Many sources have identified that Software-Intensive System Acquisition (SISA) projects %in defense sector lacked the acquirer's technical and managerial capability, which makes the requirements out of control and the development schedule delayed.
In this study, we develop a Software Process Simulation Model (SPSM) for SISA to analyze the associated problems with the lack of the acquirer's competence and demonstrate the effects of the acquirer's activities. To develop the SPSM for SISA, we propose a new simulation modeling approach. We develop a hybrid software process simulation modeling approach using DEVS (Discrete Event System Specification) to incorporating the dynamic interactions among stakeholders (end user, acquirer, and developer) of SISA with discrete behavior (e.g., discretely occurred problem reporting, milestone review, phase transition, unexpected subcontract change, etc.) of SISA in a systematic way. We also develop a dynamic interaction estimation method using COCOMO II to alleviate the problem of the lack of the historical project data on SISA.
The specific problems we concentrate on are creeping requirements, which are emerging slowly after the initial requirements have been agreed, and Action Items (AIs), which are the documented events, tasks, activities, or actions that need to take place. The simulation model analyzes the bad influences of large volume of requirements creep and the effects of the acquisition policies for managing creeping requirements on the cost, schedule, and quality. Our simulation model can provide valuable information for deciding how to apply the policies according to the purpose of the project. The simulation model also analyzes the project schedule delay caused by AIs. The AI processing process consisting of AI generation, processing, and approval is discretely occurred and also affected by the dynamic project environment including phase progress rate, level of stakeholder's conflict, etc.
Finally, we provide a model adjustment guideline to apply our simulation model to a specific organization and show an application example to evaluate our approach. Our hybrid software process simulation modeling approach lays a foundation to apply the simulation modeling technique to improve the performance of SISA.
소프트웨어 위주의 시스템 획득 (발주) 프로젝트들은 획득조직 (발주자)의 기술적이고 관리적인 능력이 떨어져 요구사항이 관리되지 못하고 개발기간이 지연되는 등의 많은 문제점들을 보이고 있다는 연구결과들이 최근 많이 발표되고 있다.
이 연구에서는, 발주 프로젝트의 하이브리드한 (동적이고 이산적인) 특성을 사실적으로 묘사할 수 있는 DEVS (Discrete Event System Specification) 기반의 새로운 시뮬레이션 모델링 기법을 제안하고, 시뮬레이션 모델을 개발하여 발주 조직의 효과적인 지원과 능력이 부족함에 따라 발생되는 제반 문제점들을 분석하는 실험을 하였다.
또한, 대부분의 조직들이 해당 조직의 소프트웨어 프로세스를 시뮬레이션 할 수 있는 정량 데이터가 축적되어 있지 못하기 때문에 이를 일정부분 극복할 수 있도록 COCOMO라는 비용 산정 모델과 그 확장 모델들 (품질예측, 유지보수 비용산정 모델)을 결합하고, 동적으로 변하는 프로젝트 상황에 따라 프로젝트에 미치는 영향을 분석할 수 있도록 하였다.
구체적인 실험의 범위는 1) Requirements Creep 즉, 개발자와 발주자간에 요구사항에 대한 합의가 이루어진 이후 예상하지 못한 추가 요구사항이 계속 발생하는 현상이 미치는 악영향에 대한 분석, 2) 이를 관리하기 위한 획득정책들이 어떤 상황에 적합하며 그 적용 결과는 어떤지에 대한 정량적 분석, 그리고, 3) Action Item (AI) 즉, 개발 단계 내에서 반드시 해결해야만 하는 활동으로 공식적으로 기록되어 관리되는 문제점들이 프로젝트의 스케쥴에 어떤 영향을 미치는지의 분석이다. AI은 이산적으로 (일반적으로 포하송 (Poisson) 프로세스를 따른다) 발생하지만 그 확률적인 분포는 또한 프로젝트의 동적인 환경 (개발 단계의 진행정도, 개발 종사자들간의 마찰 증가, 등)에 영향을 받는 특성 (하이브리드한 특성)을 가지고 있다.
국방 획득 프로젝트의 일반적인 데이터를 (DoD 자료 및 문헌) 바탕으로 한 실험 결과, 발주자가 최초 합의한 프로젝트 크기의 48% (국방 획득 프로젝트의 평균 Requirements Creep의 크기)를 프로젝트 수행중에 추가로 요구하여 구현하는 경우, 비용, 일정, 품질 (결함율)이 각각 49.8%, 42.2%, 58.1% 증가하는 것으로 분석되었다. 이것은 군이 원하는 품질의 제품을 기간 내에 예산 범위 내에서 개발하여 운영하고자 하는 국방 획득 프로젝트의 목적을 달성하는데 심각한 문제점을 야기시키며, 현실적인 문제로 (제한된 예산 및 개발기간 등) 개발을 독려한다면 그에 따른 문제점 (사용자에게 외면 받는 시스템, 유지보수 및 운용이 불가한 시스템 등)은 더욱 증폭될 수 있는 심각한 상황이다.
이 연구에서 개발한 시뮬레이션 모델은 이를 극복할 수 있는 여러 가지 획득정책들을 적용했을 때의 비용, 일정, 품질의 변화를 분석할 수 있게 해 줌으로써 획득조직의 의사결정을 지원하고 성공적인 발주 프로젝트 관리를 위한 도구로 활용될 수 있다.
마지막으로 이 연구에서는, 개발된 모델을 특정 조직의 특성에 맞춰 조절 할 수 있는 “모델 적응 지침”을 제공하고 그 예를 제시하여 이 연구의 효용성을 보여주고 있다. 이 연구는 소프트웨어 위주 시스템의 획득과정을 향상시키는데 소프트웨어 프로세스 시뮬레이션 모델링 기법을 적용하는 기초를 제공함으로써 향후 이 분야의 발전에 기여 할 수 있을 것으로 기대한다.
