Identifikation und Absicherung kritischer Informations- und Synchronisationsbereiche in Entwicklungsprozessen durch Quality Gates
Final Report Abstract
Das Ergebnis der Forschung ist ein Vorgehen, welches eine optimierte Planung und Platzierung von Quality Gates in Entwicklungsprozessen erlaubt sowie die Unterstützung dieser Systematik durch ein hierfür konzipiertes Software-Tool. Die entscheidenden Fortschritte bezogen auf den Stand der Wissenschaft zum Zeitpunkt der Antragstellung werden im Folgenden erläutert. Im Rahmen des Projektes wurde ein Vorgehensmodell für die optimierte Platzierung von Quality Gates entwickelt. Das entwickelte Vorgehensmodell ermöglicht ein konsistentes Vorgehen für die Implementierung von Quality Gates in Projekten. Es bietet insbesondere Hilfsmittel für die Erkennung kritischer Informationsbereiche und die Auswirkung auf die Platzierung von Quality Gates. Grundsätzlich neu ist die Schaffung der Möglichkeit, Quality Gates nicht allein auf Basis eines Referenzprozesses zu positionieren, sondern vielmehr regelbasiert unter Berücksichtigung der Informationsflüsse und Abhängigkeiten. Dieses Vorgehen basiert auf der Modellierung von Prozessen mittels einer aus der UML abgeleiteten Prozessmodellierung sowie der Erweiterung um Modellierungstools wie der Prozessstrukturmatrix und Kenngrößen. Auf der Basis existierender Ansätze zur Geschäftsprozessmodellierung mit der UML ist eine Anpassung von UML-Aktivitätendiagrammen entsprechend den Forderungen seitens der Integration der Quality Gates Systematik erfolgt. Hierzu wurde ein Set von Kenngrößen entwickelt und in die Modellierung integriert, um Prozesse und Informationsflüsse problemstellungsgerecht beschreiben und bewerten zu können. Hinsichtlich der Ermittlung kritischer Pfade ist aufbauend auf diesem Modellierungsverfahren ein Methodenset zur Erkennung kritischer Prozesspfade unter Berücksichtigung von Informations- und Synchronisationsbereichen erarbeitet worden. Dieses Methodenset umfasst z.B. die Prozess Struktur Matrix (PSM) sowie die Informationsauswirkungsmatrix, welche für den Zweck der Bewertung der Auswirkung von Informationen auf die Zielerreichung im Rahmen des Projekts gestaltet wurde. Die Ermittlung kritischer Pfade erfolgt unter Verwendung dieser Methoden und der in der Modellierung hinterlegten prozessbezogenen Kenngrößen sowie ihrer Verknüpfung mittels Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechung. Wesentliche Synergien bietet das entwickelte Vorgehen im Hinblick auf die Nutzung der Prozessgestaltung im Einklang mit Tätigkeiten der Projektplanung. Hierzu wurde eine softwaretechnische Unterstützung konzipiert und implementiert, welche die wesentlichen Analyseschritte unterstützt. Kern dessen ist die Unterstützung bei der Visualisierung sowie der Berechnung der im Modell hinterlegten Kenngrößen. Die softwaretechnische Unterstützung besteht aus drei Komponenten. Die erste Komponente ist eine intuitiv bedienbare Modellierungsschablone und wurde in MS-Visio realisiert. Mittels dieser Schablone können Aktivitätendiagramme einfach graphisch modelliert und Kennwerte den Aktivitäten und Informationsflüsse zugeordnet werden. Ergänzt wird sie um eine Vorlage zur Nutzung der Informationsauswirkungsmatrix, mit welcher die Auswirkung von gestörten Informationsflüssen auf die Zielerreichung ermittelt wird. Diese Vorlage ist in MS-Excel gestaltet. Die zweite Komponente stellt ein in Php und HTML implementiertes Tool dar. Dieses Tool fokussiert die analytischen Funktionalitäten und kann per Internetbrowser