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Software-Produktlinien roduktentwicklung aufgrund von Produktlinien wird in der Automobilindustrie schon länger praktiziert. Ein Beispiel ist die ...

Art: Skripte

2021/2022

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WISU-KOMPAKT
WISU 12/04
1492
Software-Produktlinien
roduktentwicklung aufgrund von Produktlinien wird
in der Automobilindustrie schon länger praktiziert.
Ein Beispiel ist die Plattformstrategie von Volkswagen,
bei der einzelne Komponenten, etwa Motoren oder Fahr-
werke, in verschiedenen Modellen der Konzernmarken,
beispielsweise im VW Golf oder im Audi A3, verwandt
werden. Während der Einsatz von Komponenten in der
Software-Entwicklung bereits etabliert ist (vgl. Szyper-
ski 1997, S.34), ist die Ausrichtung der Software-Ent-
wicklung auf Produktlinien hingegen ein relativ neuer
Ansatz.
Definition
Aus der Sicht der Software-Entwicklung liegt die Be-
sonderheit von Software-Produktlinien darin, dass ver-
schiedene Produkte einer Domäne (also eines Problem-
bzw. Anwendungsbereichs, etwa Betriebssysteme für
Mobiltelefone oder Software zur Unterstützung des Ver-
triebsaußendiensts) als Familie und nicht mehr als ein-
zelne Produkte betrachtet werden. So werden Software-
Produktlinien vom Software Engineering Institute als
„set of software-intensive systems sharing a common,
managed set of features that satisfy the specific needs
of a particular market segment or mission and that are
developed from a common set of core assets in a
prescribed way“ definiert (Clement/Northrop 2002, S. 5).
Streng genommen muss zwischen Produktlinie und Pro-
duktfamilie unterschieden werden. Der Begriff Produkt-
linie stammt aus dem Marketing und bezeichnet eine
Gruppe von Produkten, die einen bestimmten Markt ab-
decken und sich dabei aus Sicht des Kunden in be-
stimmten Merkmalen unterscheiden. Der Begriff Pro-
duktfamilie bezieht sich hingegen auf den inneren Auf-
bau der Produkte und wird dann verwandt, wenn die ein-
zelnen Produkte aus einer gemeinsamen Gruppe von
Bauteilen konfiguriert werden (vgl. Czarnecki/Eisen-
ecker 2000, S.36). Für Software hat sich allerdings der
Begriff Software-Produktlinie durchgesetzt. Er bezieht
sich in der Regel sowohl auf die Marketingsicht als auch
auf den inneren Aufbau der Produkte (vgl. auch die obige
Definition).
Produktlinienarchitektur
Bestandteile einer Software-Produktlinie sind die Pro-
duktlinienarchitektur und die einzelnen Produkte, die zur
Produktlinie gehören. Dabei beschreibt die Produktlini-
enarchitektur die einzelnen Produkte, deren gemeinsa-
me Komponenten und — zumindest in Umrissen — die
Unterschiede zwischen den Produkten der Familie (vgl.
Bosch 2000, S.11). Die Unterschiede werden als Vari-
abilität bezeichnet und drücken sich darin aus, dass
verschiedene Produkte einer Software-Produktlinie un-
terschiedliche Anforderungen erfüllen und daher unter-
schiedliche Komponenten (oder dieselben Komponen-
ten anders konfiguriert) verwenden.
Das Konzept der Software-Produktlinien unterstützt die
Wiederverwendung von Komponenten: Die gemein-
same Produktlinienarchitektur ist explizit auf Wiederver-
wendung ausgelegt, die einzelne Komponente muss vor
ihrem Einsatz nicht noch auf ihre Eignung untersucht
werden (vgl. Bosch 2000, S. 161 ff.). Dies ist gleichzeitig
der wichtigste Unterschied zu anderen Konzepten der
Wiederverwendung von Programmteilen oder Kompo-
nenten: Die Mehrfachverwendung ist bereits im Vor-
aus geplant. Zusätzlich sollen nicht nur die Komponen-
ten, sondern auch alle anderen Artefakte der Software-
erstellung, wie UML-Diagramme oder Testfälle, wieder
verwendet werden. Durch die schon bei der Planung an-
gestrebte häufige Wiederverwendbarkeit verspricht man
sich, in Zukunft schnell, kostengünstig und mit hoher
Qualität Produkte (also Systeme) entwickeln zu können.
Sowohl Time-to-Market als auch Wartungsaufwand re-
duzieren sich und die Kundenzufriedenheit steigt, da die
Software qualitativ hochwertiger, schneller und kunden-
individueller erstellt werden kann (vgl. Böllert 2002).
Produktlinien-Entwicklungsprozess
Es gibt verschiedene Modelle, wie ein Produktlinien-Ent-
wicklungsprozess gestaltet werden kann. Allen gemein-
sam ist, dass es analog zur Struktur einer Produktlinie
geschieht, die aus der Produktlinienarchitektur und den
Mitgliedern der Produktlinie besteht. Im Produktlinien-
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P
Scoping
Implementierung
(Core Assets)
ArchitekturDomänenanalyse
Produktlinien-Infrastruktur/Plattform
Systemanalyse Systementwurf System-
Implementierung TestenNeue
Anforderungen
Informationen über
bestehende Systeme
Domain Engineering
Application Engineering
Neue
Systeme
Testen
Abb.: Der Software-Produktlinien-Entwicklungsprozess (in Anlehnung an Muthig 2003)
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WISU 12/

