasen, Testmaßnahmen. Testplan (z.b. Testfälle) Wartungsplan (z.b. Umfang der Wartung) Konfigurationsmanagementplan (z.b. einzusetzende Werkzeuge) Unter Verwendung von: Neukirchen, N..: Vorlesung Ausgewählte Aspekte der Softwaretechnik, Universität Göttingen Sommersemester Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 14

15 Übung 6-1 Geben Sie Beispiele aus Ihrer Erfahrung für Maßnahmen im Rahmen einer Qualitätssicherung, die einmalig bzw. periodisch durchgeführt werden müssen und Maßnahmen, die für jedes Projekt erneut durchzuführen sind. Bewerten Sie die Vor- und Nachteile einer ISO 9000 Zertifizierung für den Bereich der Softwareentwicklung. - Darstellung der ggf. vorhandenen eigenen Erfahrungen - Recherche kritischer Stimmen im Internet Welche Aktivitäten sind für die Zertifizierung nach ISO 9000 durchzuführen und welche Stellen dürfen ein entsprechendes Zertifikat ausstellen? Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 15

16 Zusammenfassung I Allgemeingültige Anforderungen an Aufbau- und Ablauforganisation Definition wichtiger Dokumente und ihrer Inhalte Regelung von Zuständigkeiten, Verantwortungen, Befugnissen Orientiert am Auftraggeber-Lieferanten-Verhältnis Fordert Unabhängigkeit der Qualitätssicherung Integriert QS-System in die gesamte Organisation Quelle des abgebildeten Zertifikats: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 16

17 Zusammenfassung II Verpflichtet Geschäftsführung zur Qualität Grundlage reproduzierbarer und vergleichbarer Prozesse Zertifizierung als Innovationseinführung Zertifiziert werden betriebliche Abläufe, nicht fertige Produkte Wesentliche Forderungen an eine Organisation sind - Prüfbarkeit - Nachvollziehbarkeit - Personenunabhängigkeit Quelle des abgebildeten Zertifikats: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 17

18 TQM - Grundlagen Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 18

19 TQM-Grundlagen Ein umfassendes Konzept (Total), das das gesamte Unternehmen mit allen seinen Mitarbeitern ausnahmslos in die Qualitätsverbesserung einbezieht. Qualität aus der Sicht des Kunden ist das zentrale Ziel (Quality). Geänderte Verhaltensweisen führen außerdem zu höherer Mitarbeiterzufriedenheit, zu gesteigerter Produktivität, zu reduzierten Kosten und zu kürzeren Entwicklungszeiten. Ein solches Konzept muss aktiv gestaltet, aufrecht erhalten und gelebt werden. Dies ist eine Aufgabe des Managements (Management). In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 339, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch Faustmann, G.: Software Engineering, FHW Berlin, Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 19

20 TQM-Prinzipien Kundenorientierung des gesamten Unternehmens Einbeziehung aller Mitarbeiter Arbeiten in Prozessen Führen mit Zielen kontinuierliche Verbesserungen mit Messgrößen (Kaizen) kontinuierliche Schulung und Weiterbildung interne und externe Kunden-Lieferantenbeziehungen Null-Fehlerprogramme regelmäßige Audits In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 341, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch Faustmann, G.: Software Engineering, FHW Berlin, Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 20

21 TQM-Konzepte Maßnahmen zur Realisierung: - Klar formulierte Qualitätspolitik mit nachvollziehbaren Qualitätszielen - Festlegung und Bekanntgabe der Kompetenzen, Befugnisse und Verantwortungen - Einführung eines QM-Systems - Schulung aller Mitarbeiter (Qualität und Qualitätsmanagement) Typische Konzepte des TQM, die dazu beitragen, die oben genannten Prinzipien zu erreichen, sind: - Qualitätszirkel und - Quality Function Deployment (QFD) In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 342, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch Faustmann, G.: Software Engineering, FHW Berlin, Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 21

