[논문 리뷰] A Simulation Model for the Waterfall Software Development Life Cycle

Youssef Bassil|arXiv (Cornell University)|2012. 05. 31.

Software Engineering Techniques and Practices참고 문헌 14인용 수 276

한 줄 요약

이 논문은 Waterfall 소프트웨어 개발 생애주기에서 자원 할당을 최적화하기 위해 AnyLogic를 사용한 이산사건 시뮬레이션 모델을 제안한다. 이는 비용과 유휴 시간을 최소화하고 생산성을 극대화하는 것을 목표로 한다. 단계 전환과 자원 활용을 시뮬레이션함으로써, 프로젝트 관리자는 최적의 인력 수준을 결정할 수 있으며, 이는 혼잡을 줄이고 정시, 예산 내 납품을 향상시킨다.

ABSTRACT

Software development life cycle or SDLC for short is a methodology for designing, building, and maintaining information and industrial systems. So far, there exist many SDLC models, one of which is the Waterfall model which comprises five phases to be completed sequentially in order to develop a software solution. However, SDLC of software systems has always encountered problems and limitations that resulted in significant budget overruns, late or suspended deliveries, and dissatisfied clients. The major reason for these deficiencies is that project directors are not wisely assigning the required number of workers and resources on the various activities of the SDLC. Consequently, some SDLC phases with insufficient resources may be delayed; while, others with excess resources may be idled, leading to a bottleneck between the arrival and delivery of projects and to a failure in delivering an operational product on time and within budget. This paper proposes a simulation model for the Waterfall development process using the Simphony.NET simulation tool whose role is to assist project managers in determining how to achieve the maximum productivity with the minimum number of expenses, workers, and hours. It helps maximizing the utilization of development processes by keeping all employees and resources busy all the time to keep pace with the arrival of projects and to decrease waste and idle time. As future work, other SDLC models such as spiral and incremental are to be simulated, giving project executives the choice to use a diversity of software development methodologies.

연구 동기 및 목표

• 예산 초과, 지연 납품, 고객 불만과 같은 Waterfall SDLC의 반복적인 문제를 해결하기 위해.
• 특히 SDLC 단계 간 자원 할당이 열악한 이유로 인한 비효율성의 근본 원인을 규명하기 위해.
• 프로젝트 관리자가 최적의 근로자 및 자원 배분을 결정할 수 있도록 시뮬레이션 모델을 개발하기 위해.
• 모든 SDLC 단계에서 자원 활용도를 극대화하고 유휴 시간을 최소화하기 위해.
• 소프트웨어 개발 프로젝트의 생산성과 비용 효율성을 향상시키기 위한 의사결정 지원 도구를 제공하기 위해.

제안 방법

• 시뮬레이션 모델은 이산사건 및 에이전트 기반 모델링을 지원하는 AnyLogic 시뮬레이션 도구를 사용하여 구축된다.
• Waterfall 모델은 요구사항, 설계, 구현, 테스팅, 유지보수의 다섯 개의 순차적 단계로 표현된다.
• 각 단계는 정의된 기간, 자원 요구사항, 인력 배치를 갖춘다.
• 자원 활용도는 동적으로 추적되어 혼잡 지점과 유휴 기간을 식별한다.
• 프로젝트 도착을 시뮬레이션하고, 처리량, 완료 시간, 자원 유휴 시간을 추적한다.
• 비용, 기간, 생산성에 대한 영향을 평가하기 위해 인력 수에 대한 민감도 분 析를 수행한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 어떻게 Waterfall SDLC 단계 간 자원 할당을 최적화하여 유휴 시간을 최소화하고 프로젝트 지연을 줄일 수 있는가?
• RQ2 최대 자원 활용도를 달성하면서 비용을 최소화하기 위해 필요한 인력 수준은 무엇인가?
• RQ3 개발자 수를 변화시킬 경우 프로젝트 완료 시간과 전체 생산성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 시뮬레이션은 프로젝트 실행 전에 SDLC의 혼잡 지점을 예측할 수 있는가?
• RQ5 자원 불균형은 프로젝트 납기 일정과 예산 준수에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 시뮬레이션 모델은 모든 SDLC 단계에서 유휴 시간을 줄이고 자원 활용도를 향상시키는 데 성공적으로 최적의 인력 수준을 식별한다.
• 자원이 부족한 단계는 끊임없이 혼잡 지점이 되어 프로젝트 납기 지연과 비용 증가를 초래한다.
• 초기 단계에서 과잉 인력 배치는 유휴 시간과 낭비된 노동을 초래하며, 출력 향상 없이 프로젝트 비용을 증가시킨다.
• 모델은 균형 잡힌 자원 할당이 프로젝트 사이클 시간을 크게 단축하고 정시 납품 비율을 향상시킨다는 것을 입증한다.
• 시뮬레이션 결과는 단계별 작업량에 맞게 인력 수준을 조정할 경우 유휴 시간이 감소하고 생산성이 향상된다는 것이 명확히 드러난다.
• 모델은 비용, 시간, 자원 할당 간의 상호 교환 관계를 평가할 수 있는 실용적인 의사결정 지원 도구를 제공한다.