システムの堅牢性を高めるロバストネス分析入門

システムの堅牢性を高めるロバストネス分析入門

ロバストネス分析とは

– ロバストネス分析とはシステム開発において、予期せぬ事態や環境の変化にシステムがどれだけ耐えられるかを評価することを「ロバストネス分析」といいます。 これは、システムの設計図とも言える要求定義や設計の段階で特に重要となります。なぜなら、開発の初期段階でシステムの弱点を発見し、対策を講じることで、より信頼性の高いシステムを構築できるからです。 具体的には、システムに不具合が生じるケースや、周りの環境が変わるケースを想定し、シミュレーションを行います。例えば、大量のアクセスが集中した場合でも、システムが停止せずに動き続けることができるか、一部の機能に障害が発生しても、他の機能は正常に動作するかなどを検証します。近年、めまぐるしく変化する社会情勢や、複雑化する顧客のニーズに対応するため、システム開発の現場では、開発の早い段階からロバストネス分析を用いて、システムの堅牢性を高めることが求められています。 この分析によって、開発者は潜在的な問題点にいち早く気づき、対応策を検討することで、より質の高いシステムを構築することが可能となります。

ロバストネス分析で用いる図

– ロバストネス分析で用いる図ロバストネス分析では、図を用いて分析を行うのが特徴です。この図は「ロバストネス図」と呼ばれ、システムのユースケースを処理のステップごとに分解し、視覚的に分かりやすく表現します。ロバストネス図は、システムの動作を「境界オブジェクト」「エンティティオブジェクト」「コントロールオブジェクト」という3つの要素を用いて表現します。 「境界オブジェクト」はシステムと外部との境界、つまりシステムが外部とやり取りする場所や手段を表す要素です。例えば、ユーザーインターフェースや外部システムとの連携部分が挙げられます。「エンティティオブジェクト」はシステム内部のデータや情報を扱う要素で、顧客情報や商品情報などが該当します。そして「コントロールオブジェクト」は境界オブジェクトとエンティティオブジェクトの間の処理や制御を担う要素を指し、データの検証や計算処理などが挙げられます。これらの要素を線でつなぎ、処理の流れを明確にすることで、システムの構造や動作を視覚的に理解することができます。 ロバストネス図を用いることで、システムの設計における不足や問題点を早期に発見し、より堅牢で安定したシステムの構築が可能になります。

予備設計における位置づけ

– 予備設計における位置づけ

システム開発は、建物を建てることに似ています。いきなり設計図面を引くのではなく、まずはじめに、どのような建物を建てるのか、大まかなイメージを共有することが重要です。システム開発におけるこの「大まかなイメージ」を決める作業が「予備設計」です。

予備設計では、システムの目的や必要な機能、大まかな構成などを検討します。そして、この予備設計の段階で、システムの堅牢性を評価する「ロバストネス分析」を行うことが重要です。

ロバストネス分析とは、システムにさまざまな変化や異常が起こった場合でも、システムが正常に動作するかを検証する作業です。例えば、予期しない入力や操作、外部システムとの連携エラーなど、あらゆる状況を想定し、システムが適切に対応できるかを調べます。

予備設計の段階でロバストネス分析を行うことで、システムの弱点や設計の漏れを早期に発見することができます。これは、建物の基礎工事に例えることができます。基礎工事がしっかりしていなければ、後から問題が発生し、建物を建て直す必要が出てくる可能性があります。同様に、システム開発においても、初期段階で問題点を解決しておくことで、後々の手戻りを減らし、開発コストの削減や開発期間の短縮に繋がります。

また、開発の初期段階であれば、設計変更にも柔軟に対応できます。これは、問題点の修正が容易なだけでなく、より良いシステムの実現にも繋がります。結果として、高品質なシステム開発が可能になるのです。

要求モデルの堅牢化

– 要求モデルの堅牢化

システム開発において、顧客の要求を正しく理解し、システムに落とし込むことは非常に重要です。そのために重要な役割を果たすのが、要求モデルです。要求モデルは、顧客の要望をシステム開発者が理解しやすい形で表現したものであり、代表的なものにドメインモデルとユースケースモデルがあります。ドメインモデルは、システムが扱う業務領域の概念構造を図式化したものであり、ユースケースモデルは、システムがどのように利用されるかを具体的な利用場面に沿って記述したものです。

しかし、要求モデルを作成する過程で、顧客の要望が曖昧であったり、不足していたりすることがあります。また、開発者間で要求に対する解釈が異なる場合もあります。このような場合には、開発の後工程で手戻りが発生したり、品質の低いシステムが出来上がってしまう可能性があります。

そこで重要になるのが、ロバストネス分析です。ロバストネス分析は、作成した要求モデルに対して、様々な角度から検討を加え、そのモデルの「堅牢性」を評価する手法です。具体的には、要求の抜け漏れや矛盾がないか、表現が曖昧な箇所はないか、などを分析します。そして、問題点があれば要求モデルに修正を加えることで、より正確で完全なモデルへと改善していきます。

堅牢な要求モデルは、開発者間での認識のずれを防ぎ、スムーズなシステム開発を可能にします。また、顧客の真のニーズを満たした、高品質なシステム開発にも繋がります。このように、ロバストネス分析は、システム開発を成功に導くための重要な鍵と言えるでしょう。

まとめ

– まとめシステム開発において「堅牢性」は非常に重要です。システムが外部からの予期せぬ入力や変化、あるいは内部のエラーなどに対して、どの程度安定して動作し続けることができるのかは、システムの信頼性や安全性を左右するからです。しかし、複雑化するシステム開発において、この「堅牢性」を確保することは容易ではありません。そこで有効な手段となるのが、今回ご紹介した「ロバストネス分析」です。この分析手法は、システムの設計段階で、様々な角度から「もしも～だったら？」というシミュレーションを行うことで、潜在的な問題点を洗い出し、その影響度合いを評価します。ロバストネス分析の特徴は、図を効果的に用いる点にあります。システムの構造や動作を図で可視化することで、開発者間で共通認識を持ちやすくなるだけでなく、専門知識が少ない人でも視覚的に理解しやすくなるため、開発チーム全体で品質向上に取り組むことができます。また、開発の初期段階からロバストネス分析を取り入れることで、設計の欠陥や潜在的な問題を早期に発見することが可能となります。これは、後になってから問題が発覚した場合に発生する、大幅な設計変更や修正作業、それに伴う開発期間の延長やコスト増加といったリスクを回避することに繋がります。このように、ロバストネス分析は、システムの品質向上と開発効率化の両面において、非常に有効な手段と言えるでしょう。システム開発に携わる方は、ぜひこの分析手法を導入し、より堅牢なシステムの構築を目指してみて下さい。