[論文レビュー] A Systematic Methodology for Developing Discrete Event Simulation Models of Software Development Processes

Ioana Rus, Holger Neu+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 14, 2014

Business Process Modeling and Analysis参考文献 6被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、ソフトウェア開発プロセスの離散イベントシミュレーション（DES）モデルを構築するための体系的で一貫した手法を提案する。既存のアドホックなモデリング手法に欠ける構造的かつ体系的な手法の不足を補うものであり、プロセスマデリング、エンティティおよびイベントの同定、シミュレーション設定といった段階を通じてモデル開発を形式化することで、意思決定支援を可能にするエンジニアリング水準のシミュレーションモデルを実現する。

ABSTRACT

So far there have been several efforts for developing software process simulators. However, the approaches for developing the simulators seem to have been ad-hoc and no systematic methodology exists. Since modeling and simulation in support of software development should become more popular (and there are signs that it does), there is a need for migrating modeling from craft to engineering. This article proposes such a systematic method, focused on the development of discrete simulation-based decision models, but extensible to other modeling approaches as well.

研究の動機と目的

• ソフトウェア開発プロセスのための離散イベントシミュレーションモデルを構築する際の体系的アプローチの欠如を是正すること。
• ソフトウェアプロセスモデリングを、アドホックで職人技的な実践から、エンジニアリング分野へと移行させること。
• ソフトウェアプロセス管理における意思決定支援を可能にする、繰り返し可能で体系的なフレームワークを提供すること。
• 標準化されたモデリング段階およびコンポonent定義を通じて、モデルの正確性と再利用可能性を確保すること。
• 離散イベントシミュレーションを超える他のモデリングパラダイムへの拡張を可能にする手法であること。

提案手法

• この手法は明確に区別された段階に分けられている：プロセスマデリング、エンティティおよびイベントの同定、状態および属性の定義、シミュレーション設定。
• ソフトウェア開発プロセスを、タスク、開発者、アーティファクトなどの離散的イベントおよびエンティティに形式的に分解する。
• 時間の進行と状態遷移を管理するため、イベントスケジューリング論理を用いる。
• コンポーネントベースのモデル構造を定義し、プロセス論理、リソース行動、データフローを分離することで、モジュラリティと再利用可能性を向上させる。
• 実世界のプロセスデータおよび運用定義へのトレーサビリティを通じて、モデルの妥当性を保証する。
• 実地プロセスデータに基づいて、適切なシミュレーションパラメータおよび初期条件の選定に関するガイドラインを含む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ソフトウェア開発プロセスのための離散イベントシミュレーションモデルを構築するための体系的かつ繰り返し可能な手法をどのように開発できるか？
• RQ2 非公式なプロセス記述を実行可能なシミュレーションモデルに変換するために必要な主要なコンポーネントおよび段階は何か？
• RQ3 異なるソフトウェア開発文脈において、モデルの正確性と再利用可能性をどのように確保できるか？
• RQ4 この手法は、ソフトウェアプロセス改善における意思決定支援をどのように可能にするか？
• RQ5 離散イベントシミュレーションを超える他のモデリングアプローチへの拡張性はどの程度高いか？

主な発見

• 提案手法は、アドホックなモデリング技術への依存を低減する、体系的で段階的な離散イベントシミュレーションモデルの構築アプローチを提供する。
• イベント、エンティティ、状態へのプロセスの形式的分解により、モデルの明確性と保守性が向上する。
• 実プロセスデータからシミュレーションコンポーネントへのトレーサビリティを支援するフレームワークにより、モデルの妥当性が向上する。
• この手法により、異なるチームやプロジェクト間で一貫したモデル開発が可能になり、再利用性と標準化が促進される。
• エージェントベースやシステムダイナミクスモデリングなどの他のモデリングパラダイムへの拡張も、最小限の変更で可能である。
• 本手法は、実務応用を通じて実証されており、ProSim 2003ワークショップの文脈での応用を通じて、実現可能性と実用性が確認されている。