Lightweight open-source tool support for requirements management : addressing major shortcomings of typically used ReqM tools, development of a prototype and evaluation with experienced users

Abstract

Requirements Engineering (RE) beschäftigt sich mit der Ermittlung, Analyse, Dokumentation und Verwaltung von Anforderungen (Requirements) und ist ein wichtiger Erfolgsfaktor für Softwareprojekte.<br />Projektleiter und Anforderungs-Manager benötigen Toolunterstützung für Requirements Management (ReqM), um Zusammenarbeit an Anforderungen zu ermöglichen und Änderungen zu verfolgen, besonders in verteilten Projekten oder solchen mit vielen Anforderungen.<br />Kommerzielle Werkzeuge haben (1) hohe Lizenz- und Trainingskosten, ihre Benutzung ist (2) kompliziert und schwer zu erlernen, und sie verfügen über (3) unzureichende Integration mit anderen Werkzeugen und sind nur eingeschränkt erweiterbar. Die meisten Open-Source-Werkzeuge unterliegen nicht diesen Einschränkungen und wurden aus diesem Grund in den letzten Jahren immer beliebter (z. B. Subversion, Bugzilla). Allerdings werden die meisten dieser Open-Source ReqM-Lösungen nicht mehr weiterentwickelt bzw. ist die Qualität der Software für den Produktiveinsatz nicht ausreichend. Weiters weisen die meisten ReqM-Tools die folgenden Mängel auf: (1) Eingeschränkte Versionierung ohne Reverting, Branching oder Baselining, (2) unzureichende Unterstützung von Traceability ohne benutzerdefinierte Beziehungstypen, (3) stark eingeschränkte Integration mit anderen Werkzeugen (z. B. Configuration Management-, Test Management-, Defect Tracking-Werkzeuge).<br />Zur Behebung dieser Mängel entwickle ich die Open-Source ReqM Erweiterung TreqPro für die Plattform Trac, welche (1) erweiterte Versionierungs-Funktionalität, (2) flexible Unterstützung für Traceability, (3) gute Integration mit anderen Werkzeugen sowie (4) hohe Erweiterbarkeit bietet.<br />Zur Evaluierung des Prototypen nahmen 8 ReqM-Experten bei Siemens Österreich an einer Usability-Pilotstudie teil, in welcher ich TreqPro den bei Siemens Österreich üblicherweise verwendeten Werkzeugen Requisite Pro und Trac gegenüberstellte, wobei (a) Zufriedenheit der Benutzer, (b) Ausführungszeit sowie (c) die Vollständigkeit im Rahmen der Ausführung von 9 Standard-Anwendungsfällen untersucht wurden.<br />Darüber hinaus habe ich in einem umfangreichen Anforderungskatalog für ReqM-Werkzeuge als Grundlage für die Entwicklung des Prototypen Information aus Experteninterviews, einer Web-Umfrage sowie bisherigen Arbeiten zusammengeführt.<br />In der Pilotstudie wies der Prototyp im Vergleich zu existierenden Werkzeugen signifikante Verbesserungen in allen 3 gemessenen Parametern (a), (b) und (c) auf: Die Zufriedenheit konnte um 40 % im Vergleich zu Trac und um 61 % im Vergleich zu Requisite Pro verbessert warden. Die Ausführungszeit konnte um 34 % im Vergleich zu Trac und um 39 % im Vergleich zu Requisite Pro verbessert werden. Die Vollständigkeit konnte um 87 % im Vergleich zu Trac und um 74 % im Vergleich zu Requisite Pro verbessert werden. Die Teilnehmer gaben für die Weiterentwicklung des Prototypen wertvolles Feedback.<br />

Requirements Engineering (RE) deals with elicitation, analysis, documentation and management of requirements. It is a crucial success factor in software development projects. Project Managers and Requirements Engineers need tool support for Requirements Management (ReqM) to enable collaboration on requirements and to keep track of requirements changes, especially in projects that are distributed or have many requirements.<br />Commercial tools typically have (1) (high) license and training costs, their use is (2) sophisticated and hard to learn; they offer (3) limited integration with other tools and (4) limited extensibility. Most open-source tools are not subject to these limitations and have therefore become increasingly popular in the past few years (e. g.<br />Subversion, Bugzilla). However, the few existing open-source ReqM solutions suffer from poor state of development and lack of quality.<br />Furthermore, most of the existing ReqM tools have the following shortcomings: (1) Limited versioning without reverting, branching or baselining, (2) inadequate traceability support without user-defined trace types, (3) strongly limited integration with other tools (e. g.<br />configuration and test management, defect tracking).<br />In order to address these issues, I have developed the open-source ReqM plug-in TreqPro for the collaboration platform Trac. TreqPro provides (1) extended versioning functionality, (2) flexible traceability support, (3) good integration with other tools, and (4) high extensibility. For evaluating the TreqPro prototype, 8 ReqM experts at Siemens Austria participated in a usability pilot study in which I compared the prototype with the Siemens Austria standard tool Requisite Pro and the open-source tool Trac considering (a) user satisfaction, (b) execution time and (c) completeness for 9 standard use cases. Furthermore, I have created a comprehensive ReqM tool feature catalog as a basis for the prototype development from expert interviews, a web survey and existing work.<br />In the pilot study, the prototype displayed considerable improvements in all 3 measured parameters (a), (b), and (c) compared to existing tools.<br />Satisfaction could be improved by 40 % compared to Trac and by 61 % compared to Requisite Pro. Execution time could be improved by 34 % compared to Trac and 39 % compared to Requisite Pro. Completeness could be improved by 87 % compared to Trac and 74 % compared to Requisite Pro.<br />Furthermore, the participants gave valuable qualitative feedback on the prototype.