[论文解读] Naming the Pain in Requirements Engineering: Contemporary Problems, Causes, and Effects in Practice

Daniel Méndez, Stefan Wagner+21 more|arXiv (Cornell University)|Nov 27, 2016

Software Engineering Techniques and Practices参考文献 34被引用 72

一句话总结

本文基于NaPiRE倡议的成果，该倡议是一项全球性、每两年一次的调查，覆盖10个国家的228家公司在需求工程（RE）领域面临的问题。研究识别出21项关键问题，并分析其成因与影响。研究发现，需求稳定性差、利益相关者需求不明确以及沟通不畅是主要问题，尤其在敏捷环境中更为显著。本研究为未来以问题为导向的需求工程研究提供了情境敏感且基于实证的坚实基础。

ABSTRACT

Requirements Engineering (RE) has received much attention in research and practice due to its importance to software project success. Its interdisciplinary nature, the dependency to the customer, and its inherent uncertainty still render the discipline difficult to investigate. This results in a lack of empirical data. These are necessary, however, to demonstrate which practically relevant RE problems exist and to what extent they matter. Motivated by this situation, we initiated the Naming the Pain in Requirements Engineering (NaPiRE) initiative which constitutes a globally distributed, bi-yearly replicated family of surveys on the status quo and problems in practical RE. In this article, we report on the qualitative analysis of data obtained from 228 companies working in 10 countries in various domains and we reveal which contemporary problems practitioners encounter. To this end, we analyse 21 problems derived from the literature with respect to their relevance and criticality in dependency to their context, and we complement this picture with a cause-effect analysis showing the causes and effects surrounding the most critical problems. Our results give us a better understanding of which problems exist and how they manifest themselves in practical environments. Thus, we provide a first step to ground contributions to RE on empirical observations which, until now, were dominated by conventional wisdom only.

研究动机与目标

• 识别并分析从业者在多样化项目情境中面临的需求工程（RE）最关键问题。
• 基于从业者报告的数据，探究最关键RE问题的根本原因及其级联效应。
• 通过大规模真实项目实证数据，推动需求工程研究超越传统认知。
• 支持制定情境敏感、可操作的建议，以改进RE实践与研究。
• 通过纵向调查数据，为未来RE领域的实证研究与成熟度模型建设奠定基础。

提出的方法

• 在全球范围内开展每两年一次的从业者调查（NaPiRE），覆盖10个国家，收集228家公司的数据。
• 使用结构化问卷，基于文献识别出21项预定义的RE问题，评估其相关性与关键性。
• 应用定性分析技术，解读关于最关键问题成因与影响的开放式回答。
• 通过研究者三角验证提升定性数据编码的可靠性，降低解释偏差。
• 在调查工具设计中纳入情境相关因素（如敏捷与计划驱动流程），以分析问题在不同环境中的表现形式。
• 采用多问题、三角验证方法，捕捉复杂、非线性的因果关系，而非简化线性链条。

实验结果

研究问题

• RQ1 从业者在真实项目中报告的最频繁的需求工程问题有哪些？
• RQ2 在不同项目情境（如敏捷与计划驱动开发模型）下，RE问题的关键性与相关性如何变化？
• RQ3 在实践中识别出的最关键RE问题的主要成因及其级联效应是什么？
• RQ4 团队结构、领域与流程模型等情境因素如何影响RE问题的表现形式与影响程度？
• RQ5 从业者报告的RE问题成因与影响在多大程度上反映了复杂、系统性的依赖关系，而非简单的线性链条？

主要发现

• 最关键的需求工程问题包括需求不稳定、利益相关者需求不明确以及沟通不畅，且在敏捷环境中关键性更高。
• 需求不稳定性被报告为最频繁且最具影响的问题，显著增加项目风险与返工。
• 缺乏利益相关者参与与角色不明确被确定为需求相关失败的主要原因。
• 沟通不畅与工具缺口被持续视为问题级联的关键促成因素，影响开发生命周期的多个阶段。
• 调查揭示了显著的情境依赖性：在敏捷环境中，需求不明确问题因快速迭代周期而更具关键性。
• 分析揭示了复杂、非线性的因果关系，表明孤立的问题解决方法不足以实现系统性RE改进。