[논문]기능점수 기반 소프트웨어 개발팀 규모와 개발기간 예측 모델

박석규; 이상운

doi:10.3745/kipstd.2003.10d.7.1127

기능점수 기반 소프트웨어 개발팀 규모와 개발기간 예측 모델
A Predictive Model for Software Development Team Size and Duration Based on Function Point 원문보기

정보처리학회논문지. The KIPS transactions. Part D. Part D, v.10D no.7, 2003년, pp.1127 - 1136

박석규 (강원도립대학 컴퓨터응용과) , 이상운 (강원도립대학 컴퓨터응용과)

초록
AI-Helper

소프트웨어 개발 초기에 개발비용, 소요 인력과 기간을 추정하는 것은 소프트웨어공학 분야의 주요한 요소이며, 어려운 문제이다. 소프트웨어 개발 소요 인력을 추정하기 위한 대부분의 모델들은 소프트웨어 요구사항 명세서로부터 측정된 기능점수를 이용하였다. 본 논문은 기능점수에 기반하여 프로젝트에 대한 가장 실제적이고 생산적인 팀 규모와 개발기간을 선택하는 지침으로 사용될 수 있는 정보를 제공하기 위해 생산성 척도와 비용 척도를 도입하였다. 소프트웨어 개발과 유지보수를 수행한 300개 프로젝트 데이터 집합을 2개의 서브 그룹인 개발 프로젝트와 유지보수 프로젝트로 분류하였다. 생산성과 비용 측도 기준에 의해 분석한 결과 작은 팀 규모와 최소한의 개발기간이 소요되었을 때, 프로젝트가 성공적으로 수행됨을 보였다. 또한, 연구 결과에 근거하여 기능점수 규모에 따른 개발팀의 규모와 개발기간을 추정할 수 있는 모델을 제안하였다. 본 제안 모델은 소프트웨어 규모에 따라 필요한 개발팀의 규모와 개발기간 평가 기준을 제공한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Estimation of software project cost, effort and duration in the early stage of software development cycle is a difficult and key problem in software engineering. Most of models estimate the development effort using the function point that is measured from the requirement specification. This paper presents optimal team size and duration prediction based on function point in order to provide information that can be used as a guide in selecting the most Practical and productive team size for a software development project. We introduce to productive metrics and cost for decision criteria of ideal team size and duration. The experimental is based on the analysis of 300 development and enhancement software project data. These data sets are divide in two subgroups. One is a development project; the other is a maintenance project. As a result of evaluation by productivity and cost measured criteria in two subgroups, we come to the conclusion that the most successful projects has small teams and minimum duration. Also, I proposed that predictive model for team sire and duration according to function point size based on experimental results. The presented models gives a criteria for necessary team site and duration according to the software size.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

신규로 개발되는 프로젝트와 유지보수 프로젝트는 개발팀의 생산성, 소프트웨어 규모와 개발기간에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 개발 프로젝트와 유지보수 프로젝트로 구분하여 생산성과 비용을 평가함으로써 이상적인 개발팀 규모와 개발 기간의 기준을 제시하고자 한다.

가설 설정

[8]은 다음과 같은 기준을 제시하였다. ① 적은 규모로 올바로 선택된 팀은 성공적인 프로젝트를 위해 필수적이다. ② 실제로 큰 규모의 개발팀이 개발한 프로젝트보다 적은 팀이 적은 노력으로 보다 빨리 프로젝트를 종료한다.
ISBSG Benchmark Release 6[9]는 다음과 같은 기준을 제시하였다. ① 적은 팀은 프르젝트 규모와 팀 규모간에 단순 관계를 갖고 있다. ② 2 또는 3명으로 구성된 팀은 팀 요원 당 가장 큰 규모의 프로젝트를 개발한다.
본 논문은 개발팀의 생산성 척도인 P7가?과, 비용 측면에서 1인당 총 개발기간을 고려하였다. 1명당 F捲이 최소가 되고, 1인당 개발기간이 최소가 되는 기준을 적용하여 최소의 개발팀 규모와 개발기간을 선정하였다.