22 TQM-Qualitätszirkel Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 22

23 TQM- Qualitätszirkel Qualitätszirkel dienen der Erreichung der Prinzipien: Primat der Qualität, Zuständigkeit aller Mitarbeiter und ständige Verbesserung. Im Qualitätszirkel treffen sich regelmäßig (wöchentlich, ca. 1 Stunde) wenige Mitarbeiter, um Qualitätsprobleme zu bearbeiten. - Es werden Probleme identifiziert und ausgewählt, - Probleme bearbeitet und Lösungen gesucht, - Ergebnisse gegenüber der Leitung präsentiert, - Lösungen eingeführt und der Erfolg kontrolliert. Methoden zur Problemerkennung, -analyse und -lösung: - Brainstorming - Pareto-Analyse - Ursache-Wirkungs-Diagramme (Fishbone-Chart, Ishikawa-Diagramm) In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 342, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch Faustmann, G.: Software Engineering, FHW Berlin, Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 23

24 Pareto-Analyse I AufwandErtrag Pareto-Prinzip: 80 Prozent der Probleme können mit 20 Prozent des Aufwands gelöst werden. oder in Bezug auf die Qualitätssicherung: 20 % 80 % 20 % der Fehlerursachen erzeugen 80 % der Fehler und der Kosten 80 % der Fehler sind mit 20 % des Gesamtaufwands behebbar Bespiele: 75 % des Welthandels finden unter 25 % der Menschen statt 20 % der Familien besitzen ca. 80 % des Vermögens In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 342, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 24

25 Pareto-Analyse II AufwandErtrag Methode zur Durchführung einer Pareto-Analyse: Vorraussetzung Daten gehören zur selben Klasse Schritte: - Auswahl des Parameters, der als Sortierkriterium genutzt wird - Zählen der Anzahl der Elemente in jeder Kategorie - Berechnen der Prozentwerte, die jede Kategorie bezogen auf die Gesamtanzahl repräsentiert - Absteigende Sortierung der Kategorien nach prozent. Auftreten - Darstellung der sortierten Daten als Histogramm Interpretation der Ergebnisse Prioritätenbildung In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 346, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, % 80 % Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 25

26 Pareto-Analyse III Quelle: Call-a-Consultant, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 26

27 Übung 6-2 Quelle: Faustmann, G.: Software Engineering, FHW Berlin, Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 27

28 Ursache-Wirkungsdiagramm Diagrammdarstellung von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen: Zu einem Problem werden die Hauptursachen identifiziert, die weiter in Nebenursachen usw. verfeinert werden. 1. Problem definieren und am Kopf auftragen. 2. Hauptursachen an den Seitengräten aufführen, unter Orientierung an: (6 M: Mensch, Maschine, Methode, Material, Milieu, Messung) 3. Nebenursachen an die Verzweigungen der Seitengräten antragen (6 W: Was, Warum, Wie, Wer, Wann, Wo) In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 346, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 28

29 Ursache-Wirkungsdiagramm In Anlehnung an: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 346, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch Faustmann, G.: Software Engineering, FHW Berlin, Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 29

30 Capability Maturity Model - CMM Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 30

31 Historie zur CMM-Entwicklung Fragebogen zur Leistungsbewertung von SW-Lieferanten 1987 entwickelt von dem Software Engineering Institute (SEI) der Carnegie Mellon University - im Auftrag des amerikanischen Verteidigungsministeriums erstes Referenzmodell (CMM 1.0) Überarbeitung (CMM 1.1) Abgelöst durch das CMMI im Jahr Freigabe des CMMI Version 1.1 (inkl. CMM bei Verkauf von SW) Keine offiziellen CMM-Assessments mehr - August 2006 Version 1.2 des CMMI Unter Verwendung von: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 31

32 Qualitätsstufen im CMM Steigende Produktivität und Qualität Sinkendes Risiko Unter Verwendung von: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 363, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 32

33 Reifegrade im CMM Unter Verwendung von: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 364, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 33

34 Durchführung von Prozessverbesserungen Unter Verwendung von: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 363, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 34

