Due to increased competition and the advent of mass customization, many software firms are utilizing product families - groups of related products derived from a product platform - to provide product variety in a cost-effective manner. The key to designing a successful software product family is the product platform, so it is important to determine the most appropriate product platform scope related to business objectives, for product line development. Selecting the optimized product platform scope is a challenging issue that must be handled carefully when designing a family of products. This research proposes a novel method to find the optimized scope of a software product platform based on end-user features. The proposed method, PPSMS (Product Platform Scoping Method for Software Product Lines), mathematically formulates the product platform scope selection as an optimization problem. The problem formulation targets identification of an optimized product platform scope that will maximize life cycle cost savings and the amount of commonality, while meeting the goals and needs of the envisioned customers’ segments. To measure the commonality within a product family, a software commonality index is proposed as an analytical tool to measure the amount of feature sharing among a family of software products. Analytical tools developed in manufacturing domain (i.e. Commonality Indices (CI)) have been analyzed and validated, through a linear regression analysis study, in order to propose this index. A simulated annealing based algorithm that can solve problems heuristically is then used to help the decision maker in selecting a scope for the product platform, by performing tradeoff analysis of the commonality and cost savings objectives. In a case study, PPSMS helped in identifying 5 non-dominated solutions considered to be of highest preference for decision making, taking into account both cost savings and commonality objectives. Our empirical results show that the proposed SA-based algorithm finds solutions with an average optimality gap of 3% with 0.012 of a deterministic algorithm’s time consumption. A quantitative study showed that PPSMS improves the product platform scope achieved by the practitioners in terms of increasing the amount of commonality and cost savings at 0.05 and 0.01 level of significance, respectively. The results of PPSMS also were validated, through a subsequent survey, as “satisfiable” to “very satisfiable” by the practitioners. Moreover, the survey indicates that practitioners would be willing to adopt PPSMS in practice. A qualitative analysis, based on the subjective opinion of four experts, confirmed the effectiveness of the method and its capabilities in complementing and expanding upon current scoping capabilities.
증가하는 경쟁과 다품종소량생산의 도래로 인하여 많은 소프트웨어 회사들은 하나의 제품 플랫폼에서 도출된 관련 제품들을 묶은 제품 패밀리를 구성하고 있다. 이를 통해 높은 비용 효율로 다양한 제품들을 제공할 수 있다. 성공적인 소프트웨어 제품 패밀리를 구성하는데 있어서 중요한 요인은 제품 플랫폼이다. 그러므로 비즈니스 목표들을 고려하여 가장 적잘한 제품 플랫폼 범위를 결정하는 것은 제품라인 개발에 있어 매우 중요하다. 최적화된 제품 플랫폼 범위를 선정하는 것은 제품 패밀리를 구성할 때 조심스럽게 다루어져야 할 매우 도전적인 일이다. 이 연구는 최종소비자 휘처들을 기반으로 소프트웨어 제품 플랫폼의 범위를 최적화하는 독창적인 방법을 제안한다. 제안된 방법인 PPSMS (Product Platform Scoping Method for Software Product Lines)는 제품 플랫폼 범위 선택을 최적화 문제로 보고 이를 수학적으로 공식화한다. 문제 공식은 식별된 최적화된 제품 플랫폼 범위가 예측된 사용자들의 니즈와 목표를 만족시킴과 동시에 생명주기 비용 절감과 공통성의 양을 최대화 할 수 있도록 한다. 제품 패밀리 안의 공통성을 측정하기 위해, Software Commonality Index가 제안되었으며, 이는 제품 패밀리 내에서 공유되는 휘처들의 양을 측정해주는 분석 도구이다. 이 분석 도구를 제안하기 위하여 이미 제조 도메인에서 개발된 분석 도구들 (예, Commonality Indices(CI))을 Linear Regression Analysis Study를 통해 분석 및 평가하였다. 그리고 공통성과 비용 절감 목표들 사이의 Tradeoff 분석을 통해 제품 플랫폼 범위 선정을 진행한다. 사례 연구에서 PPSMS는 의사 결정을 하는데 가장 높은 선호도를 보인 것으로 고려되는 5개의 지배적이지 않은 해답들을 발견하는데 도움을 주었으며, 이 해답들은 비용 절감과 공통성 목표를 모두 달성하였다. 우리의 실증적인 결과들은 제안된 SA 기반의 알고리즘이 0.012 결정론적 알고리즘의 시간 소모를 갖고 평균적으로 3%의 Optimality Gap을 갖는 해답들을 찾는 다는 것을 보여주었다. 우리의 양적 연구 (Quantitative Study)는 PPSMS가 현업 개발자들의 제품 플랫폼 범위 선정을 공통성 극대화와 비용 절감 측면에서 각각 0.05, 0.01의 유의 수준만큼 향상 시킨 것을 보여준다.또한 PPSMS는 이어서 진행된 설문조사에서 현업 개발자들에 의해 만족스러움, 또는 매우 만족스러움으로 평가되었다. 더군다나 이 설문조사는 현업 개발자들이 PPSMS를 실제 현업에 도입하기를 원함을 보여준다. 4명의 전문가들의 주관적인 의견에 기반한 질적 분석 (Qualitative Analysis)은 이 방법의 효율성과 능력을 현재의 범위 결정 능력을 완성 및 확장한 것으로 평가한다.