제안 방법

1인당 총 개발기간을 고려하였다. 1명당 F捲이 최소가 되고, 1인당 개발기간이 최소가 되는 기준을 적용하여 최소의 개발팀 규모와 개발기간을 선정하였다. 실험에는 ISBSG Benchmark Release 6[9]의 300개 프로젝트가 사용되었으며, 이들 데이터 집합을 개발 단계와 유지보수 단계에 적용된 프로젝트들로 분류되어 이상적인 개발팀 규모와 개발기간을 선정하였다.
Oligny et al[4, 5]는 1989~1996년에 개발 완료된 396개 소프트웨어 프로젝트에 대한 데이터를 갖고 있는 ISBSG Database Release 4[9]에 근거하여 모델을 개발하였다. 개발기간 모델들은 전체 데이터 표본을 사용하는 것보다 보다 동질성을 갖는 서브 데이터에 대해 개발 기간을 추정하는 모델을 개발하였다. 이들 모델들을 이용해 개발기간。를 추정할 경우 반드시 개발노력 E의 규모를 추정해야만 한다.
선정하는 기준으로 생산성 측면에서 PZ가?과 제품의 시장성 확보 측면과 소요비용 측면에서의 1인당 총 개발 기간 척도를 사용하여 최소의 개발팀 규모와 개발 기간을 평가척도로 적용한다.
그림의 결과에 따라 개발과 유지보수 프로젝트에 대한 기능점수 규모별로 최소의 개발기간, 개발팀 규모와 최대의 생산성을 추정할 수 있는 모델과 성능을에 제시하였다.
따라서, 본 논문은 소프트웨어 개발시 가장 실제적이고 생산적인 팀 규모를 선택하는 지침으로 사용될 수 있는 기준을 제시하기 위해 최대의 생산성과 최소의 비용이 소요되는 기준을 적용하여 개발팀과 개발기간을 선정하였다.
따라서, 소프트웨어 개발에 투입되는 노력의 양, 개발 기간과 개발팀의 관계를 단순히 유도하는데 어려움이 따른다. 본 장에서는 소프트웨어의 기능성과 복잡도를 고려하여 계산된 기능점수에 기반하여 가장 적게 소요되는 개발기간과 최소의 개발팀의 규모를 판단하는 기준을 제시한다.
소프트웨어 규모를 측정하기 위한 대표적인 척도로 LOC (Lines Of Code)와 FPA(Function Point Analysis)가 있다. 요구사항 명세서 (Requirement Specificati曲로부터 추정된 기능점수 또는 코딩 결과로부터 정확하게 측정되는 LOC에 대한 소프트웨어 규모(Size)를 이용해 개발에 소요될 인력 (Effort, E)과 개발기간(Duration, £>)을 추정함과 더불어 개발 소요 비용(Cost)도 추정하였다.
<표 7>의 결과에 대해 기능점수 규모별로 개발기간, 개발팀 규모와 생산성에 대한 그래프에 추세선을 그려 개발팀 규모, 개발기간과 PDR을 추정하는 모델을 제시하였다. 주어진 데이터에 대해 가장 적합한 모델을 선정하기 위해 다양한 회귀분석을 수행한 결과 가장 적합한 추세선을 그린 결과는 각각 (그림 2), (그림 3)과 (그림 4)와 같다.
이상적인 개발팀의 규모를 결정하기 위해 ISBSG Benchmark Release 6[9]는 프로젝트 규모별로 실제 투입돈 개발팀 규모의 평균값 또는 중앙 값을 취하였다. 이에 비해 본 논문은 생산성 척도와 개발 소요 기간 기준을 적용함으로써 보다 이론적인 근거를 바탕으로 최소의 개발팀 규모와 개발기간을 결정한다. 소프트웨어 분야에 대한 대부분의 연구에서는 생산성을 일반적으로 투입된 단위 노력당 생성된 결과물의 비율로 표현된다.
최대의 생산성과 최소의 비용을 투입하여 성공적인 소프트웨어 개발을 위해서는 위에서 제시된 2가지 평가 척도를 이용하여 다음의 평가기준을 적용한다.

대상 데이터

789개 프로젝트 데이터들 중에 PDR과 1인당 총 개발소요 기간을 계산하기 위해 필요한 데이터를 모두 갖고있는 프로젝트는 300개로 이들 데이터를 실험에 사용한다. 개발기간은 월 (Month) 단위로, 개발노력은 시간(Time) 단위를 사용하고 있다.
1명당 F捲이 최소가 되고, 1인당 개발기간이 최소가 되는 기준을 적용하여 최소의 개발팀 규모와 개발기간을 선정하였다. 실험에는 ISBSG Benchmark Release 6[9]의 300개 프로젝트가 사용되었으며, 이들 데이터 집합을 개발 단계와 유지보수 단계에 적용된 프로젝트들로 분류되어 이상적인 개발팀 규모와 개발기간을 선정하였다.

데이터처리

개발 프로젝트와 유지보수 프로젝트의 소프트웨어 규모별 개발팀 규모 제안 결과와 ISBSG Release 6[9]의 결과를 (그림 1)에 비교하였다. ISBSG Release 6[9]는 프로젝트 특성을 개발 또는 유지보수로 구분하지 않고 평균적으로 개발팀의 규모를 제시하였으며, 제안된 결과와 많은.

이론/모형

et al.[20]이 적용한 MMRE(Mean Magnitude of Relative Er- ror)를 이용한다. 종속변수의 값(E)은 독립변수(UUCP)에 의해 결정되는 부분과 미지의 오차의 합으로 나타나며, 총 변동을 설명하는데 있어서 회귀직선에 의해 설명되는 변동 비율을 결정계수라 하며, 값이 클수록 쓸모 있는 회귀직선이 된다.
적합한 통계적 회귀모델을 선정하기 위해 결정계수(Coefficient of determination, 疋)[19]를 적용하며, 모델의 성능을 평가하기 위해 MSE(Mean Squared Error)와 Briand et al.[20]이 적용한 MMRE(Mean Magnitude of Relative Er- ror)를 이용한다.
평가척도 1 : 생산성 평가척도로 프로젝트 인도율 PDR을 적용한다.