35 CMM vs. ISO 9001 Unter Verwendung von: Balzert, H.: Lehrbuch der Softwaretechnik, S. 375, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg Berlin, 1998 (bearbeitet durch: Faustmann, G.: Vorlesung Software Engineering, FHW Berlin Fachbereich II) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 35

36 Beispiel eines CMM-Zertifikats Quelle: abgerufen im September Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 36

37 Capability Maturity Model Integration CMMI Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 37

38 Übersicht zum CMMI Ziel: Ablösung des CMM und vielfältiger Derivate 4 Kategorien mit insgesamt 24 Prozessbereichen - Prozessmanagement - Projektmanagement - Entwicklung - Unterstützung Prozessbereiche werden mit Hilfe von 6 Stufen - nicht durchgeführt, durchgeführt, verwaltet, definiert, Quantitativ verwaltet, Optimierung Fortlaufende bzw. kontinuierliche Reifegradentwicklung Quelle: Sommerville, I.: Software Engineering, S. 733, Pearson Studium Addison-Wesley, München, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 38

39 Berücksichtigung spezieller Sichten System Engineering CMM (SE-CMM) Software Acquisition Capability Maturity Model (SA-CMM) Integrated Product Development Team Model (IDP-CMM) System Engineering Capability AssessmentModel (SECAM) Systems Engineering Capability Model (SECM) Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 39

40 Prozessbereiche CMMI (Prozessmanagement, Projektmanagement, Entwicklung, Unterstützung) Prozessmanagement mit betriebsspezifischen Bezug auf Prozessdefinition, Prozessschwerpunkte, Schulung, Prozessleistung, Innovation und Einführung. Projektmanagement mit Bezug auf Projektplanung, Projektüberwachung, Unterauftragnehmerverwaltung, Risikomanagement bzw. integrierten und quantitativen Projektmanagement. Quelle: Sommerville, I.: Software Engineering, S. 729, Pearson Studium Addison-Wesley, München, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 40

41 Prozessbereiche CMMI (Prozessmanagement, Projektmanagement, Entwicklung, Unterstützung) Entwicklung mit Bezug auf Anforderungsmanagement, Entwicklung von Anforderungen, Technische Lösung, Produktintegration, Verifikation und Validierung Unterstützung -mit Bezug auf Konfigurationmanagement, Prozessund Produktqualitätsmanagement, Messung und Analyse, Entscheidungsanalyse und lösung sowie Ursachenanalyse Quelle: Sommerville, I.: Software Engineering, S. 729, Pearson Studium Addison-Wesley, München, Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 41

42 Beispiele von CMMI-Bewertungen Detaillierung der Prozessbewertung Quelle: Software Engineering Institute, Carnegie Mellon Univerity, abgerufen im September Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 42

43 Übung 7-1 (Teil A) Ihr Unternehmen befindet sich auf der Stufe 2 des CMM. Wie bezeichnen Sie Ihren Prozess? Werden Projektpläne aufgestellt? Wie handhaben Sie Ihr Unterauftragsmanagement? Ihr Unternehmen möchte die Stufe 3 des CMM erreichen. Welchen Typ von Prozess müssen Sie einführen? Welches Verfahren setzen Sie zu Fehlerbehebung ein? Wie trainieren Sie Mitarbeiter? Wer ist für die Verbesserung des SW-Prozesses verantwortlich? Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 43

44 Übung 7-1 (Teil B) Bei der Überprüfung möglicher Zulieferer stoßen Sie auf einen Zulieferer, dessen Prozess Sie nicht identifizieren können. Auf welcher Reifegradstufe des CMM würden Sie diesen Zulieferer einordnen? Wie benennen Sie seinen Prozess? Dürfen Sie ihn als Zulieferer verwenden, wenn die Produkte in Ihrem eigenen Prozess der Reifegradstufe 3 des CMM verwendet werden sollen? Weiterführende Informationen und Testmöglichkeiten: Prof. Dr. Andreas Schmietendorf 44