Softwarequalität – Schlagwort oder Realität ?

1© Dr. E. Wallmüller Qualität & Informatik - www.itq.ch
Softwarequalität – Schlagwort oder
Realität ?
Ist die SOFTWARE-Krise überwunden oder wird sie immer
wieder neu erfunden?
Dr. Ernest Wallmüller
QUALITÄT & INFORMATIK
Zürich, München, Wien
www.itq.ch

Ausbildung
Doktorat der Informatik an der J. Kepler Universität Linz, Lehrbeauftragter,
Habilitation in Wirtschaftsinformatik - Thema „Prozess- und Qualitätsmanagement“,
ISO 9001 Auditor; TPI-Lead Assessor, CMMI-, EFQM-Assessor,
ISO 15504 Principal Assessor.
Beruflicher Werdegang
Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Software Engineering an der ETH Zürich,
Manager “Software Engineering und Qualitätssicherung” bei der SBG,
Berater für ATAG Ernst & Young in der Schweiz, Österreich, Deutschland und England,
Principal, Prozess-Coach Bid Prozess, Lieferanten und Businesspartner-Prozesse und
Manager des Project Quality Office und der Qualitätssysteme der Unisys (Schweiz) AG,
Geschäftsführer und Managementberater von Qualität & Informatik, Zürich
Arbeitsschwerpunkte
• Requirements-, Test- und Qualitätsengineering,
• Prozess-, Projekt- und Risikomanagement,
• Assessment und Audit-Services
„Bewusst
den
Wandel
gestalten!“
Ernest Wallmüller

Agenda
 Haben wir die Software und ihr Management im Griff?
 Trends
 Megatrends und Wertewandel
 im Software und System Engineering
 Produkt-/Code-Qualität versus Prozessqualität –
was sich zur Sicherung bewährt hat ...
 Life Cycle Modelle und Prozesse
 Best Practices (Modelle, Body of Knowledge, …)
 Faktor Mensch im Arbeitsumfeld
 Schlussfolgerungen
 Diskussion

Haben wir die Software und
ihr Management im Griff?
K. Kloecker, IBM Rational, 2012:
Schnelligkeit bei der Programmerstellung ist Wettbewerbsvorteil
Viel mehr Software in wesentlich kürzerer Zeit bei gleicher Kapazität
Heutige Situation erinnert an Software-Krise der 70er Jahre
(Hardware-Leistungen nehmen sehr schnell zu, Software Prozesse
hinken nach)

Haben wir die Software und ihr Management im Griff?
Daimler‘s Radio- und Navigationssystem in der aktuellen S-Klasse
Mercedes-Benz hat mehr als 20 Millionen Zeilen Code.
Software (Steuergeräte, Bus, etc.) in Autos wächst, sowohl in
Menge als auch in Komplexität
Frost & Sullivan Prognosen:
Autos mit 200.000.000 bis 300.000.000 Zeilen Software-Code in
naher Zukunft

"Das fehlerfreie Auto wird es nicht geben!„ ein ADAC Techniker
BMW: Ärger mit Motor-Software (2008)
BMW-Modelle (1er, 3er, 5er und 6er Reihe) mit 4 und 6 Zylindern
arbeiten mit dem Motorsteuergerät MSD80 von Siemens-VDO.
Direkt betroffene Fahrzeuge: zirka 35.000
Mangelhafte Einspritz-Injektoren führen dazu, dass ein Zylinder des
Motors ausfallen kann. Das Software-Problem in der Motor-steuerung
aktiviert grundlos ein Notprogramm. Dies führt zu Leistungsverlusten.

Megatrends und Wertewandel
• Beschleunigung durch technologischen Fortschritt
• Globalisierung
• Individualisierung auf dem Vormarsch
• Virtualisierung
• Energieeffizienz vs. Rohstoffhunger
• Wissensgesellschaft – Produktionsfaktor Wissen
• Demographie – die Alterspyramide steht nahezu Kopf
• Gesundheit
• ...
Alle unsere Bemühungen und Anstrengungen um Software, Qualität
und deren Sicherstellung muss immer wieder vor dem Hintergrund der
Megatrends in unserer post-industriellen Gesellschaft betrachtet
werden.