성능/효과

개발기간은 월 (Month) 단위로, 개발노력은 시간(Time) 단위를 사용하고 있다. 300개의 데이터를 분석하여 보면, 신규로 개발되는 프로젝트(New Development Project) 와 재개발 프로젝트(Re-Development Project)로서 개발단계에 적용되는 프로젝트는 212건, 운영단계에서 유지보수 활동 중 새로운 기능을 추가하는 완전 또는 적응 유지보수를 수행한 프로젝트(Enhancement Project)가 88개이었다. 신규로 개발되는 프로젝트를 개발 프로젝트라 칭하며, 완전 유지보수 프로젝트를 유지보수 프로젝트라 하자.
MMRE가 작은 값이면 평균적으로 좋은 모델 i= 1임을 알 수 있다. 개발기간 예측 모델은 결정계수가 커 상당히 적합한 모델로 평가되지만 MSE와 MMRE가 비교적 큰 값을 나타내어 상당한 오차를 갖고 있음을 알 수 있다. 이에 비해 생산성을 추정하는 모델은 결정계수도 작고 MMRE가 큰 값을 나타내어 생산성을 정확히 예측하는데 많은 어려움이 있음을 알 수 있다.
따라서, 5명 이하의 개발팀을 투입하는 것이 가장 적합함을 알 수 있다. 개발기간 측면에서는 1MEFM 900는 6개월 이내, 901 MFPJ 1400 는 9개 월, 1401 MFPM 5000은 12 ~18개 월 5001 은 3년 정도의 개발기간이 최소가 됨을 알 수 있다.
결론 1 : 개발 대상 소프트웨어의 규모와 개발기간이 확정되었을 경우, 와의 정보를 이용하면 최고의 생산 성과 개발기간 데이터로부터 개발에 참여할 개발팀의 규모와 개발 기간을 판단할 수 있는 기준 정보로 활용된다.
따라서, FP 범위가 1~100인 유지보수 프로젝트에 대해서는 3명의 팀 규모로 1개월의 개발기간을 설정하여 소프트웨어를 유지보수 하는 것이 가장 적합한 것으로 판단된다. 개발 프로젝트도 유지보수 프로젝트에 적용된 방법과 동일하게 평가되었다.
이상과 같이 팀 선택 및 할당에 대한 연구결과를 토대로 할 때, 성공을 위한 절대적 필요성보다는 실용적인 지침으로 팀의 규모를 보다 작게 하는 것은 명백한 사실이다. 또한, 실제적으로 5명 이하의 규모로 팀을 구성하면 팀 요원간 원활한 의사소통과 최대의 생산성을 보이며, 적기에, 소요 비용 범위 내에서 성공적으로 프로젝트 개발을 종료할 수 있음을 알 수 있다.
실험 결과 개발 단계나 유지보수 단계 프로젝트 모두 소프트웨어의 규모에 따라 대부분이 1년 또는 1년 6개월 내에 프로젝트가 종료되며, 5명 이하의 팀 구성이 요구되었다. 본 제시된 기준과 모델들은 소프트웨어 규모에 따라 최소의 개발팀 규모와 개발기간을 결정하는 지침으로 활용이 가능하다.
유지보수 프로젝트에 대해서는 14개의 프로젝트 규모 범위 기준으로 볼 때, 개발팀의 규모를 살펴보면 5명 이하(9 건), 7명(1건), 11명(1건), 13명 이상2건으로 5명 이하가, 또한 개발기간 측면에서는 1년 이내에 완료하는 것이 가장 적합함을 알 수 있다.
이에 비해 생산성을 추정하는 모델은 결정계수도 작고 MMRE가 큰 값을 나타내어 생산성을 정확히 예측하는데 많은 어려움이 있음을 알 수 있다. 이에 비해 팀 규모 추정 모델은 결정계수도 어느 정도는 높고 MSE, MMRE도 적은 값을 나타내어 본 제안 모델로 예측한 팀 규모와 실제 투입되는 규모간에는 상당히 근접된 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.

후속연구

결론 2 : 본 제안된 기준을 적용할 경우, 소프트웨어 개발업체 선정人' 개발업체의 생산성 척도인 PDR 값과 투입될 개발팀의 규모만 알 수 있으면 개발사업에 참여하는 업체의 수준을 평가할 수 있는 기준으로 활용될 수 있다.
[18]는 기술적 복잡도 조절요인을 고려하지 않아도 소프트웨어 개발 노력 추정에는 별다른 영향을 미치지 않고 있어 최근 들어서는 기술적 조절요인을 고려하지 않은 기능점수를 계산하는 방식을 채택하고 있다. 그러므로 소프트웨어를 개발하는데 복잡한 환경요인을 고려하지 않고 소요되는 노력의 양과 개발기간, 개발팀 규모의 단순 관계를 유도가 가능할 것이다.
본 제시된 기준과 모델들은 소프트웨어 규모에 따라 최소의 개발팀 규모와 개발기간을 결정하는 지침으로 활용이 가능하다.

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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