bedient werden. Die Modellierung innerhalb dieses Tools erfolgt in Matrixdarstellung, der Logik der Prozessstrukturmatrix folgend. Das Tool ist so gestaltet, dass es von mehreren Anwendern und für verschiedene Projekte genutzt werden kann. Kern ist die Auswertung der Informationsfluss-bezogenen Kennwerte und die Identifikation kritischer Bereiche. Der entwickelte Algorithmus zur Berechnung der kumulierten Kennwerte, welche der Identifikation kritischer Punkte dient, stützt sich hierbei auf die Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung und das Boolsche Modell. Sind potentiell kritische Bereich identifiziert, kann die Auswirkung der Positionierung eines Quality Gates auf die Kenngrößen Nacharbeit durch Änderungen sowie Nacharbeit durch Fehler berechnet und mit dem erwarteten Aufwand eines Quality Gate abgewogen werden. Damit das Tool in die Tätigkeiten der Projektplanung einbezogen werden kann, wurde eine CSV-Schnittstelle gestaltet welche den Import von Projektplänen z.B. aus MS-Project oder R-Plan erlaubt, um den Eingabeaufwand zu reduzieren. Die Anwendungsfelder des Vorgehensmodells liegen insbesondere in der Industrie, der so eine optimierte Absicherung von Entwicklungsprozessen mit Hilfe von Quality Gates eröffnet wird. So wird es dem Anwender zukünftig ermöglicht, während der Projektplanung durch Gestaltung der durchzuführenden Aktivitäten und ihrer Informationsflüsse gleichzeitig verbesserte Absicherungsstrategien abzuleiten. Für die anwendenden Unternehmen ergibt sich neben einer transparenten und effizienten Gestaltung der Quality Gates Systematik auch die Möglichkeit, Erfahrungen aus Projekten systematisch in die Gestaltung neuer Projekte mit Hilfe des Aufbaus eines Regelwerks einzubinden. Ebenfalls Entwicklungspotential besteht in der Verfeinerung der Kenngrößen und Verfahrensweisen zur Beschreibung der kritischen Pfade. Hier erscheint aber eine Fokussierung auf geeignete Betrachtungsfelder notwendig, da eine Verfeinerung zwangsläufig mit einer Spezialisierung auf bestimmte Eigenschaften oder Spezifika einzelner Branchen bzw. Firmen einhergehen würden. Forschungsseitig besteht Potential die Ergebnisse des Projekts mit der Forschung im Bereich der gezielten Nutzung von Felddaten zu verknüpfen. Mit Hilfe von Felddaten können bspw. zum einen Metriken der Quality Gates validiert werden, zum anderen felddatenbasierte Regeln hinsichtlich kritischer Projektaktivitäten abgeleitet werden. Solche Vorgehensweisen oder Ansätze bestehen bislang nicht und böten nach den Erfahrungen aus der Bearbeitung des Forschungsprojektes großes Forschungs- und Anwendungspotential.
Publications
- Improving Product Development with Information Flow Oriented Quality Gates. 5th International Working Conference Total Quality Management - Advanced and Intelligent Approaches
- Entwicklungsprozesse mit Quality Gates im Griff - Fokus auf kritische Schnittstellen. In: Qualität und Zuverlässigkeit 53 (2008), 6, ISSN 0720-1214, S. 71 - 73
Schmitt, R.; Hammers, C.
- Governing the Process Chain of Product Development with an enhanced Quality Gate Approach. Design Synthesis - CIRP Design Conference 2008
- Governing the process chain of product development with an enhanced Quality Gate approach. In: CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 1. Jg., 2009, Nr. 3, S. 206-211
Hammers, C.; Schmitt, R.
- Improving the product development process with information flow oriented quality gates. In: International Journal of Total Quality Management & Excellence 37 (2009), 3, S. 221-229
Schmitt, R.; Hammers, C.
