[论文解读] Agile Islands in a Waterfall Environment: Requirements Engineering Challenges and Strategies in Automotive

Rashidah Kasauli, Eric Knauss+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 21, 2021

Software Engineering Techniques and Practices参考文献 40被引用 15

一句话总结

本文研究了在计划驱动（瀑布式）系统工程环境中，敏捷软件团队在汽车企业中面临的需求工程（RE）挑战。通过一项包含18次访谈和一次焦点小组的多案例研究，识别出关键的RE挑战——如可追溯性差、高层级需求缺乏可见性以及需求更新不一致——并提出通过跨职能团队、改进工具和明确角色等策略来缓解这些问题，强调了在大规模系统中对混合RE实践进行更多实证研究的必要性。

ABSTRACT

[Context & motivation] Driven by the need for faster time-to-market and reduced development lead-time, large-scale systems engineering companies are adopting agile methods in their organizations. This agile transformation is challenging and it is common that adoption starts bottom-up with agile software teams within the context of traditional company structures. [Question/Problem] This creates the challenge of agile teams working within a document-centric and plan-driven (or waterfall) environment. While it may be desirable to take the best of both worlds, it is not clear how that can be achieved especially with respect to managing requirements in large-scale systems. [Principal ideas/Results] This paper presents an exploratory case study at an automotive company, focusing on two departments of a large-scale systems company that is in the process of company-wide agile adoption. [Contribution] We present challenges related to requirements engineering that agile teams face while working within a larger plan-driven context and propose potential strategies to mitigate the challenges. Challenges relate to, e.g., development teams not being aware of the high-level requirement and dealing with flexibility of writing user stories. We found that strategies for overcoming most of these challenges are still lacking and thus call for more research.

研究动机与目标

• 调查敏捷软件团队在计划驱动、以文档为中心的汽车系统工程环境中所面临的挑战。
• 理解当敏捷开发与传统系统工程实践共存时，需求如何流动和管理。
• 识别并分析由敏捷与计划驱动方法共存引发的需求工程问题的缓解策略。
• 从开发人员的视角提供关于混合开发环境中需求工程的实证见解，特别是在大规模汽车系统背景下。
• 突出现有研究中关于开发人员在敏捷孤岛场景下需求工程体验的空白，并呼吁开展进一步的实证研究。

提出的方法

• 在一家大规模汽车系统工程公司的两个部门开展探索性案例研究。
• 通过18名开发人员、测试人员和需求工程师的个人访谈以及一次焦点小组收集数据。
• 使用访谈转录稿的主题分析法分析与需求工程相关的挑战和缓解策略。
• 将识别出的挑战与现有关于敏捷与计划驱动共存的文献进行映射，特别关注可追溯性、需求所有权和系统级可见性。
• 基于受访者经验提出实用策略，如将测试人员整合进敏捷团队以及改善角色清晰度。
• 采用对比方法，比较两个在敏捷成熟度和自主性方面不同的部门在实践和挑战方面的差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 RQ1：在大规模系统工程中结合计划驱动与敏捷范式时，感知到的需求工程相关挑战是什么？
• RQ2 RQ2：在传统、计划驱动的环境中使用敏捷开发时，存在哪些缓解策略？
• RQ3 RQ3：组织结构和团队自主性的差异如何影响敏捷孤岛情境下RE挑战的严重性和性质？

主要发现

• 部门A的敏捷团队经常无法获知高层级系统需求，导致与整体系统目标脱节。
• 用户故事与正式需求模型之间的可追溯性不一致，导致重复测试和返工，尤其在需求变更后未及时更新时更为严重。
• 许多新用户故事在实现过程中才出现，而未对应更新正式需求，加剧了可追溯性问题。
• 由于更严格地管理用户故事和更明确的角色定义，部门B的不一致性问题较少，但系统级可见性仍是挑战。
• 缺乏完整的系统视图导致系统思维薄弱，团队仅关注功能而忽视子系统之间的依赖关系。
• 提出的解决方案如跨职能团队和可视化功能关系被认为有效，但需要文化和流程变革才能成功实施。