Forschungsprojekte 2009

FIN, IVS, AG Softwaretechnik

Qualtätssicherung von SOA-basierten Systemen Use Case Point Method Improvement Monitoring Organization's Environmental Performance Indicators Statistische Prozesssteuerung im Automotiv-Software-Bereich SOA-Based Federated ERP Systems Framework for Test Process Evaluation
e-Learning Content Risk Management and Controlling Entwicklung effizienter dynamischer Softwarearchitekturen im Automotivbereich Software Measurement Infrastructures Qualitätssicherung bei der Entwicklung verteilter Systeme
Forschungs- Team

Entwicklung effizienter dynamischer Softwarearchitekturen im Automotivbereich:

Projektleiter: Prof. Mottok (FH Regensburg)
Projektbearbeiter: Martin Hobelsberger
Kooperation: Prof. R. Dumke und weitere bayrische Einrichtungen
Förderer: BMBF
Projektlaufzeit: August 2007 - Juli 2010

Softwarearchitekturen für den Automotivbereich zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie eingebettet sind und zumeist umfangreiche Echtzeitanforderungen erfüllen sollen und dabei einen hohen Grad an Prozess- aber auch Laufzeitdynamik berücksichtigen müssen. Daher werden bei diesem Forschungsvorhaben unterschiedliche Ansätze und Konzepte validierbaren Erfüllung obiger Anforderungen, wie die Architektursprache AADL, dynamische Architekturkonzepte (wie AUTOSAR oder SETTA) sowie Architekturmetriken. Ziele sind dabei vor allem eine performance- und safety-gerechte Architekturlösung zu finden, die die Entwicklung der Automotiv-Software bereits durch einen effektiven Design unterst¨tzt.

Konzeption und Anwendung einer statistischen Software-Prozesssteuerung in der Automobilindustrie:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Karsten Richter
Kooperation: Bosch Stuttgart
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.09.2005 - 30.06.2009

Dieses Thema wird durch eine Doktorandenstelle bei Bosch Stuttgart gefördert. Inhalt dieses Projektes ist, auf der Grundlage des SPC (Statistical Process Control) eine Prozesssteuerungsform im Bereich der Software-Entwicklung im Automotiv-Bereich zu entwickeln und diese prototypisch anzuwenden. Damit soll eine Prozessgütestufe nach dem Capability Maturity Model Integration (CMMI) von 4 erreicht bzw. erreichbar werden. Dabei werden auch geeignete Quantifizierungsmethoden, wie zum Beispiel das Functional Size Measurement (FSM), hinsichtlich ihrer Eignung untersucht. Insbesondere für die CMMI Stufe 5 ist dabei die Kausalitätsanalyse eine wichtige Prozessqualitätsgrundlage. Erste Kausalitätsmodelle sind inzwischen entwickelt und untersucht worden (siehe Abbildung).

Grundlegende Prozessmodelle und Methodologien sind inzwischen in einem Preprint publiziert worden. Der kausale Ansatz selbst wurde bereits auf internationalen Tagungen vorgestellt (IWSM, MENSURA usw.).

Qalitätssicherung von SOA-basierten Systemen:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Dmytro Rud, Andreas Schmietendorf, Denis Heinemann, Ayaz Farooq
Kooperation: FHW Berlin, EZ Telekom, Uni Münster
Förderer: Land Sachsen-Anhalt, Industrie
Projektlaufzeit: 01.07.2005 - 30.06.2010

Im Bereich der Web Services (WS) ist eine hohe Dynamik der Technologien und Anwendungsformen zu verzeichnen. Inhalt dieses Projektes, das gemeinsam mit dem Entwicklungszentrum der Deutschen Telekom in Berlin realisiert wird, ist die Analyse von Web Services sowie die prototypische Implementation von (Trust) Center-Diensten für die Auswertung realer Webservice-Anbieter hinsichtlich qualitativer Aspekte. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel fuuml;r einen WS Measurement Service. Grundlage dieser Dienste bieten Aufwands- bzw. Kostenschätzungen von Legacy-Projekten für deren WS-Portierung im Rahmen des Telekommunikationsbereiches.
Für den Bereich der Service-orientierten Architekturen (SOA) sind bereits Metriken für die Qualitätsbewertung definiert und international diskutiert worden (IWSM, MENSURA, MDA4SOA).

