Prozesse und Werkzeuge für die Software-Entwicklung

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1 Prozesse und Werkzeuge für die Software-Entwicklung Dr. Erich Meier, Method Park Software AG Dr. Erich Meier studierte Informatik an der Universität Erlangen-Nürnberg und promovierte am Lehrstuhl für Verteilte Systeme und Betriebssysteme im Themengebiet Skalierbarkeit verteilter Systeme. Parallel zur Promotion war er für die Config Informationstechnik e.g. tätig und beteiligte sich an Entwicklung und Vertrieb eines Informationssystems für Hochschulen. Seit Mai 2001 ist Erich Meier für die Method Park Software AG tätig. Seit 2004 leitet er den Bereich Research & Development und damit auch die Entwicklung des web-basierten Prozessmanagement- Portals project kit (dem Vorgängerprodukt von Stages ). Im Januar 2007 wurde Erich Meier in den Vorstand von Method Park berufen. Er hat damit als CTO die Verantwortung für die Abteilungen Product Development, Content Development und Process Modeling & Roll out. Seite 1 (von 6)

2 Das Drum und Dran hochwertiger Software-Entwicklung Im Automobil übernimmt die Elektronik und die damit verbundene Software eine innovative Schlüsselfunktion. Elektronisch geregelt niedriger Spritverbrauch und CO 2 -Ausstoß sind für den Kunden neben dem Design der Autos mittlerweile zu den wichtigsten Entscheidungsfaktoren für oder gegen eine bestimmte Automarke geworden. Allerdings ist es für die Entwicklungsabteilungen immer noch ein grundlegendes Problem, termingerecht qualitativ hochwertige Software abzuliefern, die im integrierten System Auto zusammen mit Elektronik oder Mechatronik verbaut werden kann und zuverlässig funktioniert. Das eigentliche Engineering (Design, Codierung, Test, Konfigurationsmanagement usw.) ist dabei selten die größte Herausforderung. Die meisten Software-Entwickler beherrschen ihr Handwerk und der Umgang mit der Technik macht ihnen Spaß. Ein Problem bereitet vielmehr das lästige Drumherum : Anforderungs-, Projekt-, Risiko- und Sicherheitsmanagement, Systems Engineering, Management und Wiederverwendung von Varianten sowie Qualitäts- und Prozessmanagement. Dazu kommt der immense Zeitdruck, der durch die Vielzahl an Fahrzeugvarianten und -plattformen, die schnellen Produktzyklen und die mehrstufigen Zulieferketten erzeugt wird. Vorgehensmodelle als Problemlöser Lösungen versprechen Vorgehensmodelle, die es mittlerweile in fast unübersehbarer Zahl gibt, zum Beispiel V-Modell XP, Rational Unified Process (RUP), Extreme Programming (XP), Atern etc. Mit diesen Ansätzen ist eine gesicherte Entwicklung und damit Verbesserung vor allem in den zwei entscheidenden Projektfaktoren Zeit und Qualität möglich. Konzepte wie das V- Modell XT mit seinen über 200 verschiedenen Projektartefakten stellen dabei eine schwergewichtige, kontrollierte Entwicklungsmethodik dar. Ganz ähnlich funktioniert RUP, der ursprünglich für sehr große Engineering-Projekte entwickelt wurden, die über viele Jahre laufen. Demgegenüber kommen agile Methoden wie das Extreme Programming mit sehr viel weniger Overhead aus. Hier liegt der Fokus auf der Erstellung lauffähiger Software. Im Gegenzug werden nur die notwendigsten Dokumente erstellt. Beispielsweise verzichtet man auf ein ausgeprägtes Anforderungsmanagement und hält die Anforderungen lediglich in formlosen User Stories fest. Aktueller Trend Scrum Aktuell in Mode ist Scrum, ein leichtgewichtiges, inkrementelles Vorgehensmodell, bei dem in monatlichen Iterationen (Sprints) Anforderungen auf der Basis einer priorisierten Liste (Backlog) umgesetzt werden. Scrum ist einfach, leicht verständlich und daher bei Entwicklern sehr beliebt. Gleichzeitig beinhaltet es aber auch Mechanismen, die im sogenannten Burndown Chart den täglichen Fortschritt des Projektteams sichtbar machen und das frühe Seite 2 (von 6)

3 Erkennen von Verzögerungen erlauben. Zudem lässt sich Scrum sehr gut mit Qualitätsmodellen wie Automotive SPICE oder CMMI verbinden. Deshalb findet diese Vorgehensweise auch in der Automobilindustrie immer mehr Anhänger. Erweitert man Scrum um einige wenige Zusätze, beispielsweise um die Verwendung geeigneter Dokumentenvorlagen oder dem Management von Fähigkeitsprofilen der einzelnen Projektbeteiligten, dann erreicht man sowohl bei SPICE als auch bei CMMI im Projektmanagement den Level 3. Erste Erfolge beim praktischen Einsatz von Scrum in Automotive Embedded Projekten bestätigen dies. Abbildung 1: Die wichtigsten Bestandteile von Scrum Die Wahl der richtigen Werkzeuge Neben der Wahl eines optimalen Vorgehensmodells ist die Unterstützung durch geeignete Werkzeuge entscheidend. Allerdings kommen beispielsweise beim Anforderungs- oder Projektmanagement noch viel zu oft Office-Anwendungen zum Einsatz. Durchgängige Werkzeugketten sind sehr selten anzutreffen. Die Tools ähneln in der Realität viel eher einem Teilchenzoo als einem gut eingespielten Orchester. Seite 3 (von 6)

