歴史 議論の形式は、1950年代のスティーブン・トゥールミン の研究[ 7 ] (データ、主張、根拠、裏付け、反論)に遡ることができますが、設計の根拠の起源は、1970年にWRクンツとホルスト・リッテル [ 1 ] が開発した問題ベース情報システム (IBIS)表記法に遡ることができます。それ以来、IBISのいくつかのバリエーションが提案されています。
1つ目は手続き的問題の階層(PHI)で、レイ・マッコール博士の博士論文[ 8 ] で初めて記述されましたが、当時は名前が付けられていませんでした。 IBIS も、この場合はソフトウェア エンジニアリングをサポートするために Potts と Bruns によって修正されました。[ 9 ] Potts と Bruns のアプローチは、その後、決定表現言語 (DRL) によって拡張されました。[ 10 ] それ自体が RATSpeak によって拡張されました。[ 5 ] 質問オプション基準(QOC)、別名デザイン空間分析[ 11 ] [ 12 ]は、Win-Win [ 13 ] や意思決定推奨意図モデル(DRIM)[ 14 ] と同様に、議論に基づく根拠の代替表現である。 最初の根拠管理システム (RMS) は PROTOCOL で、PHI をサポートしていました。その後、他の PHI ベースのシステムである MIKROPOLIS と PHIDIAS が登場しました。IBIS をサポートする最初のシステムは、Hans Dehlinger の STIEC でした。[ 15 ] Rittel は 1983 年に小規模なシステムを開発し (これも未発表)、より有名なgIBIS (グラフィカル IBIS) は 1987 年に開発されました。[ 16 ]
成功した設計根拠アプローチのすべてが構造化された議論を伴うわけではありません。たとえば、Carroll と Rosson のシナリオ主張分析アプローチ[ 17 ] は、システムがどのように使用され、システムの機能がユーザーの目標をどの程度サポートしているかを説明するシナリオで根拠を捉えます。Carroll と Rosson の設計根拠アプローチは、コンピュータ ソフトウェアおよびハードウェアの設計者が根本的な設計上のトレードオフを特定し、潜在的な設計介入の影響について推論するのに役立つことを目的としています。[ 18 ]
設計理念における重要な概念 災害復旧(DR)のアプローチを特徴づける方法はいくつかあります。主な特徴としては、どのようにデータが取得されるか、どのように表現されるか、そしてどのように活用できるかなどが挙げられます。
根拠の把握 根拠の取得 とは、根拠情報を根拠管理のために取得するプロセスである。
キャプチャ方法 「再構築」 [ 4 ] と呼ばれる手法では、ビデオなどの生の形式で根拠をキャプチャし、それをより構造化された形式に再構築します。[ 19 ] 再構築手法の利点は、根拠を慎重にキャプチャでき、キャプチャプロセスがデザイナーの作業を妨げないことです。しかし、この方法はコストが高く、根拠を作成する人のバイアスが生じる可能性があります。「記録再生」[ 4 ] 方式は、説明が展開されるままに単純に記録するものです。説明は、ビデオ会議で同期的に記録される場合もあれば、 掲示板 や電子メールによる議論を通じて非同期的に記録される場合もあります。システムに非公式かつ半公式的な表現がある場合、この方式は役立ちます。 「方法論的副産物」[ 4 ] 法は、スキーマに従って設計プロセス中に根拠を捉えます。しかし、そのようなスキーマを設計するのは困難です。この方法の利点は、コストが低いことです。 事前に作成された豊富な知識ベース(KB)を使用して、「見習い」[ 4 ] メソッドは、設計者の行動に混乱したり同意できない場合に質問をすることで、その根拠を把握します。この方法は、ユーザーだけでなくシステムにもメリットがあります。 「自動生成」[ 4 ] 方式では、実行履歴から設計根拠が低コストで自動的に生成されます。この方式は、一貫性のある最新の設計根拠を維持する能力を備えています。しかし、機械学習の問題の中には複雑で難しいものもあるため、実行履歴をコンパイルするコストが高くなります。 「ヒストリアン」[ 20 ] メソッドでは、人またはコンピュータプログラムがデザイナーのすべての行動を観察するが、提案は行わない。設計プロセス中に根拠が記録される。[ 19 ]