Software-Produktlinien

roduktentwicklung aufgrund von Produktlinien wird in der Automobilindustrie schon länger praktiziert. Ein Beispiel ist die Plattformstrategie von Volkswagen, bei der einzelne Komponenten, etwa Motoren oder Fahr- werke, in verschiedenen Modellen der Konzernmarken, beispielsweise im VW Golf oder im Audi A3, verwandt werden. Während der Einsatz von Komponenten in der Software-Entwicklung bereits etabliert ist (vgl. Szyper- ski 1997, S. 34), ist die Ausrichtung der Software-Ent- wicklung auf Produktlinien hingegen ein relativ neuer Ansatz.

Definition Aus der Sicht der Software-Entwicklung liegt die Be- sonderheit von Software-Produktlinien darin, dass ver- schiedene Produkte einer Domäne (also eines Problem- bzw. Anwendungsbereichs, etwa Betriebssysteme für Mobiltelefone oder Software zur Unterstützung des Ver- triebsaußendiensts) als Familie und nicht mehr als ein- zelne Produkte betrachtet werden. So werden Software- Produktlinien vom Software Engineering Institute als „set of software-intensive systems sharing a common, managed set of features that satisfy the specific needs of a particular market segment or mission and that are developed from a common set of core assets in a prescribed way“ definiert (Clement/Northrop 2002, S. 5). Streng genommen muss zwischen Produktlinie und Pro- duktfamilie unterschieden werden. Der Begriff Produkt- linie stammt aus dem Marketing und bezeichnet eine Gruppe von Produkten, die einen bestimmten Markt ab- decken und sich dabei aus Sicht des Kunden in be- stimmten Merkmalen unterscheiden. Der Begriff Pro- duktfamilie bezieht sich hingegen auf den inneren Auf- bau der Produkte und wird dann verwandt, wenn die ein- zelnen Produkte aus einer gemeinsamen Gruppe von Bauteilen konfiguriert werden (vgl. Czarnecki/Eisen- ecker 2000, S. 36). Für Software hat sich allerdings der Begriff Software-Produktlinie durchgesetzt. Er bezieht sich in der Regel sowohl auf die Marketingsicht als auch auf den inneren Aufbau der Produkte (vgl. auch die obige Definition).

Produktlinienarchitektur Bestandteile einer Software-Produktlinie sind die Pro- duktlinienarchitektur und die einzelnen Produkte, die zur Produktlinie gehören. Dabei beschreibt die Produktlini- enarchitektur die einzelnen Produkte, deren gemeinsa- me Komponenten und — zumindest in Umrissen — die Unterschiede zwischen den Produkten der Familie (vgl. Bosch 2000, S. 11). Die Unterschiede werden als Vari- abilität bezeichnet und drücken sich darin aus, dass verschiedene Produkte einer Software-Produktlinie un- terschiedliche Anforderungen erfüllen und daher unter- schiedliche Komponenten (oder dieselben Komponen- ten anders konfiguriert) verwenden.

