[论文解读] 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 3

一句话总结

本文提出了一种通过使用可验证指标、不确定性、置信度、非线性因果关系和效用量化目标图中目标贡献的方法，以增强软件需求的战略对齐。通过罗尔斯·罗伊斯的案例研究表明，量化目标图能够实现以价值为导向的预测性决策，支持需求优先级排序、发布规划和权衡分析，并可预测效益。

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.

研究动机与目标

• 解决现有基于目标的需求工程方法在缺乏可验证指标以证明战略对齐方面的不足。
• 通过明确软件目标与业务目标之间的目的和价值，改善需求验证和决策制定。
• 通过量化软件目标与业务目标之间的贡献关系，实现效益的预测性评估。
• 将不确定性、置信度和效用整合到目标图中，以实现更真实、更具可操作性的战略对齐分析。

提出的方法

• 通过在目标图中引入可量化的贡献指标，扩展传统基于目标的需求工程方法。
• 引入置信度水平和不确定性估计，以建模目标贡献的可预测性。
• 应用非线性因果关系模型，以反映目标实现之间复杂的真实世界关系。
• 使用效用理论来表示实现特定目标的相对价值或效益。
• 采用结构化框架，将软件目标与业务目标映射，并提供可衡量的影响预测。
• 通过罗尔斯·罗伊斯的真实案例研究验证该方法，以证明其在实际应用中的可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何通过可量化的指标增强目标图，以证明软件需求的战略对齐？
• RQ2 不确定性与置信度在预测实施软件需求效益方面发挥什么作用？
• RQ3 如何建模非线性因果关系，以反映目标之间真实的贡献动态？
• RQ4 基于效用的指标在需求优先级排序和权衡分析中能在多大程度上改善决策？
• RQ5 所提出的方法是否能在真实工业环境中产生可操作的、以价值为导向的洞察？

主要发现

• 将量化指标整合到目标图中，可实现对实施特定软件需求所获效益的预测性评估。
• 引入置信度水平和不确定性可提高战略对齐分析中效益预测的现实性和可靠性。
• 非线性因果关系模型比线性假设更能准确反映业务目标与软件目标之间复杂的真实依赖关系。
• 基于效用的贡献度量支持在需求工程中做出更明智的优先级排序和权衡决策。
• 罗尔斯·罗伊斯的案例研究证明，该方法通过将软件目标与可衡量的业务价值明确关联，增强了利益相关者的信心。
• 该方法为需求验证和以价值为导向的决策制定提供了结构化、可验证的基础，适用于软件项目。