根拠表現 設計根拠の表現方法の選択は、取得する根拠が望ましいものであり、効率的に使用できることを確実にするために非常に重要です。形式性の程度に応じて、設計根拠を表現するために使用されるアプローチは、非公式、半公式、公式の 3 つの主要なカテゴリに分類できます。[ 4 ] 非公式表現では、ワードプロセッサ、音声およびビデオ記録、手書きなど、従来受け入れられている方法とメディアのみを使用して根拠を記録および取得できます。ただし、これらの記述は、自動解釈やその他のコンピュータベースのサポートを困難にします。公式表現では、コンピュータが根拠を解釈および理解できるように、根拠を厳密な形式で収集する必要があります。ただし、公式表現によって定義された根拠の厳密な形式のために、内容は人間が理解しにくく、設計根拠を取得するプロセスを完了するためにより多くの労力が必要となり、より侵襲的になります。
半形式表現は、非形式表現と形式表現の利点を組み合わせようとするものです。一方では、取得された情報はコンピュータで処理できる必要があり、より多くのコンピュータベースのサポートを提供できるようになります。他方では、設計根拠の情報をキャプチャするために使用される手順と方法は、あまり侵入的であってはなりません。半形式表現のシステムでは、期待される情報が提案され、ユーザーは指示に従って、いくつかのテンプレートに従って属性を入力するか、自然言語の説明を入力することで根拠を取得できます。[ 4 ]
議論に基づくモデル トゥールミンモデル 半形式的な設計根拠表現の一般的な方法の 1 つは、設計根拠を議論として構造化することです。[ 5 ] 多くの設計根拠システムで使用されている最も初期の議論ベースのモデルは、トゥールミン モデルです。[ 7 ] トゥールミン モデルは 、設計根拠の議論のルールを 6 つのステップで定義しています。[ 21 ] 請求が行われた。 裏付けとなるデータが提供されています。 令状は既存の関係を裏付ける証拠を提供する。 保証は裏付けによって支えられることができる。 モデル修飾子(一部、多数、ほとんどなど)が提供されています。 反論の可能性も考慮される。 トゥールミンモデルの利点の1つは、ほとんどの人が容易に理解できる言葉や概念を使用している点です。 課題別情報システム(IBIS) 設計の根拠を論証するためのもう 1 つの重要なアプローチは、Rittel と Kunz の IBIS ( Issue-Based Information System ) [ 1 ] です。これは実際にはソフトウェア システムではなく、論証表記法です。gIBIS (グラフィカル IBIS)、itIBIS (テスト ベース IBIS)、Compendium などのソフトウェアでソフトウェア 形式で実装されています。 [ 22 ] [ 23 ] IBIS は、問題、立場、議論、解決策などの根拠要素 (ノードとして表記) と、より一般的な、論理的な後継、時間的な後継、置換、類似などのいくつかの関係を使用して、問題の議論をリンクします。 手続き上の問題階層(PHI) PHI(手続き上の問題の階層)[ 24 ] はIBISを非論争的な問題に拡張し、関係を再定義しました。PHIはサブイシュー関係を追加し、ある問題の解決が別の問題の解決に依存することを意味します。 質問、選択肢、および基準(QOC) QOC(質問、選択肢、基準)[ 25 ] は、設計空間分析に使用されます。IBISと同様に、QOCは主要な設計上の問題を質問として、質問に対する可能な回答を選択肢として特定します。さらに、QOCは基準を使用して、満たすべき要件や望ましい特性など、選択肢を評価する方法を明示的に記述します。選択肢は基準と肯定または否定的にリンクされ、これらのリンクは評価として定義されます。 決定表現言語(DRL) DRL (Decision Representation Language) [ 26 ]は、DR [ 9 ] の Potts と Bruns のモデルを拡張し、主要な要素を意思決定問題、代替案、目標、主張、グループとして定義しています。 Lee (1991) は、DRL は他の言語よりも表現力が高いと主張しています。[ 26 ] DRL は、設計の根拠ではなく、意思決定とその根拠の表現に重点を置いています。 ラットスピーク DRLに基づいて、RATSpeakはSEURAT(Software Engineering Using RATionale)の表現言語として開発され使用されています。