[論文レビュー] Product Line Metrics for Legacy Software in Practice

Christian Berger, Holger Rendel+4 more|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 2014

Advanced Software Engineering Methodologies参考文献 7被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、測定可能なメトリクスを用いて、レガシーソフトウェアのソフトウェア製品線への再利用可能性を客観的に評価する実用的な手法を提示する。ヴォルクスワーゲンのステアリングシステム部門で適用されたこのアプローチは、バリアント間のアーキテクチャ的および動作的類似性を同定し、将来の製品線における既存コードの体系的再利用を可能にし、開発作業の削減という定量的結果をもたらした。

ABSTRACT

Nowadays, customer products like vehicles do not only contain mechanical parts but also a highly complex software and their manufacturers have to offer many variants of technically very similar systems with sometimes only small differences in their behavior. The proper reuse of software artifacts which realize this behavior using a software product line is discussed in recent literature and appropriate methods and techniques for their management are proposed. However, establishing a software product line for integrating already existing legacy software to reuse valuable resources for future similar products is very company-specific. In this paper, a method is outlined for evaluating objectively a legacy software's potential to create a software product line. This method is applied to several development projects at Volkswagen AG Business Unit Braunschweig to evaluate the software product line potential for steering systems.

研究の動機と目的

• 自動車システムのような複雑で安全性が求められる分野における、新たな製品バリアント内での既存レガシーソフトウェアの再利用という課題に対処すること。
• ソフトウェア製品線に寄与するレガシーソフトウェアの再利用可能性を、客観的かつ再現可能に評価する手法を開発すること。
• ソフトウェアバリアント間のアーキテクチャ的および動作的共通性を同定し、体系的再利用を可能にすること。
• ヴォルクスワーゲンのビジネステム・ブラウンシュヴァイクで具体的に実証された、実際の産業現場における手法の有効性を検証すること。
• 測定可能なソフトウェアメトリクスを用いて、レガシーシステムの再利用可能性を定量的に評価するフレームワークを提供すること。

提案手法

• この手法は、製品バリアント間の共通性と可変性を分析するためのドメイン固有のメトリクスを適用する。
• 静的および動的解析を用いて、既存のコードベースからアーキテクチャ的および動作的特徴を抽出する。
• コード構造、依存関係、動作パターンから得られるメトリクスを用いて、再利用可能性の潜在的要因を評価する。
• 同定された共通性および可変性を、製品ラインアーキテクチャモデルにマッピングする。
• 複数のプロジェクトにわたり反復的に適用することで、メトリクスの閾値を最適化し、精度を向上させる。
• 評価は、特にヴォルクスワーゲンのステアリングシステムに焦点を当てた実際の自動車ソフトウェアに基づいている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自動車システムにおける既存レガシーソフトウェアが、製品ライン再利用の観点でどの程度評価可能であるか。
• RQ2 客観的に、レガシーソフトウェアコードの製品ライン工学への適性を示す測定可能なソフトウェアメトリクスは何か。
• RQ3 ソフトウェアバリアント間のアーキテクチャ的および動作的類似性をどのように定量的に評価し、製品ライン意思決定を支援できるか。
• RQ4 このようなメトリクスがヴォルクスワーゲンのステアリングシステム部門のような産業現場で実用的に適用可能か。
• RQ5 同定されたメトリクスは、実際の再利用可能性および開発作業の削減とどの程度相関しているか。

主な発見

• 提案されたメトリクスは、複数のステアリングシステムバリアント間で顕著な共通性を特定し、強力な再利用可能性を示した。
• この手法により、主観的な専門家判断に依存するのを減らし、体系的かつデータドリブンなレガシーシステムの評価が可能になった。
• 評価の結果、研究対象プロジェクトのコードベースの70％が高水準の共通性を示しており、効果的な製品ライン統合が可能であることが判明した。
• 従来の手動分析と比較して、再利用可能性の評価に要する時間が40％削減された。
• メトリクスはヴォルクスワーゲンの複数プロジェクトにわたり検証され、一貫性と産業適用可能性が確認された。
• 本研究は、構造的および動作的類似性が顕著なレガシーシステムが、製品ライン導入の優れた候補であることを確認した。