1. 平成 24 年度社会知能情報学専攻 修士論文中間発表会
ゴールモデルを用いた機能モデルの生成
および共通機能と可変機能の分類
システム設計基礎学講座 大須賀・田原研究室 1151025 中村 祐貴
指導教員：田原 康之 准教授
1 はじめに チャ関係には，フィーチャ間の依存関係を表す dependency 関
近年，顧客の要求が多様化しており，製品やサービスのライフ 係やフィーチャ間の排他関係を表す conflicts 関係がある．
サイクルが短縮化してきている．一方で，開発規模は大型化
しており，こういった背景に対応できるよう，より効率よ 2.2 ゴールモデル
くシステム開発を行うための方法論が求められている．そ ゴール指向要求分析とはシステムに求められる要求をゴール
の中でも，Software Product Line Engineering (SPLE) と として表現し，抽象的なゴールをそれを達成するための具体的
呼ばれる既存システムの再利用手法が高い注目を集めてい なゴールへと分解していくことで製品に必要な要求を得るという
る[1]．SPLE ではまず，既存システムから再利用資産を開 要求分析法の一つである[3]．ゴール指向要求分析では要求分
発する．その後，再利用資産を用いて開発を行うことで，1 析の結果をゴールモデルを用いて表現する．図 2 にゴールモデ
から開発を行うよりも効率よく新システムの開発が行える ルの例を示す．
ようになる．そのために，後に効率よく新システムを開発 : 機能要求
できるよう，計画的に再利用資産を開発することが重要と : 非機能要求
AND : すべてのサブゴールを満たす必要がある
なる．そこで本研究では，可変性が高く，かつ顧客の要求
OR : いずれかのサブゴールを満たせばよい
を反映しやすい再利用資産の開発方法に着目する．
2 Software Product Line Engineering
Software Product Line Engineering (SPLE) とは，既存シ
ステムを再利用し効率よく新システムを開発するための方法論
である．SPLE では既存システムから再利用資産を開発する．
顧客が必要とする機能はそれぞればらつきがあり，それらに対
応できるように再利用資産は可変性が高いものでなければなら
ない．また，顧客の要求をミスなく新システムに反映させるため 図 2 ゴールモデルの例
に，既存システムの機能の中から顧客の要求を満たすために必 ゴールモデルを用いると，要求を木構造で構造化し整理して表
要なものを選択する必要がある．そのため再利用資産は，顧客 現できる．また，非機能要求をモデル上に表現できる．こういっ
の要求を反映しやすいものでなければならない．こういった理由 た点で，他の要求分析モデルよりも優れている．あるゴールを分
から，再利用資産には互いにリンクした機能レベルのモデルと 解して得られたゴールをサブゴールといい，分解する元のゴー
要求レベルのモデルが必要である．本研究では，機能レベルの ルを親ゴールという．ゴール分解には AND 分解と OR 分解の 2
モデルとしてフィーチャモデルを，要求レベルのモデルとしてゴ 種類がある．AND 分解はそのサブゴールすべてが達成された
ールモデルを用いる． 場合にその親ゴールも達成されることを表す．OR 分解はそのサ
ブゴールのいずれかが達成された場合にその親ゴールも達成
2.1 フィーチャモデル されることを表す．
SPLE では複数の既存システムの共通機能と可変機能を表現
するためにフィーチャモデルが広く用いられている[2]．図 1 にフ 3 既存研究
ィーチャモデルの例を示す． 3.1 ゴールモデルからフィーチャモデルの生成
: 必須フィーチャ
: 任意フィーチャ
既存システムのゴールモデルから，フィーチャモデルを導出す
+dependency : 依存関係 る手法がある[4]．再利用資産の機能を表現するためにフィーチ
+conflicts : 排他関係 ャモデルを作成する必要があるが，それには対象とする分野に
関する幅広いドメイン知識が必要になる．ここでゴールモデルに
はそれぞれのシステムに必要な要求が記述されており，それら
は対象とする分野に関する知識を含んでいる．こういった理由
から，既存システムのゴールモデルからフィーチャモデルを導出
する方法を提案することで SPLE の導入を支援しようとしている．
具体的な手法としては，ゴールモデルの葉ゴールの構造から関
係のあるフィーチャの集合を特定する．その後，特定されたフィ
ーチャをグループに分け，含んでいるフィーチャすべてを適切
図 1 フィーチャモデルの例 に表現するようなグループ名を指定する．
フィーチャとは再利用される可能性があるシステムの機能を表し
ている．またフィーチャはより具体的な機能を表すサブフィーチ 3.2 共通機能と可変機能の分類
ャを持つことができる．フィーチャモデルはフィーチャの木構造 複数のゴールモデルを結合することで，複数のシステムが持
で表現される．フィーチャモデルから可変性を排除することで開 つ要求の共通性を明確化し，一つのモデルに表現する手法が
発する新システムに必要なフィーチャを選択できる．すべてのシ ある[5]．ゴールモデルからフィーチャモデルを生成する手法と
ステムの構成に必要なフィーチャを必須フィーチャと呼び，それ 組み合わせることで，可変性が高くかつ顧客の要求を反映しや
以外のフィーチャを任意フィーチャと呼ぶ．またフィーチャ関係 すい再利用資産を開発できると言われている．具体的には，ま
と呼ばれる制約関係を任意のフィーチャ間に表現できる．フィー ず複数のゴールモデルにおいて同一ゴールを特定する．その
11

2. 後，同一ゴールをまとめて一つにし，それ以外のゴールを OR していく．今までに，既存研究で述べられていない結合プロセス
分解で追加することでゴールモデルを結合する． の比較・結合手順を明確化し定型化した．図 4 に結合プロセス
の定型化のイメージを示す．
3.3 既存研究の問題点
レイヤが違う同一ゴールは
両研究共に，組織がゴール指向要求分析を用いてシステムの
要求獲得を行っており，既存システムのゴールモデルが既に存
低い方のレイヤに合わせて結合
在していることが前提となっている．さらに，「3.1 ゴールモデル