Das Konzept der Software-Produktlinien unterstützt die Wiederverwendung von Komponenten : Die gemein- same Produktlinienarchitektur ist explizit auf Wiederver- wendung ausgelegt, die einzelne Komponente muss vor ihrem Einsatz nicht noch auf ihre Eignung untersucht werden (vgl. Bosch 2000, S. 161 ff.). Dies ist gleichzeitig der wichtigste Unterschied zu anderen Konzepten der Wiederverwendung von Programmteilen oder Kompo- nenten: Die Mehrfachverwendung ist bereits im Vor- aus geplant. Zusätzlich sollen nicht nur die Komponen- ten, sondern auch alle anderen Artefakte der Software- erstellung, wie UML-Diagramme oder Testfälle, wieder verwendet werden. Durch die schon bei der Planung an- gestrebte häufige Wiederverwendbarkeit verspricht man sich, in Zukunft schnell, kostengünstig und mit hoher Qualität Produkte (also Systeme) entwickeln zu können. Sowohl Time-to-Market als auch Wartungsaufwand re- duzieren sich und die Kundenzufriedenheit steigt, da die Software qualitativ hochwertiger, schneller und kunden- individueller erstellt werden kann (vgl. Böllert 2002).

Produktlinien-Entwicklungsprozess

Es gibt verschiedene Modelle, wie ein Produktlinien-Ent- wicklungsprozess gestaltet werden kann. Allen gemein- sam ist, dass es analog zur Struktur einer Produktlinie geschieht, die aus der Produktlinienarchitektur und den Mitgliedern der Produktlinie besteht. Im Produktlinien-

BASISWISSEN WIRTSCHAFTSINFORMATIK

P

Scoping

Implementierung Domänenanalyse Architektur (Core Assets)

Produktlinien-Infrastruktur/Plattform

Neue Systemanalyse Systementwurf (^) ImplementierungSystem- Testen Anforderungen

Informationen über bestehende Systeme

Domain Engineering

Application Engineering

Neue Systeme

Testen

Abb.: Der Software-Produktlinien-Entwicklungsprozess (in Anlehnung an Muthig 2003)

WISU 12/

Entwicklungsprozess müssen folglich die Produktlinien- architektur und die Mitglieder der Produktlinie gestaltet werden. Dabei wird der Entwicklungsprozess der Pro- duktlinienarchitektur als Domain Engineering und der Entwicklungsprozess der Produktlinienmitglieder als Application Engineering bezeichnet. Die Abbildung zeigt den Gesamtprozess. Da die Komponenten in un- terschiedlichen Kombinationen eingesetzt werden sol- len, sind die Qualitätsanforderungen an die einzelnen Komponenten sehr hoch. Daher sind Tests besonders wichtig und als Teil der Schritte Implementierung (Core Assets) und Systemimplementierung in der Abbildung hervorgehoben.

Dem Domain Engineering und Application Engineering sind eine grobe Wirtschaftlichkeitsanalyse und das so genannte Scoping (vgl. Bosch 2000, S. 192ff.) vorge- schaltet. Die Verwendung der Produktlinie bzw. ihrer Produkte wird dabei in drei Teilschritten geplant: Pro- duct Portfolio Scoping, Domain Scoping und Asset Sco- ping (vgl. Böckle et al. 2004, S. 44). Ein wichtiger Teil- aspekt ist die Unterscheidung in gemeinsame Anforde- rungen und variable Anforderungen. Variable Anforde-

rungen werden nicht an alle Produkte einer Produktlinie im gleichen Ausmaß gestellt. So sind alle Anforderun- gen, die von der verwandten Hardware-Plattform abhän- gen, variable Anforderungen. Bei Unternehmenssoftwa- re wäre hier die Benutzeroberfläche zu nennen, falls man wahlweise mit einem Windowsclient, Webbrowser oder über ein UMTS-Handy auf das System zugreifen kann. Zudem ist die Planung der Evolution der Produktlinie ein wichtiges Merkmal des Konzepts der Software-Produkt- linie. So kann der Zugriff über UMTS anfangs nur in hö- herpreisigen Produkten realisiert werden oder die Mög- lichkeit, später Sprach-Interfaces für Unternehmens- software zu integrieren, explizit vorgesehen werden.