[ 27 ] RATSpeakは、意思決定問題の代替案の議論の一部として、要求(機能的および非機能的)を考慮します。SEURATには、議論タイプの階層であり、システムで使用されるクレームのタイプを含む議論オントロジーも含まれています。 ウィンウィンスパイラルモデル WinWinアプローチで使用されるWinWinスパイラルモデル[ 28 ] は、プロジェクトのすべてのステークホルダーにとって相互に満足のいく(WinWin)合意を達成するために、システムの主要なステークホルダーの特定、各ステークホルダーと交渉の勝利条件の特定を含むWinWin交渉活動を、スパイラルソフトウェア開発モデル [ 29 ] の各サイクルの先頭に追加します。 WinWin スパイラル モデルでは、各ステークホルダーの目標は Win 条件として定義されます。Win 条件間で衝突が発生すると、それは問題として記録されます。次に、ステークホルダーはオプションを考案し、トレードオフを検討して問題を解決します。問題が解決されると、ステークホルダーの Win 条件を満たし、合意されたオプションを記録する合意が成立します。WinWin モデルのプロセス中に、決定の背後にある設計の根拠が記録され、ステークホルダーと設計者が後の意思決定を改善するために使用されます。[ 28 ] WinWin スパイラル モデルは、ステークホルダーに明確に定義された交渉プロセスを提供することで、設計の根拠を記録するオーバーヘッドを削減します。[ 30 ] では、決定の根拠のオントロジーが定義され、そのモデルはオントロジーを使用して、WinWin コラボレーション フレームワークでの決定の維持をサポートする問題に対処します。 設計推奨および意図モデル(DRIM) DRIM(設計推奨および意図モデル)はSHARED-DRIMで使用されています。[ 14 ] DRIMの主な構造は、各設計者の意図、その意図を満たす推奨事項、および推奨事項の根拠から構成される提案です。異なる設計者の意図間で矛盾が生じた場合は、交渉も必要になります。受け入れられた推奨事項は設計上の決定となり、受け入れられなかったものの提案された推奨事項の根拠もこのプロセス中に記録されます。これは、反復設計やシステム保守の際に役立ちます。
アプリケーション 設計の根拠は、さまざまな方法で活用される可能性を秘めている。バージとブラウン(1998)[ 19 ] によって定義された使用例の1つは以下のとおりである。
設計検証 ― 設計の根拠を用いることで、設計上の決定事項や製品自体が、設計者やユーザーが実際に望んでいたものを反映しているかどうかを検証できる。 設計評価 ― 設計の根拠は、設計プロセス中に議論された様々な設計案を評価するために用いられる。 設計の保守 ― 設計の根拠は、設計を変更するために必要な変更点を決定するのに役立ちます。 設計の再利用 ― 設計の根拠は、既存の設計を、変更の有無にかかわらず、新しい要件にどのように再利用できるかを判断するために使用されます。設計の変更が必要な場合は、設計のどの部分を変更する必要があるかも提案されます。 デザイン教育 ― デザインの根拠は、デザインやシステムに不慣れな人々に教えるための教材として活用できる。 デザインコミュニケーション ― デザインの根拠を明確にすることで、デザインプロセスに関わる人々の間のコミュニケーションが円滑になり、より良いデザインを生み出すのに役立ちます。 設計支援 ― 設計の根拠は、設計プロセス中に下された設計上の決定を検証するために使用できる。 設計ドキュメント — 設計の根拠は、会議室での審議、検討された代替案、設計決定の理由、製品概要など、設計プロセス全体を文書化するために使用されます。 DR は、ソフトウェア エンジニアリング、機械設計、人工知能、土木工学、ヒューマン コンピュータ インタラクション研究などの研究コミュニティで使用されています。ソフトウェア エンジニアリングでは、要件分析中に設計者のアイデアをサポートしたり、設計会議を記録して文書化したり、新しい設計アプローチによる潜在的な問題を予測したりするために使用できます。[ 31 ] ソフトウェア アーキテクチャ とアウトソーシング ソリューション設計では、アーキテクチャ上の決定 の結果を正当化し、設計ガイドとして機能します。[ 32 ] 土木工学では、建設プロジェクトのさまざまな領域で設計者が同時に行うさまざまな作業を調整するのに役立ちます。また、設計者が互いのアイデアを理解し尊重し、潜在的な問題を解決するのにも役立ちます。[ 33 ]
