Ein strukturierter Ansatz zur Ableitung methodenspezifischer UML/SysML-Profile am Beispiel des SPES 2020 Requirements Viewpoints

Eine wesentliche Voraussetzung für die industrielle Akzeptanz von wissenschaftlich entwickelten, modellbasierten Entwicklungsmethoden ist, dass die Methode in die Werkzeugund Prozesslandschaft von Industrieunternehmen eingliedert und somit angewendet werden kann, ohne dass methodenspezifische Werkzeuge notwendig sind. Profile erlauben es, UML/SysML für spezielle Entwicklungsmethoden anzupassen, indem Konzepte der Methode in UML/SysML abgebildet werden. Eine Herausforderung bei der Entwicklung von UML/SysMLProfilen besteht u. a. darin, die Profile systematisch und strukturiert abzuleiten, sodass die Konzepte der Methode auf UML/SysML korrekt und vollständig abgebildet werden können. Während in der Literatur Ansätze zur Ableitung domänenspezifischer UML/SysML-Profile existieren, gibt es bisher jedoch keinen Ansatz zur Ableitung methodenspezifischer Profile. Ziel dieses Artikels ist es daher, einen strukturierten Ansatz zur Definition solcher Profile vorzustellen. Zunächst wird dazu die wesentliche Literatur zur strukturierten Definition von domänenspezifischen Profilen untersucht. Anschließend wird ein auf bestehender Literatur basierender Ansatz vorgestellt und anhand des SPES 2020 Requirements Viewpoints illustriert. Durch diesen Ansatz wird eine Grundlage für die Anwendbarkeit einer modellbasierten Entwicklungsmethode insofern geschaffen, als dass die Konzepte der Methode auf UML/SysML abgebildet werden können und die Entwicklungsmethode mit im spezifischen Industriekontext bereits vorhandenen UML-Modellierungswerkzeugen angewendet werden kann. 1 Einführung und Motivation Eine Möglichkeit, die Herausforderungen bei der Entwicklung heutiger softwareintensiver eingebetteter Systeme zu adressieren, ist die Verwendung von modellbasierten Entwicklungsansätzen, wie z. B. [BD+12]. Allerdings haben verschiedene Studien zum Stand der Praxis modellbasierter Entwicklung (z. B. [LPR93]) gezeigt, dass modellbasierte Entwicklungsansätze nur zögerlich in der Industrie eingeführt werden, u. a. auf Grund von fehlenden Nutzensnachweisen im industriellen Kontext [STP12]. Eine wesentliche Voraussetzung für solche Industriestudien ist jedoch, dass die Ansätze im industriellen Kontext anwendbar sind, u. a. durch flexible Integration der Entwicklungsansätze in die bestehende Werkzeugketten [GLT03], Wiederverwendung bestehender Werkzeuge sowie durch den Einsatz gängiger Modellierungssprachen [DG+06], wie beispielsweise UML und SysML. Durch den Einsatz von UML/SysML-Profilen können diese Voraussetzung geschaffen werden [FV04]. Da Profile konzeptueller Natur und somit werkzeugunspezifisch sind, können sie in der Regel für spezifische Werkzeuge implementiert und in die bestehende Werkzeugund Prozessketten eingegliedert werden (vgl. Abbildung 1). Dadurch entfällt die Notwendigkeit Werkzeugund Prozessketten durch einbeziehen von methodenspezifischen, neuen Modellierungswerkzeugen anzupassen und Entwickler im Umgang mit zusätzlichen Werkzeugen zu schulen. Abbildung 1: Werkzeugunterstützung durch UML/SysML-Profile Profile werden typischerweise zur Abbildung von Konzepten spezifischer Anwendungsdomänen, wie z. B. Automatisierungstechnik auf das UML-Metamodell verwendet. Durch Profile kann UML/SysML erweitert werden, indem fehlende Konzepte, d. h. Typen oder Klassen mit besonderen semantischen Eigenschaften, die über die der UML eigenen Typen hinausgehen, hinzugefügt werden. Zur Erstellung von UML/SysML-Profile bedarf es jedoch systematischen Vorgehensweisen, da andernfalls die Gefahr besteht, dass im Hinblick auf den werkzeugtechnisch zu unterstützenden Entwicklungsansatz unvollständige oder inkorrekte Profile gebildet werden und somit u. a. die Integration des Entwicklungsansatzes in bestehende Werkzeuge beeinträchtigt wird. Während die Literatur einige Ansätze zur Ableitung domänenspezifischer Profile vorschlägt, existiert allerdings kein Ansatz zur systematischen Ableitung methodenspezifischer Profile. In diesem Beitrag wird solch ein Ansatz vorgestellt. In Abschnitt 2 werden zunächst der Stand der Wissenschaft zur Erstellung von UML/SysML-Profilen zusammenfassend diskutiert und die notwendigen Qualitätseigenschaften für methodenspezifische Profile expliziert. In Abschnitt 3 wird anschließend ein Ansatz vorgestellt, der es gestattet, auf systematische Art und Weise Profile für Modellierungsmethoden zu erstellen, die diese Qualitäten aufweisen. Abschnitt 4 illustriert die Anwendung des Ansatzes anhand eines konkreten Beispiels. Entwicklungsprozess Profil