JP2016143121A

JP2016143121A - ソフトウェア品質基準計算装置及びソフトウェア品質基準計算方法

Info

Publication number: JP2016143121A
Application number: JP2015016505A
Authority: JP
Inventors: 孝小澤; Takashi Ozawa
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-08

Abstract

【課題】ソフトウェア管理におけるバグ密度の指標値および管理限界を適正化する。【解決手段】類似度算出部１３が、過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアとの類似度を算出し、基礎Ｕ管理図生成部１４が、バグ密度の指標値を算出するとともに、類似度を考慮してバグ密度の管理限界の上下限値を算出して基礎Ｕ管理図を生成し、過去開発難易度算出部１５と新規開発難易度算出部１６が、新規開発ソフトウェアに類似した過去開発ソフトウェアの開発難易度と新規開発ソフトウェアの開発難易度を算出し、補正後開発規模算出部１７が、過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアの開発難易度の差に基づいて新規開発ソフトウェアの開発規模を補正し、指標値・管理限界算出部１８が、基礎Ｕ管理図に補正後の前記新規開発ソフトウェアの開発規模を当てはめて新規開発ソフトウェアのバグ密度の指標値と管理限界の上下限値を求める。【選択図】図１

Description

本発明は、ソフトウェアの品質基準を計算する技術に関する。

開発したソフトウェアの品質を分析する場合、開発規模やステップ数に対するバグ数であるバグ密度が一般的に用いられる。バグ密度の指標値を設定し、その指標値の上方と下方に管理限界をそれぞれ設け、バグ密度がその範囲内か範囲外かにより品質の良し悪しを判断する。

このような指標値および管理限界は、過去の実績や担当者の経験により感覚的に設定されることが多い。例えば、特許文献１では過去開発の実績から設定する方法を開示し、特許文献２では設計書の難易度から設定する方法を開示している。また、Ｕ管理図を用いた管理方法も考えられる。Ｕ管理図とは、一般的にはサンプルサイズが変動する場合に単位時間当りの発生数を評価する計数値管理図である。ソフトウェア管理の場合、バグ密度の平均値や指標値に対して管理限界から外れる確率が約０．３％（＝係数ｋ）であるという考え方で作成する。

特開２０１３−２２５２２７号公報特開２０１２−１７３８２９号公報

管理限界範囲を過去のソフトウェアの開発規模、バグ数のみから算出すると、過去のソフトウェアと開発対象のソフトウェアの類似度が低い場合、開発対象に適した値を算出できず、適切な品質評価が行えないという問題があった。

また、ソフトウェア開発の難易度は、開発規模だけでなく、ソフトウェア複雑性、品質、生産性、工数、開発期間、担当者スキル等が互いに複雑に関連する。ソフトウェア開発時の見積り方法としては、「類推法」「積み上げ法」「パラメトリックス法」の３つの方法が一般的である。ソフトウェア開発の難易度に関する要素を考慮する方法として、パラメトリックス法をベースにソフトウェアの規模をＦＰ（ＦｕｎｃｔｉｏｎＰｏｉｎｔ）試算法で見積もるＳＬＩＭ（ＳｏｆｔｗａｒｅＬｉｆｅＣｙｃｌｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）がある。しかしながら、ＳＬＩＭでは、ソフトウェア開発に影響の高い担当者スキルに関する考慮が抜けてしまっている。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、ソフトウェア管理におけるバグ密度の指標値および管理限界を適正化することを目的とする。

第１の本発明に係るソフトウェア品質基準計算装置は、過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアとの類似度を算出する類似度算出手段と、前記過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模から開発規模に対するバグ数であるバグ密度の指標値を算出するとともに、前記バグ数と前記開発規模に前記類似度を考慮してバグ密度の管理限界の上下限値を算出する管理図生成手段と、ソフトウェアの機能総量に対する工数、開発期間、および開発スキルレベルの比で開発難易度を表した式を用いて、前記新規開発ソフトウェアと当該新規開発ソフトウェアに類似した過去開発ソフトウェアのそれぞれについて開発難易度を算出する開発難易度算出手段と、前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の比を前記新規開発ソフトウェアの開発規模に積算して前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正する補正手段と、前記管理図生成手段が算出した前記指標値と前記管理限界の上下限値から補正後の前記新規開発ソフトウェアの開発規模に対応する前記指標値および前記管理限界の上下限値を求める指標値・管理限界算出手段と、を有することを特徴とする。