Darüber hinaus wurde bereits ein BPELmeter implementiert, der die Anwendung der Metriken für den Cheoreographiebereich der SOA unterstützt (s.o.).

Use Case Point Method Improvement:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Stephan Frohnhoff, Patrick Badent, Olga Dekanenko
Kooperation: sd&m, CRIM (Montreal, Kanada), COSMIC, DASMA
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.09.2007 - 31.08.2009

Die Use Case Point (UCP) Methode ist eine weitere Methode zur Software-Aufwandsschätzung, die insbesondere eine UML-basierte Entwicklung zurgunde legt. Ein wesentlicher Kritikpunkt an der UCP-Methode ist, dass Use Cases in unterschiedlicher Granularität beschrieben werden können und dies unmittelbar Einfluss auf das Schätzergebnis hat. Im vorliegenden Industrieprojektprojekt mit der sd&m werden diese aber vor allem auch messtheoretische Aspekte untersucht, die eine genauer Schätzung und eine bessere Vergleichbarkeit der Schätzungen ermöglichen.

Erste Ergebnisse bestehen in der erfolgreichen Publikation erster konzeptioneller Verbesserungen sowie die weitere Anwendung umfangreicher industrieller Erfahrungen auf internationalen Konferenzen ( siehe . Paper). Darüber hinaus wurde bereits eine Web-Applikation zur Anwendung dieser Methode im Rahmen des e-Learning entwickelt.

Software Measurement Infrastructures:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Martin Kunz, Fritz Zbrog, Ayaz Farooq, Antje Hansen, Martina Krassowski-Wilhelmi, Heike Hegewald
Kooperation: DASMA, FHW Berlin, FH Bingen, ETS Montreal (Kanada), Bosch Stuttgart, T-Systems Berlin, CSC Wonsheim
Förderer: Haushalt, Industrie
Projektlaufzeit: 01.04.2005 - 31.12.2012

Aufbauend auf dem zuvor genannten Projekt zum FSM-eMeasurement geht es hierbei um die Konzeption und prototypische Implementation von Infrastrukturen im Web für die vielfätigste Unterstützung der Software-Messung für unterschiedliche Communities und Anwendungsbereiche. Im Kontext einer pervasiven Softwareanwendung werden die Softwaremessansätze zunehmend autonom bzw. werden immer mehr als vollständige Kontrollzyklen angewandt. Inhalt dieses Projektes ist die Anwendung Web-basierter Technolgien, wie beispielsweise das Service Engineering, für die prototypische Umsetzung von Software-Messinfrastrukturen.

Einzelbeispiele zu Messservices sind zum einen der Telemetrie-Ansatz Hackystat für die Erfassung von File-Zugriffsdaten im aktuellen verteilten Software-Entwicklung sowie die Bereitstellung von Messdaten zu den grundlegenden Java-Technologien als Java-Messservice und Messdatenrepository.

E-Learning Content:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Martin Kunz, Steffen Mencke, Hashem Yazbeck
Kooperation: FHW Berlin, Uni Regensburg, FH Bingen, St. Fisher College (USA), Uni Twente (Niederlanden), Alcala Uni (Spanien) NAIST Ikoma (Japan)
Förderer: Haushalt
Projektlaufzeit: 01.01.2003 - 31.03.2012

Ausgangspunkt sind die vielfältigen Web-Content-Beispiele für die Lehrveranstaltungen der AG Softwaretechnik, wie z. B. Softwaretechnik I, Verteilte Systementwicklung , Softwarequalitätsmanagement, Einführung/Algorithmen Datenstrukturen und Web Engineering, in denen Web-Animationen mit lokalen Bewertungsformen bereits seit einigen Jahren im Einsatz sind. Die folgenden Bilder zeigen derartige Beispiele:

