A framework for modeling and improving agile requirements engineering.

Abstract

Context. Companies adopt hybrid development models consisting of an integration of agile methodologies and Human-Centered Design (HCD) with the aim to increase value delivery as well as to reduce time to market. This has an impact on how Requirements Engineering (RE) is carried out in an agile environment. To this end, people apply different kind of agile techniques like artifacts, meetings, methods, and roles. In this context, companies often struggle with improving their value chain in a systematic manner, since guidelines for choosing an appropriate set of agile techniques are missing. Objective. The vision of this PhD thesis is to build a framework for modeling agile RE. Organizations benefit from implementing this framework by increasing their value delivery (organization external) and improving the collaboration (organizational intern). Method. We followed an inductive research approach, where we used the learnings from several studies to create the framework. In the beginning, we carried out a Systematic Literature Review (SLR) to analyze the state of the art of agile RE with focus on user and stakeholder involvement. Subsequent, we created the agile RE metamodel, which evolved iteratively along the consecutively studies. Based on the metamodel, we defined an profile that can be used to create domain specific models according to the organizational environment. Moreover, we conducted a Delphi study in order to identify the most important problems industry has to face today in terms of agile RE. The results were used as input for a systematic pattern mining process, which was utilized in order to create agile RE patterns. Results. The framework for modeling agile RE consists of three main components: i) agile RE metamodel, which can be used to analyze the organizational environment in terms of value delivery ii) catalogue of agile RE problems, which allows to detect recurring problems in terms of agile RE iii) catalogue of agile RE patterns, which allows to solve the detected problems. The agile RE metamodel comes with a profile, which can be used to deviate domain specific models. In addition, we created tool support for the framework by means of a web application (agileRE.org), which allows us to share the knowledge and best practices for agile RE. Furthermore, we proved how the framework can be applied in industry by means of case studies in Germany and in Spain. Conclusion. The framework for modeling agile RE empowers companies to improve their organizational environments in terms of value delivery and collaboration. Companies can use the framework for improving their value chain in a systematic manner. In particular, it gives guidance for choosing appropriate agile techniques, which fit to the changing needs of the organizational environment. In addition, we can state that the framework is applicable on an international level.

Contexto. Con el objetivo de incrementar la potencialidad de sus desarrollos y de reducir el tiempo de puesta en el mercado, las empresas adoptan modelos de desarrollo híbridos que integran metodologías ágiles y diseño centrado en el usuario (DCU). El tratamiento de los requisitos de software en entornos ágiles es algo que impacta de manera directa en la consecución de estos objetivos. Por ello, los equipos aplican diferentes técnicas de tratamiento de requisitos como los artefactos, reuniones, métodos de trabajos grupales o el tratamiento efectivo de roles. Sin embargo, las empresas a menudo se encuentran con dificultades para elegir las mejores técnicas a aplicar en su contexto y hay una carencia de guías de soporte. Objetivo. La visión de esta tesis doctoral es construir un framework para trabajar de manera efectiva con requisitos ágiles. La idea esencial es que las organizaciones y empresas puedan usar el framework para mejorar tanto su cadena de valor (visión externa) como para mejorar sus procesos de desarrollo (visión interna). Método. Para el desarrollo del trabajo se ha usado una metodología de investigación inductiva, usando diferentes métodos de trabajo. Inicialmente, se ha llevado a cabo un estudio sistemático de la literatura (SLR) que nos permite evaluar el estado del arte en el tratamiento de requisitos ágiles pero centrado en cómo se trabaja con la involucración de los diferentes stakeholders en el proceso. Hemos continuado aplicando la ingeniería guiada por modelos desarrollando un metamodelo para trabajar con los requisitos ágiles y un profile que permite definir un lenguaje específico de dominio para el uso del metamodelo en entornos concretos. Este trabajo se ha enriquecido con la aplicación de un estudio usando Delphi para identificar los problemas más importantes que la industria se encuentra a la hora de trabajar con ingeniería de requisitos en entornos agiles. Finalmente, con los resultados hemos conseguido desarrollar un conjunto de patrones para la creación de requisitos ágiles. Resultados. El framework para modelar requisitos ágiles tiene tres componentes principales: i) Metamodelo para trabajar con requisitos ágiles que servirá para analizar el entorno de la organización. ii) un catálogo de posibles problemas que se encuentran en entornos agiles y iii) un catálogo de patrones de requisitos ágiles que resuelven los problemas detectados. El metamodelo para el trabajo con requisitos ágiles viene acompañado de un lenguaje específico de dominio, basado en un perfil. Y, además, se ha creado una aplicación web (agileRE.org) que ayuda a poner en común el conocimiento. Por último, el framework ha sido aplicado con éxito en entornos empresariales españoles y alemanes. Conclusión. El framework para modelar requisitos ágiles ayuda a las compañías a mejorar sus entornos organizaciones in términos de costes de desarrollo y aspectos colaborativos. Las empresas pueden usar el framework para mejorar su cadena de valor de una manera sistemática. En particular, da una guía para elegir técnicas apropiadas en el tratamiento de requisitos ágiles, pudiendo adaptarse al a realidad del entorno concreto de trabajo.