上記ソフトウェア品質基準計算装置において、前記開発スキルレベルは、開発者のスキルと開発者に割り当てた業務に必要なスキルとのマッチング結果から算出することを特徴とする。

上記ソフトウェア品質基準計算装置において、前記補正手段は、前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の差に基づいて前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正することを特徴とする。

第２の本発明に係るソフトウェア品質基準計算方法は、コンピュータによって実行されるソフトウェア品質基準計算方法であって、過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアとの類似度を算出するステップと、前記過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模から開発規模に対するバグ数であるバグ密度の指標値を算出するステップと、前記過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模に前記類似度を考慮してバグ密度の管理限界の上下限値を算出するステップと、ソフトウェアの機能総量に対する工数、開発期間、および開発スキルレベルの比で開発難易度を表した式を用いて、前記新規開発ソフトウェアと当該新規開発ソフトウェアに類似した過去開発ソフトウェアのそれぞれについて開発難易度を算出するステップと、前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の比を前記新規開発ソフトウェアの開発規模に積算して前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正するステップと、前記指標値と前記管理限界の上下限値から補正後の前記新規開発ソフトウェアの開発規模に対応するバグ密度の指標値およびバグ密度の管理限界の上下限値を求めるステップと、を有することを特徴とする。

上記ソフトウェア品質基準計算方法において、前記開発スキルレベルは、開発者のスキルと開発者に割り当てた業務に必要なスキルとのマッチング結果から算出することを特徴とする。

上記ソフトウェア品質基準計算方法において、前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正するステップは、前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の差に基づいて前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正することを特徴とする。

本発明によれば、ソフトウェア管理におけるバグ密度の指標値および管理限界を適正化することができる。

本実施の形態における品質基準計算装置の機能ブロック構成を示す図である。本実施の形態における品質基準計算装置の処理の流れを示すフローチャートである。ＥｂＡ手法で用いるデータセットを示す図である。データセットの具体例を示す図である。基礎Ｕ管理図の例を示す図である。技術者のスキルレベルの定義の例を示す図である。技術者のスキルレベルと割り当て状況に応じた開発者スキル値を示す図である。

以下、本発明を実施する一実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における品質基準計算装置の機能ブロック構成を示す図である。同図に示す品質基準計算装置１は、過去開発データ記憶部１１と、新規開発データ記憶部１２と、類似度算出部１３と、基礎Ｕ管理図生成部１４と、過去開発難易度算出部１５と、新規開発難易度算出部１６と、補正後開発規模算出部１７と、指標値・管理限界算出部１８と、を備え、過去開発内容と新規開発内容を考慮して新規開発ソフトウェア用のバグ密度の指標値および管理限界を計算する装置である。

品質基準計算装置１が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムは品質基準計算装置１が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。なお、本実施例においてソフトウェアとは、コンピュータの動作に関するプログラムをいう。

過去開発データ記憶部１１は、過去に開発された過去開発ソフトウェアの分析実績データおよびプログラム関連データを記憶しておく機能部である。本実施例では、過去の開発時に発生したバグ数、過去の開発規模、過去にソフトウェアを開発したときの工数（人月）、開発時間（月）、機能総量（ＦＰ）、ソフトウェア開発者のスキル、および過去にソフトウェアを開発したときのプロジェクトの特性値を記載したデータセットを記憶する。工数、開発時間、機能総量は、既存のＳＬＩＭを用いるときに利用するものと同様である。ソフトウェア開発者のスキルおよびデータセットについては後述する。

新規開発データ記憶部１２は、新規に開発される新規開発ソフトウェアのプログラム関連データを記憶しておく機能部である。本実施例では、新規の開発規模、新規にソフトウェアを開発したときの工数、開発時間、機能総量、ソフトウェア開発者のスキル、およびデータセットを記憶する。

類似度算出部１３は、過去開発データ記憶部１１と新規開発データ記憶部１２に記憶されたデータセットを用いて、新規開発ソフトウェアと各過去開発ソフトウェアとの類似度を算出する機能部である。

基礎Ｕ管理図生成部１４は、過去に開発された各ソフトウェアの開発規模およびバグ数を用いてバグ密度の指標値および管理限界の上下限値をそれぞれ算出し、Ｕ管理図に描画して基礎Ｕ管理図としてメモリに記憶する機能部である。基礎Ｕ管理図生成部１４は、類似度算出部１３が算出した類似度を考慮して管理限界の上下限値を算出し、基礎Ｕ管理図の管理限界を補正する。なお、Ｕ管理図とは、ソフトウェアの開発規模に応じたバグ密度を管理するための管理図である。