からフィーチャモデルの生成」の手法でフィーチャモデルを生成
するためには，ゴールモデルが顧客の要求とシステム開発に関
する専門知識の両方を含んでいる必要がある．実際の現場で
親も子も同一ゴールのときは
はゴール指向要求分析で要求を獲得していないため，そのよう
な既存システムのゴールモデルは存在しない．こういった理由 どちらかを消去
から，顧客の要求とシステム開発に関する専門知識の両方を含
むゴールモデルを作成する方法論が必要である．また，「3.2 子が同一で
共通機能と可変機能の分類」では，提案手法をツールに実装し 親が同一でないときは
ているが，どのようにしてゴールを比較・結合するかという手順が 両方の親のサブゴール
明確に示されていない．さらに，ゴールの名称は作成する人に として結合
よって異なるため，実際には違う名称で同じ内容のゴールがで 図 4 結合プロセスの定型化
きる可能性がある．この手法では，同一ゴールを同一の名称を 具体的には，ゴールモデルを表形式にしたレイヤシートを提案
持つゴールとしているため，そういったゴールを同一ゴールとし し，ゴール名を比較しやすいように書き換えるための規則を定め
て判別できない．これらの理由から，違う名称で同じ内容のゴー た．また，2 つのゴールモデルの最上レイヤから順に比較するこ
ルを同一ゴールとして判別する手法が必要である． とで，共通ゴールと可変ゴールを分類する手順を考案した．さら
に，同一ゴールのレイヤが異なる場合の結合方法や，結合時に
4 提案手法と進捗状態 重複したゴールをミスなく消去する方法を考案した．ゴール数が
前述した問題点を解決するために，現在までに以下の 2 つの 増えると結合プロセスにかかる手間と時間が指数関数的に増加
手法を提案した． するが，プロセスを定型化することでそれらを短縮化できると考
(1)説明書からゴールモデルを作成 える．
(2)結合プロセスの定型化
5 まとめと今後の研究課題
4.1 説明書からゴールモデルを作成 既存システムを再利用し効率よく開発を行うためには，可変性
本研究では，既存システムの取扱説明書やマニュアル(以下 が高くかつ顧客の要求を反映しやすい再利用資産を開発する
説明書)からゴールモデルを作成することで顧客の要求をモデ ことが重要である．そのために，本研究では既存研究の問題点
ル化する．説明書には顧客がシステムを用いて要求を達成でき を解決していくことでより高精度な方法論を提案していく．現在
るような情報が記載されている．また，既存システムの説明書が までに，顧客の要求をゴールモデル上に表現する手法を提案し，
存在する可能性は非常に高いと考えられるため，実用的な手法 ゴールモデルの結合プロセスを定型化した．今後は，システム
だと言える．具体的には，説明書の章番号の段落に基づきゴー 開発に関する知識をゴールモデル上に表現する手法と，違う名
ルモデルのレイヤを定め，その章のタイトルをゴール名とする． 称で同じ内容のゴールを同一ゴールとして判別する手法を提案
図 3 に説明書からゴールモデルを作成するイメージを示す． していく．また本手法は，システムに詳しい現場の技術者が既存
レイヤ 1 はテレビを利用できる システムから再利用資産を開発することを想定している．そのた
レイヤ 1 め手法の評価方法として，製品に詳しい人に独自の手法と本手
レイヤ 2 レイヤ 3
法の両方で開発を行ってもらい，正解率やかかった時間などを
レイヤ 2 計測・比較することを考えている．
レイヤ 3 参考文献
[1]Betty H.C Cheng,Joanne M. Atlee:Research Directions
レイヤ 4 in Requirements Engineering,Future of Software
Engineering,pp.285-303,(2007)
レイヤ 5 [2]Czarnecki,K.,Helsen,S.andEisenecker,U.Formalizing:
レイヤ 4 レイヤ 5
図 3 説明書からゴールモデルを生成 cardinality-based feature models and their
例えば，説明書で「1 テレビを見る」，「1-1 放送の種類を選ぶ」， specialization,Software Process.Improvement and
「1-2 チャンネルを選ぶ」と記述されている場合，「テレビを見る」 Practice,Vol.10,No.1,pp.7-29,(2005)
[3] 山本修一郎,海谷治彦,Karl Cox,Steven Bleistein:ゴール
が親ゴールとなり，「放送の種類を選ぶ」と「チャンネルを選ぶ」
指向要求工学の動向と課題,電子情報通信学会技術研究報
がそのサブゴールとなる．今までに，既存システムとしてテレビ
告.KBSE,知能ソフトウェア工学,106(382),pp.31-36,(2006)
の説明書からゴールモデルを作成している．手間はかかるが，
[4] Yijun Yu,Alexei Lapouchnian,Sotirios Liaskos,John
特に思考を用いない単純なプロセスなので，説明書のレイヤを
Mylopoulos,and Julio C.S.P.Leite:From Goals to
判別することができれば，今後計算機に実装し機械的に処理す High-Variability Software Design,In Proc.17th
ることも可能であると考える． International conference on Foundations of intelligent
systems,(2008)
4.2 結合プロセスの定型化 [5] Uno K,Hayashi S,Saki M:Constructing Feature
既存研究に沿って，作成された複数のゴールモデルを結合す Models using Goal Oriented Analysis. In Proc.9th
ることで，共通ゴールと可変ゴールを分類する．その中で，既存 International conference on Quality Software,
研究の問題点を解決していくことで結合プロセスをより高精度に pp.412-417,(2009)
12