Softwareentwicklungsbewertung nach CMM

bewertete Abfrage zu phasenbezogenen Testverfahren

Metrikenanwendung nach dem GQM-Paradigma

Inhalt des Projektes ist es

  • einerseits die Tauglichkeit moderner Technologien zum Semantic Web, wie SMIL, RSS und OWL, für den Bereich der traditionell-kognitiven und behavioristischen Lehr- und Lernformen zu überprüfen,

  • andererseits eine spezielle Themenausrichtung vorzunehmen und zwar für

    • den inhaltlichen Bezug zur Softwaretechnik-Ausbildung im Rahmen der internationalen Initiative SWEBOK (Software Engineering Body of Knowledge),

    • zu den Grundlagen der Softwaremessung und -bewertung im Rahmen der Communities, in denen unsere AG aktives Mitglied ist ( GI, DASMA, MAIN, COSMIC und ISBSG).

Ergebnisse hierbei sind u. a. folgende:

  • CodGen: ein dynamisches Content-Erweiterungssystem für ausgewählte Faktendarstellungsformen, wie Übersichtslisten zu terminbezogenen Ereignissen, welches das Web nach Erweiterungskomponenten absucht und selbständig eine Erweiterung vornimmt. Das folgende Beispiel deutet die Erweiterung eine Konferenzauflistung an.

  • VisuGraphX3D: Dieses Softwaresystem ermöglicht eine Anwendung der gängigen 3D-Analyseformen (Drehung, Navigation, Ortung) und der 2D-Analyseangaben (Diagramm, Messwertlisten) auf der Grundlage einer XML-basierten Graphbeschreibung. Dabei sind Messreihen jeweils den Knoten oder den Kanten zugeordnet und werden mit diesem Tool in vielfältiger Weise analysierbar gemacht. Besonders geeignet ist dieses Tool für die Web-Analyse bei der die Websites durch Knoten repräsentiert werden und deren Anzahl in einer ausgewählten Domäne sehr umfangreich ist.

Risk Management and Controlling:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Konstantina Georgieva, Dr. Fritz Zbrog, Elena Petrova, Martin Sturm, Nan Dong
Kooperation: Uni Varna (Bulgarien), FH Bingen, TU Berlin, ETS Montreal (Kanada)
Förderer: DAAD
Projektlaufzeit: 01.10.2008 - 30.09.2011

Bei diesem Projekt geht es darum, auf der Grundlage einer aspektorientierten Sichtweise der Software-Qualität den Aspekt des Risikomanagement genauer zu betrachten hinsichtlich einer besseren Analysierbarkeit, Bewertbarkeit und schließlich Kontrollierbarkeit auf der Grundlage kausaler und metrikenbasierter Operationalisierung dieser Managementprozesse. Grundlegender Forschungsbedarf besteht hierbei

  • in der Analyse und (kausale) Strukturierung der Qualitätsaspekte von Prozessmodellen definiert und charakterisiert in den verbreitetsten Prozess(Güte)Standards wie CMMI, ISO 9000, ISO 9126, ISO 12207 usw.

  • in der empirischen Untersetzung mittels Metriken, Analogieverfahren und Schätzmodellen für eine quantitative Bewertungsform von Risiken und Risikomodellen,

  • in der zweckmäßigen multidemimensionalen Instrumentierung in Form von Cockpit-Anwendungen für das Risiko-Controlling.

Inhalt dieses Projektes ist es daher vor allem, das Risikomanagement ganzheitlich zu untersuchen, bewertbar und damit besser beherrschbarer zu machen.