過去開発難易度算出部１５は、過去にソフトウェアを開発したときの工数、開発時間、機能総量、およびソフトウェア開発者のスキルから、過去開発ソフトウェアの開発難易度を算出する機能部である。

新規開発難易度算出部１６は、新規にソフトウェアを開発したときの工数、開発時間、機能総量、およびソフトウェア開発者のスキルから、新規開発ソフトウェアの開発難易度を算出する機能部である。

補正後開発規模算出部１７は、過去開発ソフトウェアの開発難易度と新規開発ソフトウェアの開発難易度の差から、新規開発ソフトウェア用の補正後の開発規模を算出する機能部である。ここで補正後と表現している理由は、新規開発ソフトウェア用の開発規模は新規開発データ記憶部１２に保存しており、既存の開発規模を補正前として位置付けているからである。

指標値・管理限界算出部１８は、上記メモリから基礎Ｕ管理図を読み出して、上記補正後の開発規模に対応する指標値および管理限界の上下限値を新規開発ソフトウェア用として算出する機能部である。

次に、本実施の形態に係る品質基準計算装置１の動作について説明する。

図２は、本実施の形態における品質基準計算装置の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１において、過去開発データ記憶部１１と新規開発データ記憶部１２から新規開発ソフトウェアと過去開発ソフトウェアのデータセットを取得し、新規開発ソフトウェアと各過去開発ソフトウェアとの類似度を算出する。

図３のように表される、ソフトウェアｉ毎のメトリクス（特性値）ｊを保持するデータセットを用い、ソフトウェア間のユークリッド距離を算出することで類似度を算出する。図３において、Ｓ_ｉはソフトウェアｉを、Ｍ_ｊはメトリクスｊを、Ｖ_ｉ，ｊはソフトウェアｉのメトリクスｊの値を表す。このデータセットはＥｂＡ（ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｂｙＡｎａｌｏｇｙ）手法で用いるデータセットと同様である。

図４に、データセットの具体例を示す。図４の例では、ソフトウェアＳ_１，Ｓ_２について、開発期間、担当者経験年数、ＰＭ（プロジェクトマネージャ）の経験年数、開発規模、機能ブロック数、外部ＩＦ（インタフェース）数、および論理ファイル数のメトリクスがデータセットとして格納されている。

類似度を算出するとき、まず、メトリクスの正規化を行う。データセットに記録されているメトリクスの値は、メトリクスの種類によって値域が大きく異るので、予測に与える影響を各メトリクスで均等にするためにメトリクスの正規化を行う。メトリクスｊの最大値をｍａｘ（Ｖ_ｊ）、最小値をｍｉｎ（Ｖ_ｊ）としたとき、正規化したソフトウェアｉのメトリクスｊの値Ｖ’_ｉ，ｊは次式（１）によって求められる。

そして、正規化したメトリクスを用いてソフトウェア間のユークリッド距離を求め、求めたユークリッド距離の逆数を類似度とする（参考文献：C. Kirsopp, E. Mendes, R. Premraj, and M.J. Shepperd, "An empirical analysis of linear adaptation techniques for case-based prediction", Proceedings of 5th International Conference on Case-Based Reasoning, 2003, pp.231-245）。

ソフトウェアＳ_ａ，Ｓ_ｉの類似度ｓｉｍ（Ｓ_ａ，Ｓ_ｉ）は次式（２）で求められる。ユークリッド距離が小さいほど類似度は大きくなる。

ここで、ユークリッド距離ｄｉｓｔ（Ｓ_ａ，Ｓ_ｉ）は次式（３）で求められる。

続いて、ステップＳ２において、基礎Ｕ管理図生成部１４は、過去開発データ記憶部１１から、各過去開発ソフトウェアｉの開発規模ｎ_ｉとバグ数ｃ_ｉを取得し、過去開発の実績に基づく基礎Ｕ管理図を生成する。このとき、ステップＳ２で求めた類似度に基づいて基礎Ｕ管理図を補正する。具体的には、次式（４）から基礎指標値ｕ（ｕの上に“−”）を算出し、式（５）から基礎管理限界ｕ_ｌ（ｕの上に“−”）を算出する。本実施の形態では、類似度ｓｉｍ（Ｓ_ａ，Ｓ_ｉ）を考慮して基礎管理限界ｕ_ｌ（ｕの上に“−”）を算出している。