Einige Fragestellungen ...
- Lässt uns die Beschleunigung genügend Zeit, um nicht-
wertschöpfende Tätigkeiten (z.B. Planung, Kontrolle, V & V,
Test, QS, ...) durchführen zu können?
- Investieren wir genug, um die Wertschöpfungs-
partnerschaften ausreichend zu pflegen?
- Lässt uns der Trend zur Individualisierung überhaupt noch
Konzepte wie Prozess und Team effektiv praktizieren?
- Haben wir ausreichende Toolunterstützung, um die
Automatisierung von Prozessstufen bzw. die Integration von
Prozessen zu bewältigen?
- ...

Trends in Software und System Engineering

Boehm’s View of Software Engineering Evolution
Autonomy; Bio-
Computing
1990's 2010's2000's1970's 1980's1960's1950's
Engineer
Software
like
Hardware
Risk-Based
Agile/Plan
-Driven
Hybrids;
Model-Driven
Development
Value-Based
Methods;
Collaboration;
Global
Development;
Enterprise
Architectures
Software
Differences,
Engineer
Shortages
Scalability,
Risk Mgmt.
Many defects
Compliance
Time to Market,
Rapid Change
Software
Value-Add
COTS
Process Overhead
Scalability
Soft
SysE
Software
as Craft
Formality,
Waterfall
Productivity;
Reuse;
Objects;
Peopleware
Agile
Methods
Plan-
Driven
Software
Maturity
Models
Integrated
Sw-Systems
Engineering
Global
Systems
of
Systems
Theses
Syntheses
Antitheses
Prototyping
Risk Mgmt.
Domain Engr.
Model
Driven
Development

Modellbasierte Entwicklung
 Modellbasierte Entwicklung hat hohes Potenzial zur
Produktivitätssteigerung in der Softwaretechnik
 Modell als zentraler Dreh- und Angelpunkt für Systementwicklung
 automatische Codegenerierung bedingt neue Absicherungsverfahren für Code
und Generator
 Erzeugung von Tests aus Modellen und Use-Case-Anwendungsfällen bereits
heute möglich und sinnvoll
 standardisierte Testspezifikationssprachen entstehen
Requirements
Modell
Code
Testsuite
UseCases

Trends im Systems und Software Engineering
 Wir müssen in der Lage sein, Komponenten und deren Verhalten zu verstehen und
diese dann so zusammen zu kombinieren, dass damit neue, innovative
Eigenschaften von Systemen entstehen.
 Wir müssen in der Lage sein, Software-Services mit besonderem Augenmerk auf
nicht-funktionale Eigenschaften zu entwickeln, die sich aus der Zusammenspiel
von Software-Komponenten ergeben.
 Wir müssen in der Lage sein, Systeme zu bauen, die flexibel oder adaptiv auf
Änderungen reagieren bzw. die Architektur solcher Systeme darstellen und
managen können.
 Wir müssen die herkömmlichen Software-Engineering-Methoden und Techniken
schnell bzw. extrem anpassen können, um damit in Software-Entwicklungs-
Projekten im nicht-klassischen Stil arbeiten zu können.
 Die zunehmende Anzahl komplexer Systeme und Systems of Systems bringt die
Disziplinen Software und System Engineering enger zusammen.

Werden die Hausaufgaben gemacht?
1. Thema Spezifikation
Die Funktionen (Anforderungen) der Software und die Beschränkungen
ihrer Benutzung müssen definiert (Erfassung, Traceability) werden.
2. Thema Design und Implementierung
Die Software, die diese Anforderungen erfüllen soll,
muss entworfen (Detail-Spezifikationen) und erstellt werden.
3. Thema Verifikation / Validierung (Abnahme)
Die Software muss verifiziert und validiert werden,
um sicherzustellen, dass sie tut, was der Kunde will.
4. Thema Weiterentwicklung / Evolution
Die Software muss sich weiterentwickeln,
um mit den sich verändernden Bedürfnissen des Kunden Schritt zu halten.
Fazit: Viele Hausaufgaben werden von den „Helden“ (ML 1) nicht gemacht
oder nur unzureichend.

Produkt-/Code-Qualität und Prozessqualität
- was sich zur Sicherung bewährt hat ...
 Life Cycles & Models
 Best Practices
- Models, Body of Knowledges, …
 People Factors
- Education, Trainings (certified ....)

