Generalized Software Reliability Model Considering Uncertainty and Dynamics: Theoretical Foundations and Empirical Applications

(邦訳:不確実性と時間変化を考慮した一般化ソフトウェア信頼性モデル:
理論的基礎と実証的応用)
 
本田 澄
早稲田大学グローバルエデュケーションセンター 助教

[背景]ソフトウェアの開発期間の見積もりや工数の予測
[問題]経験や勘といった属人的要素をもって判断材料
[貢献]不確実性と時間変化を考慮した新たなモデルの提案


 ソフトウェアの開発期間の見積もりや工数の予測については,経験や勘といった属人的要素をもって判断材料とすることがほとんどであり,開発の終了をどのようにして決定していいかどうか,明確な基準がない.そうした中で,あとどれだけの欠陥があるかを予測し開発期間の見積もりや工数を予測する方法の一つとして,ソフトウェア信頼性モデルが提案されている.ソフトウェア信頼性モデルとは,発見された欠陥の数と発見時間の関係を解析するモデルである.しかし,ソフトウェアを開発する際にはさまざまな不確実な要因が存在することが知られており,その不確実な要因を制御することが求められている.また,開発者数の変動といった時間変化についても考慮が必要とされる.既存のソフトウェア信頼性モデルでは予測欠陥数が実際の欠陥数と著しく異なることがある.このような不確実な要因と時間変化を取り扱うソフトウェア信頼性モデルは現状提案されておらず,既存のソフトウェア信頼性モデルを用いた際に予測数が実際の欠陥数と著しく異なることの一つの原因と考えられる.

 本研究では,上述の問題を解決するために,不確実性と時間変化を考慮した新たなソフトウェア信頼性モデルとして,一般化ソフトウェア信頼性モデル(GSRM)を提案している.既存のソフトウェア信頼性モデルでは取り扱えない不確実性と時間変化について,既存のソフトウェア信頼性モデルに確率変数と時間依存の変数を追加することで拡張している.そして,不確実性の影響について3種類の状況と,時間変化について3種類の状況を考え,それらを組み合わせた9種類の状況を取り扱い,シミュレーションと実際の欠陥に関するデータを利用して評価し,有用性を確認している.

 また,信頼性予測と意思決定の支援の観点から実開発においてGSRMを応用する複数の具体的な方法を提案し,その有用性を実証している.具体的には,企業における開発やオープンソースソフトウェアの開発の際に発見される欠陥数と発見時間を用いて,ソフトウェアのリリース時期を予測する方法を提案している.また,欠陥数の予測をソフトウェア開発期間中に逐次的に行い,予測欠陥数と発見された欠陥数との乖離をモニタリングすることで,開発の状況を分析し予期せぬ状況が発生しているかどうかを分析する方法を提案している.加えて,複数のプロジェクトの過去のソフトウェア開発の際に得られた欠陥データを利用し,開発状況を比較する方法を提案している.


 
 
 (2017年5月31日受付)
取得年月日:2017年2月
学位種別:博士(工学)
大学:早稲田大学



推薦文
:(ソフトウェア工学研究会)


本研究では,ソフトウェア信頼性モデルの適用上の問題点を解決するために,不確実性と時間変化に注目し,新たなモデルを理論的に構築した上で,実用性のある応用方法を提案している.さまざまな企業での実適用を通じて有効性を検証し,国際論文誌や多くの国際会議で採択されるなど,研究会推薦博士論文にふさわしいと判断する.


著者からの一言


本研究は,指導教員である鷲崎弘宜教授を始め,上田和紀教授,岡村寛之准教授,深澤良彰教授,またさまざまな企業の方やさまざまな先生方によるご指導ご鞭撻をいただきまして実施できました.この場を借りて改めて御礼を申し上げます.今後は世の中のソフトウェア開発者を支援できるようなシステムや技術開発に取り組み,研究活動に取り組んでいきたいと思います.