[논문 리뷰] The United Nations Sustainable Development Goals in Systems Engineering: Eliciting sustainability requirements

Ian Brooks|arXiv (Cornell University)|2020. 06. 12.

Systems Engineering Methodologies and Applications참고 문헌 8인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 연합국 지속가능발전목표(SDGs)를 명시적 입력으로 사용하여 소프트웨어 요구사항공학에서의 지속가능성을 향상시키는 설계과학 방법인 SDGARE를 제안한다. 항공우주 및 헬스케어 분야에서 두 번의 DSRM 사이클에 적용된 결과, 기업의 일상적 절차(BAU)를 초월해 추가로 6개의 목표를 식별함으로써 SDG 커버리지가 향상되었으며, 이는 소프트웨어 집약적 시스템에 체계적으로 지속가능성을 통합할 수 있음을 보여준다.

ABSTRACT

This paper discusses a PhD research project testing the hypothesis that using the United Nations Sustainable Development Goals(SDG) as explicit inputs to drive the Software Requirements Engineering process will result in requirements with improved sustainability benefits. The research has adopted the Design Science Research Method (DSRM) [21] to test a process named SDG Assessment for Requirements Elicitation (SDGARE). Three DSRM cycles are being used to test the hypothesis in safety-critical, highprecision, software-intensive systems in aerospace and healthcare. Initial results from the first two DSRM cycles support the hypothesis. However, these cycles are in a plan-driven (waterfall) development context and future research agenda would be a similar application in an Agile development context.

연구 동기 및 목표

• 글로벌적으로 인정받는 연합국 지속가능발전목표(SDGs)를 활용하여 소프트웨어 요구사항공학에 지속가능성을 체계적으로 통합하는 데에 미치지 못하는 격차를 메우기 위해.
• 소프트웨어 집약적 시스템에서 지속가능성 중심 요구사항을 도출하기 위해 SDGs가 효과적이고 체계적인 입력으로 기능할 수 있는지 조사하기 위해.
• 실제 산업 현장에서 반복 가능하고 확장 가능한 방법을 개발하고 검증하기 위해.
• 개발 초기 단계부터 지속가능성 혜택이 의도적으로 계획되고 명시되도록 하여 소프트웨어 시스템의 지속가능성 영향을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 설계과학연구방법(DSRM)을 3개의 반복 사이클에 걸쳐 적용하여, 요구사항 도출을 위한 SDG 평가(SDGARE) 프로세스를 설계, 개발 및 평가한다.
• 요구사항 도출을 위한 지식 기반 기반 구조로 옹토레엠(On-to-REM) 방법을 사용하여, SDG 목표를 시스템 요구사항에 체계적으로 연결한다.
• 사이클 2에서 델파이 스타일의 전문가 패anel을 적용하여 다양한 이해관계 영역에서 SDG 영향 식별의 확장성과 객관성을 향상시킨다.
• 기업의 일상적 절차(BAU) 방법과 SDGARE를 병행하여 요구사항 도출을 실시하고, SDG 포함의 커버리지와 품질을 비교한다.
• 소프트웨어 공학 응용을 위해 의미적 풍부화와 형식적 표현을 지원하기 위해 SDGs의 옹토로지적 모델을 구축한다.
• 산업 이해관계자의 수용도와 BAU 프로세스 대비 SDGARE 프로세스 간의 SDG 커버리지 비교를 통해 방법을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RQ1: 연합국 SDGs는 지속가능한 소프트웨어 집약적 시스템의 공학을 위한 요구사항으로 잘 작성되어 있는가?
• RQ2 RQ2: 연합국 SDGs를 일반화된 옹토로지적 모델로 의미적으로 풍부화하고 표현할 수 있는가?
• RQ3 RQ3: 연합국 SDGs를 바탕으로 지속가능한 소프트웨어 요구사항 사양을 개발하기 위해 적절한 요구사항공학(RE) 방법은 무엇인가?
• RQ4 RQ4: 대표적이고 충분한 사례 연구를 통해 연합국 SDGs가 소프트웨어 집약적 시스템 요구사항 사양의 지속가능성 혜택을 향상시킬 수 있는가?
• RQ5 RQ5: 연합국 SDGs를 사용한 영향 평가에서 그 역할을 개발하는 데 기여하는 지표는 무엇이며, 이를 일반화할 수 있는가?

주요 결과

• AIRBUS ALM 사례 연구에서, SDGARE 프로세스는 17개의 SDG 중 10개를 다루는 요구사항을 식별한 반면, 기업의 일상적 절차(BAU) 프로세스는 단지 4개의 SDG만 커버했다.
• SDGARE 프로세스는 규정 준수 중심 요구사항을 초월해 지속가능성 커버리지를 확장했으며, 이는 지속가능성 결과 향상 잠재력을 보여준다.
• 초기 SDGARE 버전은 전문가 판단에 크게 의존했고, 확장성이 떨어져 체계적인 안내 방법이 필요함을 시사한다.
• 두 번째 사이클에서의 델파이 스타일 접근법은 확장성과 전문가 간의 교환 가능성 향상에 기여하여 더 넓고 일관된 SDG 영향 식별이 가능하게 하였다.
• 비록 SDGs가 글로벌적으로 채택되었지만, 기술적 요구사항으로서의 본질적 형식이 잘 갖춰져 있지는 않으며, 해석과 맥락화가 상당히 필요하다.
• 이 방법은 계획 중심(워터폴) 개발 환경에서 실행 가능성과 가치를 입증했으며, 향후 애자일 환경에서의 검증을 권장한다.