DRは、プロジェクトマネージャーがプロジェクト計画とプロジェクトのステータスを最新の状態に保つためにも使用できます。また、設計会議を欠席したプロジェクトチームメンバーは、DRを参照して特定のトピックについて何が議論されたかを確認できます。DRに記録された未解決の問題は、それらのトピックに関するさらなる会議を組織するために使用できます。[ 31 ]
設計の根拠は、設計者が以前の設計で犯したのと同じ間違いを避けるのに役立ちます。これは、作業の重複を避けるのにも役立ちます。[ 5 ] 場合によっては、ソフトウェア システムを以前のバージョンからアップグレードする際に、設計の根拠によって時間と費用を節約できます。[ 2 ]
HCI [ 34 ] 、エンジニアリング設計[ 4 ] 、ソフトウェアエンジニアリング[ 35 ] に適用される合理的なアプローチの優れた概説を提供する書籍や記事がいくつかあります。
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さらに読む 本 ジョージア州バージ。キャロル、JM。マッコールR;ミストリーク 1 世 (2008)。理論に基づいたソフトウェア エンジニアリング 。ハイデルベルク: Springer-Verlag。 デュトワ、ああ、マッコールR;ミストリク 1 世。ペーチ B (2006)。ソフトウェアエンジニアリングにおける論理的管理 。ハイデルベルク: Springer-Verlag。 コンクリン、J (2005)。ダイアログ マッピング 。ワインハイム: Wiley-VCH Verlag。 Kirschner, PA; Buckingham-Shum SJ; Carr CS (2003). Visualizing Argumentation: Software Tools for Collaborative and Educational Sense-Making . London: Springer-Verlag. Moran, T; Carroll J (1996).設計の根拠:概念、技術、および使用法 。ニュージャージー州:Lawrence Erlbaum Associates。 特集号 人工知能によるエンジニアリング設計、解析、製造(AIEDAM)、特別号:2008年秋、第22巻第4号、設計根拠http://web.cs.wpi.edu/~aiedam/SpecialIssues/Burge-Bracewell.html 人工知能によるエンジニアリング設計、解析、製造(AIEDAM)、設計根拠の表現と利用に関する特集号、1997年、第11巻第2号、ケンブリッジ大学出版局 ワークショップ 第2回アーキテクチャ知識の共有と再利用に関するワークショップ - アーキテクチャ、根拠、設計意図(SHARK/ADI 2007)(RC.rug.nl)は、第29回国際ソフトウェア工学会議(ICSE 2007)(CS.ucl.ac.uk)の一部として開催されました。 設計理念に関するワークショップ:問題点と進捗状況(Muohio.edu) ワークショップ議長:ジャネット・バージ、ロブ・ブレイスウェル。2006年7月9日、デザイン、コンピューティング、認知'06と併催。アイントホーフェン(wwwfaculty.arch.usyd.edu.au)、オランダ
外部リンク Bcisive.austhink.com:設計根拠およびより広範な意思決定根拠を分析するために設計された商用ソフトウェアパッケージ。グラフィカルインターフェース、共有機能付き。 Compendium:IBISをベースとしたビジュアル知識管理機能を提供するハイパーメディアツール。無料のJavaアプリケーションで、バイナリとソースコードが提供され、活発なユーザーコミュニティが毎年会合を開いています。 designVUE:IBISなどの手法に基づいた、視覚的な知識獲得のためのツール。無料のJavaアプリケーション。 SEURAT:ソフトウェア開発環境に論理的根拠のキャプチャと使用を統合するEclipseプラグイン。SEURATはGitHubでオープンソースプロジェクトとして入手可能です()