4 Ein wichtiger Punkt ist daher die Auswahl eines flexiblen Werkzeuges, das unabhängig von der aktuellen Entwicklungsmode dem Anwender die Prozesse vermittelt und realisiert. Es soll außerdem das Zusammenspiel der anderen notwendigen Werkzeuge sicherstellen. Integrierte Entwicklungsumgebungen wie Microsoft Visual Studio TeamSystem oder IBM JAZZ lassen erste Ansätze in diese Richtung erkennen. Diese Systeme entstanden auf der Basis der erfolgreichen Entwicklungsumgebungen Visual Studio und Eclipse. Visual Studio ist naturgemäß sehr gut zur Entwicklung von Microsoft-Anwendungen geeignet, zum Beispiel in den Programmiersprachen C und C# für.net Umgebungen. Eclipse ist dagegen vor allem auf die Entwicklung in Java, C und C++ hin optimiert, wird allerdings mittlerweile von vielen Werkzeuganbietern als Entwicklungsplattform zum Entwurf von Embedded Software unterstützt. Sowohl TeamSystem als auch JAZZ gehen nun über die reine Entwicklungsunterstützung hinaus, indem sie auf der Basis einer voll integrierten Konfigurations- und Änderungsverwaltung Lösungen für das Anforderungs-, Testoder Risikomanagement anbieten. Dies geschieht, indem beispielsweise herkömmliche Anforderungsdokumente, Testspezifikationen oder Risikolisten in ihre Einzelteile, also hierarchische Anforderungen, Testfälle oder Risiken zerlegt und als ein Netzwerk von Informationsobjekten verwaltet werden. Diese Informationsobjekte lassen sich dann wiederum zu Projektplänen, Iterationen oder Risikomatrizen zusammenfügen und flexibel verwalten. So kann man jederzeit nachvollziehen, welche Anforderungsänderung in welche Software- Version eingeflossen ist und welche Testfälle für diese Version zum Einsatz kamen. All diese Zusammenhänge und Abhängigkeiten der einzelnen Projektelemente sind flexibel konfigurierbar, so dass beide Entwicklungsumgebungen in der Lage sind, sich an das im Projekt gewünschte Vorgehensmodell anzupassen. Allerdings sind sie gegenwärtig noch zu stark auf reine Software-Entwicklung beschränkt und zeigen Schwächen in Systems Engineering Projekten. So fehlen derzeit Erweiterungen zur Integration in die dort üblicherweise eingesetzten Product Lifecycle Management (PLM) Systeme. Neue Disziplin Prozessmanagement Diese Lücken können Prozessmanagement-Tools schließen, mit denen ein optimal zugeschnittener Entwicklungsprozess als Input für verschiedene Engineering Tools und Entwicklungsumgebungen verarbeitet werden kann. So sind Systeme wie Method Park Stages mittlerweile in der Lage, aus projektspezifisch getailorten Entwicklungsprozessen für jedes Projekt optimierte Konfigurationen für TeamSystem und JAZZ zu generieren. Damit kann man beispielsweise den Fluss von Anforderungen nicht nur durch den Software- Entstehungsprozess, sondern sogar durch den gesamten Entwicklungsprozess festlegen. Wichtige Kennzahlen, die zur Projektsteuerung maßgeblich sind, Seite 4 (von 6)

5 können im Prozess definiert, automatisch erfasst und ausgewertet werden. Um geforderte Qualitätsstandards wie Automotive SPICE oder Sicherheitsnormen wie ISO CD zu erfüllen, ist es notwendig, die durchgängige Verfolgbarkeit von Anforderungen (Traceability) sicherzustellen. Auch dies ist am besten durch möglichst weitgehende Automatisierung der Prozesse und Verknüpfung der Entwicklungswerkzeuge zu erreichen. Dort, wo eine Automatisierung nicht durchgängig möglich ist, zum Beispiel beim Sicherheits- und Risikomanagement, müssen die durchführenden Personen optimal bei der Abwicklung ihrer wichtigen Aufgaben unterstützt werden. Hier sorgen diese Werkzeuge für einen schnellen Zugriff auf alle Projekt- und Prozessdokumente, erhöhen so die Akzeptanz der Prozesse bei den Anwendern und verbessern damit die Qualität der Ergebnisse. Schließlich sind einige Prozessmanagement-Werkzeuge in der Lage, die Einhaltung der Prozessvorgaben (Compliance) zu überwachen und somit die Prozesssicherheit zu gewährleisten. Abbildung 2: Screenshot eines Prozessmanagement-Werkzeugs Seite 5 (von 6)

6 Fazit Mit der Integration moderner Entwicklungsumgebungen und zukunftsorientierten Prozessmanagement-Systemen ist es möglich, leichtgewichtige Modelle wie Scrum mit den für die Automobilentwicklung notwendigen Management-Prozessen zu verbinden und so zu einer flexiblen, aber dennoch stabilen und zuverlässigen Entwicklungsmethodik für elektronische Systeme und der dazugehörigen Software zu kommen. Kontakt: Method Park Software AG Wetterkreuz 19a Erlangen Tel Fax Autor: Tel Seite 6 (von 6)