Domain Engineering

Das Domain Engineering besteht aus den Schritten Do- mänenanalyse, Architekturentwurf und Domänenimple- mentierung. Während der Domänenanalyse wird die beim Scoping begonnene Analyse des Einsatzbereichs der Produktlinie (der Domäne) fortgesetzt und weiter de- tailliert, also eine Anforderungsanalyse für die gesamte Produktlinie durchgeführt. Dabei werden Gemeinsam-

Hier werden ökonomische Modelle erläutert und Aufgaben gestellt. Die ausführlichen Lösungen finden sich im WISU-Abonnentenbereich im In- ternet (www.wisu.de). Dort können auch interak- tiv Veränderungen der Parameter vorgenommen und ihre Auswirkungen auf das Ergebnis beob- achtet werden.

CES-Funktionen

ie Substitution von Gütern spielt bei ökonomi- schen Entscheidungen eine wichtige Rolle. In der Haushaltstheorie stellt sich etwa die Frage, in welchem Umfang ein Gut gegen ein anderes Gut aus- getauscht werden kann, ohne dass sich der Nutzen für den Konsumenten ändert. Mit Indifferenzkurven werden dann nutzengleiche Kombinationen der Kon- sumgüter abgebildet. Ähnlich dienen in der Unter- nehmenstheorie die Isoquanten dazu, die Kombina- tionen von Produktionsfaktoren zu erfassen, die eine gleich hohe Ausbringungsmenge ermöglichen. Das mathematische Instrument zur Modellierung solcher Zusammenhänge sind Nutzen- und Produktionsfunk- tionen. Ein dabei häufig verwendeter Funktionstyp ist die CES-Funktion. Ihre Bezeichnung verdankt sie einer besonderen Eigenschaft: Sie besitzt eine kon- stante Substitutionselastizität (Constant Elasticity of Substitution). Eine Produktionsfunktion, bei der ein Output Y mit dem Input r 1 und r 2 von zwei Produkti- onsfaktoren erstellt wird, dient als Beispiel:

mit

Die Substitutionselastizität σ gibt an, um wie viel Prozent sich die Faktorintensität (FI) ändert, wenn die Grenzrate der Faktorsubstitution (GS) um ein Prozent steigt:

mit und

Ein hoher Wert bei σ signalisiert somit eine enge Substitutionsbeziehung zwischen den Produktions- faktoren.

a) Zeigen Sie, dass die genannte Produktionsfunk- tion eine konstante Substitutionselastizität auf- weist, deren Höhe nur von dem Parameter β ab- hängt. b) Die CES-Funktion umfasst als Sonderfälle die Cobb-Couglas-Funktion , die Leontief-Funk- tion und eine lineare Produktionsfunktion mit perfekter Substitution (vgl. Abb.). Überprüfen Sie, welche Werte β in diesen Fällen annehmen muss. c) Welche Eigenschaft weisen die Isoquanten der CES-Funktion bei σ > 1 auf? d) Wie verlaufen die Isoquanten, wenn β > 1 ist? Welche Werte nimmt dann die Substitutions- elastizität an? Was lässt sich in diesem Fall über die Effizienz der Faktorkombinationen entlang einer Isoquante sagen? e) Welche Bedeutung für die Gestalt der Produkti- onsfunktion hat der Parameter a?

Abb.: Isoquanten bei unterschiedlicher Substitutions- elastizität Prof. Dr. Andreas Thiemer, Kiel

Literaturempfehlungen:

Arrow, K.J./Chenery, H.B./Minhas, B.S./Solow, R.M.: Capital-Labor Substitution and Economic Efficiency. Review of Economics and Statistics. Vol. 43 (1961), S. 225 - 250. Kortmann, W.: Substitutionselastizität, Grenzrate der Substitution und mehr. In: WISU, 28. Jg. (1999), S. 49

- 52.

ÖKONOMIK

INTERAKTIV

D

Y r ( (^) 1 , r 2 ) a r (^1)

β ⋅ ( 1a ) r 2

β [ + ⋅ ]

1 β

- -- =

0a1

σ dFI dGS

------------ GS

FI

= ⋅ -------- GS

Y ⁄∂ r 1y ⁄∂ r 2

= ------------------ FI

r 1 r 2