Software Life Cycle Models
Common SWLC models: QA in the Software LC:
• Waterfall Model
• V-Model
• W-Model
• Spiral Model
• Iterative Model
• Incremental Model
• Concurrent Development
• Evolutionary Development
• Test Driven Development
• Agile LC
XP, FDD, SCRUM, DSDM, …
• LEAN Methods (KANBAN, …)
• …

Agile Methoden
– Pros und Cons
J. M. Jamieson, M.H. Fallah
Software Quality Professional,
V14, March 2012

Erfahrungen mit Agilen Methoden 1
Swiss Q, Sample: ca. 300 Firmen aus CH

Erfahrungen mit Agilen Methoden 2
Swiss Q, Sample: ca. 300 Firmen aus CH

Agile and Plan-Driven
- Five Critical Decision Factors
Time to Market and Rapid Change: Agile Methods
- Reliance on interpersonal tacit knowledge
- Lightweight, adaptable, not very scalable
Predictability and Control: Maturity Models
- Reliance on explicit documented knowledge
- Heavyweight but verifiable, scalable
Turner, Boehm,
CrossTalk, 2003

Standards, Best Practice- bzw. Reifegrad-Modelle
Sind schlanke, agile Prozesse mit ausreichender
Reife und mit Best Practices und unter Einhaltung
von Standards möglich ?
Fessler, 2011

Automotive SPICE

Existiert der klassische Zielkonflikt für erfolgreiche
Produkte/Projekte?
Ja, in Abhängigkeit von der organisatorischen
Reife und/oder von kontrollierten Bedingungen
(z. B. Quality Gates).

Steigerung der Organisatorischen Reife
Resourced Based ViewP. Kirwan, SEI, 2012

Was hat sich bewährt? - Konstruktive Qualitätssicherung
 Konstruktive Qualitätssicherung (Motto: "Vorbeugen ist besser als Heilen“)
via
 Life Cycle & Best Practice Modelle
 Standards (IEEE, ISO, ...)
 Methoden (Quality Gates, Agile, KANBAN, ...)
 Werkzeuge (Style Checker, Code-Analyse, Metriken, ...)
 ...
Herausfoderung:
 Auswahl und
 adaptiver Einsatz!
JA
ABER

Beispiel Analytische QA bei Microsoft
M. Ziegler,
Virtuelle Test Factory,
2010
Quality Gates

Was hat sich bewährt?
Analytische Qualitätssicherung (Qualität des Produkts)
Ja, aber ...
KEF:
Grad der Test-
Automatisierung
Grad der Verzahnung von
Programmierung & Test
Effektive Teams
Prüf- / Testkosten

Software-Qualität und ihre Spezifikation
ISO 9126 / FURPS / ISO 14598
Anwendbarkeit
in der Praxis?
von ca. 100 Kunden hat nur
einer einen operativen
Ansatz im Einsatz !!!
ISO 25000

Ansatzpunkt Mensch im Arbeitsumfeld

Zertifizierter ...

ASQ Software Quality Engineering BoK and JUSE SQUBOK

Aus- und Weiterbildung
 Auf Werten beruhende Qualität – Bildung ist kein mechanischer
oder industrieller Prozess, sondern Bildung umfasst und vermittelt
Werte.
 Zertifizierungswahn und auf Credits ausgerichtete Studiengänge
(BAS MAS) versus umfassende u. vertiefende Studiengänge,
die Realität / Praxis nicht scheuen
2017
2010

Software-Qualität und ihre Spezifikation
ISO 9126, FURPS, ISO 14598, ISO 25000 Serie
Anwendbarkeit
in der Praxis?

Schlussfolgerungen
• Wir haben eine beachtliche Diskrepanz zwischen Theorie und Praxis bei der
Qualitätssicherung von Software
• Standards und Modelle fokussieren auf Praktiken
• Man muss heute zwingend die potenziell relevanten Standards und Best Practices
(Modelle, BoK) kennen und anwenden können
• Reife und Risiken sind Indikatoren für Qualität oder deren Abwesenheit
• Die praktische Bedeutung bestimmter Ansätze (z.B. modellbasierte Verfahren,
Testautomatisierung) nimmt mit der KOMPLEXITÄT zu
• Quantifizierung von Software-Qualität ist notwendig und machbar. Dazu sind einschlägige
Testunterstützungs- und Auswerte-Werkzeuge unverzichtbar
• Nur wenn Zwang von außen (Automotive Bereich) und Freude/Spaß an der Arbeit (z.B.
SCRUM, intrinsische
Motivation) vorhanden sind, entsteht Qualität.

Ernest Wallmüller
Mobile 0041 79 402 44 11
wallmueller@itq.ch
Qualität & Informatik
Zürich,
München &
Wien
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