ｋは、上限・下限の幅を決定するための係数であり、開発内容に応じて任意に設定する。また、過去の開発規模ｎとは、例えば設計桁数である。なお、Ｕ管理図，指標値，管理限界の定義等については、日本工業規格のJIS Z9020-1：2011(ISO 7870-1：2007)（http://kikakurui.com/z9/Z9020-1-2011-01.html）、同規格のJIS Z9021 : 1998（http://kikakurui.com/z9/Z9021-1998-01.html）に詳しい。

そして、横軸を開発規模とし縦軸をバグ密度とするＵ管理図上にプロットすることにより基礎Ｕ管理図を生成する。図５に、生成した基礎Ｕ管理図の例を示す。

ステップＳ３において、開発会社，ＯＳ，プログラム種別，利用されたＡＰＩおよび関数等に基づき、過去開発データ記憶部１１に記憶された過去開発ソフトウェアの中から新規開発ソフトウェアに類似するものを選定する。新規開発ソフトウェアに類似する過去開発ソフトウェアを複数選定してもよい。

ステップＳ４において、過去開発難易度算出部１５は、ステップＳ３で選定した過去開発ソフトウェアの工数、開発時間、機能総数、およびソフトウェア開発者のスキルを過去開発データ記憶部１１から取得し、以下の式（６）を用いて過去開発ソフトウェアの開発難易度を算出する。βは定数である。

なお、ステップ３において複数の過去開発ソフトウェアを選定した場合には、各過去開発ソフトウェアの開発難易度の平均値を過去開発ソフトウェアの開発難易度とする。

ステップＳ５において、新規開発難易度算出部１６は、新規開発データ記憶部１２から、新規開発ソフトウェアの工数、開発時間、機能総数、およびソフトウェア開発者のスキルを取得し、上記の式（６）を用いて新規開発ソフトウェアの開発難易度を算出する。

ステップＳ６において、補正後開発規模算出部１７は、以下の式（７）を用いて新規開発ソフトウェア用の補正後の開発規模を算出する。具体的には、新規開発ソフトウェア用の開発難易度を過去開発ソフトウェアの開発難易度で除した値を新規開発ソフトウェアの開発規模に積算した値を補正後の開発規模とする。

また、比を計算するのに代えて差分を計算してもよい。

最後に、ステップＳ７において、指標値・管理限界算出部１８は、ステップＳ２で作成した基礎Ｕ管理図を参照し、図５に示すように、補正後の開発規模ｎ”に対応する基礎指標値および基礎管理限界の上下限値を新規開発ソフトウェア用のバグ密度の指標値および管理限界の上下限値として決定する。

次に、開発スキルレベルの指標化について説明する。

本実施の形態では、過去開発ソフトウェア及び新規開発ソフトウェアの開発難易度を算出する際に、技術者のスキルレベルを指標化した開発スキルレベルを用いる。

まず、開発スキルレベルの指標化に際して、ソフトウェア開発における技術者のスキルレベルを定義しておく。図６に、技術者のスキルレベルの定義の例を示す。スキルレベルの定義には、例えば、独立行政法人情報処理推進機構のソフトウェア・エンジニアリング・センターのスキル基準を用いることができる。

定義したスキルレベルを用いて技術者のスキルレベルとその技術者に割り当てた担当業務に必要なスキルレベルを特定し、技術者のスキルレベルと割り当てた担当業務に必要なスキルレベルのマッチング結果から担当者単位で開発スキル値を算出し、各担当者ごとに算出した開発スキル値の平均を求めて開発スキルレベルとする。具体的には、技術者のスキルレベルをｘ、担当業務に必要なスキルレベルをｙとすると、次式（８）により、開発スキルレベルＳを算出する。

