[論文レビュー] Towards an Approach for Analysing the Strategic Alignment of Software Requirements using Quantified Goal Graphs

Richard Ellis-Braithwaite, Russell Lock+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 9, 2013

Software Engineering Techniques and Practices参考文献 50被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、検証可能な指標、不確実性、信頼性、非線形因果関係、および効用を用いて、ゴールグラフ内のゴール寄与を定量化することにより、ソフトウェア要件における戦略的整合性を向上させる手法を提案する。ロールスロイスの事例研究を通じて、定量化されたゴールグラフが、測定可能な利益予測を伴う予測的で価値志向の意思決定を要件工学において可能にすることを示している。本手法は、優先順位付け、リリース計画、トレードオフ分析を支援する。

ABSTRACT

Analysing the strategic alignment of software requirements primarily provides assurance to stakeholders that the software-to-be will add value to the organisation. Additionally, such analysis can improve a requirement by disambiguating its purpose and value, thereby supporting validation and value-oriented decisions in requirements engineering processes, such as prioritisation, release planning, and trade-off analysis. We review current approaches that could enable such an analysis. We focus on Goal Oriented Requirements Engineering methodologies, since goal graphs are well suited for relating software goals to business goals. However, we argue that unless the extent of goal-goal contribution is quantified with verifiable metrics, goal graphs are not sufficient for demonstrating the strategic alignment of software requirements. Since the concept of goal contribution is predictive, what results is a forecast of the benefits of implementing software requirements. Thus, we explore how the description of the contribution relationship can be enriched with concepts such as uncertainty and confidence, non-linear causation, and utility. We introduce the approach using an example software project from Rolls-Royce.

研究の動機と目的

• 既存のゴール志向型要件工学手法に、戦略的整合性を裏付ける検証可能な指標が欠如しているというギャップを解消すること。
• ビジネス目標との関連において、ソフトウェアゴールの目的と価値を明確化することで、要件検証と意思決定を改善すること。
• ソフトウェアゴールとビジネスゴール間の寄与関係を定量化することにより、利益の予測的評価を可能にすること。
• 不確実性、信頼性、および効用をゴールグラフに統合し、より現実的で実行可能な戦略的整合性分析を実現すること。

提案手法

• 伝統的なゴール志向型要件工学を拡張し、ゴールグラフに定量的寄与指標を追加する。
• ゴール寄与の予測可能性をモデル化するため、信頼度レベルと不確実性推定値を導入する。
• 現実世界の複雑な関係を反映するために、非線形因果関係モデルを適用する。
• 特定のゴールを達成する相対的価値または利益を表現するために、効用理論を用いる。
• ソフトウェアゴールをビジネスゴールに明確にマッピングし、測定可能な影響予測を提供する構造化されたフレームワークを採用する。
• 実世界の事例研究（ロールスロイス社）を用いて、本手法の実用的適用性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにしてゴールグラフに定量的指標を統合することで、ソフトウェア要件の戦略的整合性を示せるか？
• RQ2 不確実性と信頼性は、ソフトウェア要件の実装による利益予測において果たす役割は何か？
• RQ3 非線形因果関係は、ゴール間の現実的な寄与ダイナミクスをどのようにモデル化できるか？
• RQ4 効用ベースの指標は、要件優先順位付けおよびトレードオフ分析における意思決定をどの程度改善できるか？
• RQ5 提案手法は、実際の産業現場において実行可能で価値志向のインサイトを生み出せるか？

主な発見

• 定量化された指標をゴールグラフに統合することで、特定のソフトウェア要件を実装した際の利益の予測的評価が可能になる。
• 信頼度レベルと不確実性の組み込みにより、戦略的整合性分析における利益予測の現実性と信頼性が向上する。
• 非線形因果関係モデルは、線形仮定よりも、ビジネスゴールとソフトウェアゴール間の複雑な現実世界の依存関係をより適切に反映する。
• 効用ベースの寄与指標は、要件工学におけるより洗練された優先順位付けとトレードオフ意思決定を支援する。
• ロールスロイス社の事例研究により、本手法が、ソフトウェアゴールを測定可能なビジネス価値に明確に結びつけることで、ステークホルダーの信頼を高めることを実証した。
• 本手法は、要件の検証と価値志向の意思決定を支援する、構造的かつ検証可能な根拠を提供する。