After a software reliability goal is set for safety-critical or mission-critical software system develop-ment, it is necessary to allocate software reliability goal for each individual subsystem or component so that they meet the system reliability goal. This activity is called software reliability allocation, and this also helps to allocate test resources such as cost and schedule effectively. In order to achieve these advantages, it needs to identify an optimal software reliability allocation for multiple objectives, which maximize software reliabil-ity and minimize cost and schedule. However, it is difficult to identify an optimal software reliability alloca-tion because reliability, cost, and schedule conflict with each other. Currently, there are several software relia-bility allocation techniques. They support to identify a software reliability allocation that is optimized to only one objective; the maximization of software reliability or the minimization of cost. There are two limitations on the existing techniques; schedule planning and effective usage of resources cannot be considered on them. This paper proposes an effective software reliability allocation technique that supports multi-objective optimization with consideration of reliability, cost, and schedule. The proposed approach uses a multi-objective genetic algorithm (NSGA-II) in order to support the multi-objective optimization, and adaptation methods such as chromosome encoding and how to define fitness functions are suggested for an application of NSGA-II. Schemes to recommend an optimal solution and improve the selection process of NSGA-II are also proposed. A case study is presented to show the availability of schedule planning and effective resource allocation. This case study also presents the improvement of suitability by the modification of the selection process in NSGA-II. This approach helps the project management activities to establish a schedule allocation as well as a strategy to use resources effectively. Furthermore, this research suggests the foundation of multi-objective optimization in software reliability allocation.
임무 수행의 완료 혹은 안전이 중요한 소프트웨어 시스템 개발 과정 중, 소프트웨어 신뢰성 목표가 정의된 후 이 목표를 달성하기 위해 각 소프트웨어 서브시스템이나 컴포넌트의 목표를 할당해야 한다. 이 활동을 소프트웨어 신뢰성 할당이라고 한다. 소프트웨어 신뢰성 할당은 전체 소프트웨어 시스템 신뢰성 달성뿐만 아니라 비용과 일정과 같은 테스트 자원을 효과적으로 할당하는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 장점을 달성하기 위해서, 다목적 달성을 위한 최적의 소프트웨어 신뢰성 할당이 필요하다. 즉, 여기에서 말하는 다목적이란 소프트웨어 신뢰성을 최대화 시키면서 비용과 일정을 최소화 시키는 것을 의미한다. 하지만, 신뢰성, 비용, 일정은 서로 상충하는 관계에 있기 때문에 최적의 소프트웨어 신뢰성을 식별하는 것은 매우 어렵다. 현재까지, 일부 소프트웨어 신뢰성 할당 기법이 연구되어 왔다. 이 연구들은 단일 목적에 대해 최적화 되어 있다. 즉, 소프트웨어 신뢰성을 최적화 시키거나 혹은 비용을 최소화 시키는 단 한가지의 목적에 최적화 되어 있다. 하지만 기존 연구에는 두 가지 공통된 큰 한계점을 가지고 있다; 일정 계획과 자원의 효과적인 활용이 고려되지 않았다는 것이다. 본 논문에서는 소프트웨어 신뢰성, 비용, 일정 세가지를 고려한 다목적 최적화를 지원하는 효과적인 소프트웨어 신뢰성 할당 기법을 제안한다. 본 방법론에서는 NSGA-II라는 다목적 유전 알고리즘을 사용하여 다목적 최적화를 지원하며, NSGA-II에 적용 가능한 염색체 인코딩 전략과 적합도 함수 정의와 관련된 사항을 제안한다. 또한, 최적의 해를 추천하기 위한 전략과 NSGA-II의 선택 프로세스를 개선한 방법이 제안된다. 본 논문의 마지막에는 사례연구를 통해 일정 계획과 효과적인 자원 할당 가능성을 보여준다. 본 사례 연구는 또한 NSGA-II의 선택 프로세스를 개선한 것에 대한 효과를 보여준다. 본 논문에서 제안하고 있는 새로운 방법론은 프로젝트 관리 활동에서 일정 수립과 자원의 효율적인 활용을 도울 수 있다. 더 나아가, 본 연구는 소프트웨어 신뢰성 할당 분야에서 다목적 최적화를 지원하는 연구의 기반을 제안한다는 점에서 그 의의를 가질 수 있다.