ここで、Ｔ_１，Ｔ_２は定数である。例えば、Ｔ_１＝１．０、Ｔ_２＝１０とすると、技術者のスキルレベルと割り当て状況に応じた開発者スキル値は図７に示すようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、類似度算出部１３が、過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアとの類似度を算出し、基礎Ｕ管理図生成部１４が、過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模から開発規模に対するバグ数であるバグ密度の指標値を算出するとともに、過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模に類似度を考慮してバグ密度の管理限界の上下限値を算出して基礎Ｕ管理図を生成し、過去開発難易度算出部１５と新規開発難易度算出部１６が、新規開発ソフトウェアに類似した過去開発ソフトウェアの開発難易度と新規開発ソフトウェアの開発難易度を算出し、補正後開発規模算出部１７が、過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアの開発難易度の差に基づいて新規開発ソフトウェアの開発規模を補正し、指標値・管理限界算出部１８が、基礎Ｕ管理図に補正後の前記新規開発ソフトウェアの開発規模を当てはめて新規開発ソフトウェアのバグ密度の指標値と管理限界の上下限値を求めることにより、バグ密度の管理限界の上下限値に過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアの類似度が考慮されるので、ソフトウェア管理におけるバグ密度の指標値および管理限界を適正化できる。

本実施の形態によれば、過去開発ソフトウェア及び新規開発ソフトウェアの開発難易度を求めるときに、開発者のスキルと開発者に割り当てた業務に必要なスキルとのマッチング結果から開発スキルレベルを算出し、工数、開発期間、機能総量、および開発スキルレベルから開発難易度を算出することにより、ソフトウェア開発に影響の高い開発者スキルを考慮してソフトウェアの開発難易度が算出されるので、より精度よく指標値および管理限界を求めることができる。

１…品質基準計算装置
１１…過去開発データ記憶部
１２…新規開発データ記憶部
１３…類似度算出部
１４…基礎Ｕ管理図生成部
１５…過去開発難易度算出部
１６…新規開発難易度算出部
１７…補正後開発規模算出部
１８…指標値・管理限界算出部

Claims

過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアとの類似度を算出する類似度算出手段と、
前記過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模から開発規模に対するバグ数であるバグ密度の指標値を算出するとともに、前記バグ数と前記開発規模に前記類似度を考慮してバグ密度の管理限界の上下限値を算出する管理図生成手段と、
ソフトウェアの機能総量に対する工数、開発期間、および開発スキルレベルの比で開発難易度を表した式を用いて、前記新規開発ソフトウェアと当該新規開発ソフトウェアに類似した過去開発ソフトウェアのそれぞれについて開発難易度を算出する開発難易度算出手段と、
前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の比を前記新規開発ソフトウェアの開発規模に積算して前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正する補正手段と、
前記管理図生成手段が算出した前記指標値と前記管理限界の上下限値から補正後の前記新規開発ソフトウェアの開発規模に対応する前記指標値および前記管理限界の上下限値を求める指標値・管理限界算出手段と、
を有することを特徴とするソフトウェア品質基準計算装置。
前記開発スキルレベルは、開発者のスキルと開発者に割り当てた業務に必要なスキルとのマッチング結果から算出することを特徴とする請求項１記載のソフトウェア品質基準計算装置。
前記補正手段は、前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の差に基づいて前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載のソフトウェア品質基準計算装置。
コンピュータによって実行されるソフトウェア品質基準計算方法であって、
過去開発ソフトウェアと新規開発ソフトウェアとの類似度を算出するステップと、
前記過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模から開発規模に対するバグ数であるバグ密度の指標値を算出するステップと、
前記過去開発ソフトウェアのバグ数と開発規模に前記類似度を考慮してバグ密度の管理限界の上下限値を算出するステップと、
ソフトウェアの機能総量に対する工数、開発期間、および開発スキルレベルの比で開発難易度を表した式を用いて、前記新規開発ソフトウェアと当該新規開発ソフトウェアに類似した過去開発ソフトウェアのそれぞれについて開発難易度を算出するステップと、
前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の比を前記新規開発ソフトウェアの開発規模に積算して前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正するステップと、
前記指標値と前記管理限界の上下限値から補正後の前記新規開発ソフトウェアの開発規模に対応するバグ密度の指標値およびバグ密度の管理限界の上下限値を求めるステップと、
を有することを特徴とするソフトウェア品質基準計算方法。
前記開発スキルレベルは、開発者のスキルと開発者に割り当てた業務に必要なスキルとのマッチング結果から算出することを特徴とする請求項４記載のソフトウェア品質基準計算方法。
前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正するステップは、前記過去開発ソフトウェアの開発難易度と前記新規開発ソフトウェアの開発難易度の差に基づいて前記新規開発ソフトウェアの開発規模を補正することを特徴とする請求項４又は５に記載のソフトウェア品質基準計算方法。