SOA-Based Federated ERP Systems:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Evan Asfoura,
Kooperation: Uni Oldenburg, FHW Berlin, Uni Twente (Niederlanden), SAP
Förderer: Syrische PhD-Förderung
Projektlaufzeit: 01.01.2007 - 31.10.2010

Die Veränderung von komplexen Business-Prozessen im Bereich so genannter föderierter ERP-Systeme erhält durch die Möglichkeit einer SOA-Ausrichtung eine höhere Flexibilität und Effizienz im Bereich erfolgreicher (weltweiter) Geschäftsabläufe. Inhalt dieses Projektes ist daher die Identifizierung und Operationalisierung von Web Services innerhalb existierender komplexer ERP-Systemlandschaften. Die folgende Abbildung zeigt eine derartige Klassifikationsmöglichkeit.

Framework for Test Process Evaluation:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Ayaz Farooq, Heike Hegewald, Kayram Apti
Kooperation: CSC Wiesbaden
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.04.2006 - 30.06.2009

Bei diesem Projekt geht um die Bewertung der Software-Qualität von Software-Releases auf der Grundlage der Testeffizienz. Ausgangspunkt sind die Untersuchungen zu Testgütemodellen (TMM) und deren Kontext im Software-Prozess generell. Dabei werden zunächst die Testmehtoden, Prozesse und deren Software-Prozessintegration betrachtet.

Schwerpunkte des Projektes sind die Zusammenfassung vorhandener Testmethoden als State of the Art mit den jeweils zugrunde liegenden Testprozessen, die Konstruktion empirisch basierter semantischer Netze für die Testprozessadaption bzw. -optimierung sowie die Ableitung komplexer Testbewertungsformen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Testprozessgüte-Levels.

Qualitätssicherung bei der Entwicklung verteilter Systeme:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Detlef Günther, Peter Drechsel, Hans-Edgar Makiola, Gerald Mews, Steffen Paschke, Torsten Woywodt
Kooperation: T-Systems Magdeburg, VW Wolfsburg
Förderer: Industrie
Projektlaufzeit: 01.01.2006- 31.12.2010

Bei diesem Projekt sind mehrere industrielle Partner beteiligt, wie zum Beispiel VW Wolfsburg, T-Systems Magdeburg, BWS Automotiv Cons. Wolfsburg usw.). Schwerpunkte bei der Projektbearbeitung sind vor allem

  • Analyse und Bewertung der Einflussfaktoren der SOA für die Prozessgestaltung der Enterprise Information Systems (EIS),

  • die Security-Prozessanalyse und -optimierung für die EIS,

  • Service-Level-Agreement-basiertes Projektmanagament für die EIS-Entwicklung,

  • formale Modelle einer EIS-Prozessanalyse und -bewertung,

  • Anwendug von Optimierungsverfahren für die EIS-Bewertung,

  • Bewertung und Optimierung der methodischen Grundlagen zu EIS.

Die grundlegenden Zusammenhänge der oben genannten Projektmerkmale sind in der folgenden Abbildung grob skizziert.

Monitoring Organization's Environmental Performance Indicators:

Projektleiter: Prof. Dr. Reiner Dumke
Projektbearbeiter: Naoum Jamous, Dr. F. Zbrog
Kooperation: Uni Oldenburg, FHW Berlin, SAP
Förderer: EU, Industrie
Projektlaufzeit: 01.1.2008 - 30.12.2010

Für Firmen jeglicher Art ist die umweltgerechte und -bezogene Handhabung von Informationsprozessen eine immer wichtigere Aufgabe im Kontext heutiger weltweiter Kooperationen und Geschäftsbaläfe. Inhalt dieses Projekte ist daher

  • die gegenwärtige und küftige Ausprägung von ERP-Systemen bzw. darauf basierenden (SOA-orientierten) Geschäftsmodellen,

  • die informationstechnische Strukturierung von (kausalen) Umweltmodellen im Kontext von Geschäftsprozessen,

  • die prototypische Implementation von Dashboards für eine Service-basierte Unterstützung der Ausrichtung auf umweltgerechte IT-Strukturen und -Abläufen im Sinne eines "Green IT".

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