コンテキストを中心とするゴール整合方法の提案
2008MI252 津川 夏海
指導教員

1. はじめに1.1. 研究の背景
情報システムの日常生活やビジネスへの浸透に伴い，情報システムに関わるステークホルダが多様化し，情報システムに対する要求も複雑化している．そのため，要求に対するステークホルダ間の解釈の一致が重要となっている．
1.2. 研究課題
ステークホルダの多様化に伴い，要求も複雑化し，要求に対するステークホルダ間の解釈のずれが発生する．したがって，要求に対する解釈を整合させる必要がある．
本研究では，現実世界と要求を関連付け，要求の理解を深め，ステークホルダ間の要求に対する解釈を一致させるとともに，問題解決となるシステム構築へと導くゴール指向要求工学プロセスを提案する．

2. 要求工学の技術
2.1. ゴール指向要求工学
ゴール指向要求工学とは，課題解決に向けたゴールの抽出，さらに，ゴールを達成するための手段の抽出を行う手法である[1]．
2.2. Jackson 問題フレーム
Jackson の問題フレームとは，情報システムが解決すべき問題の存在する，情報システムの外の世界と情報システ
ムとを区別し，認識するために用いる．さらに，問題の構造化と分析に利用する[3]．
2.3. ユースケース図
UML の図の 1 つであるユースケース図は，ユーザに対するシステムの機能と，それを取り巻くコンテキストを表現した図である[2]．要求分析段階で，開発者がユーザに機能要求を確認するために用いられている[5]．

3. 関連研究3.1. B-SCP（Business-Strategy Context Process）
B-SCP は，ビジネス要求からシステム要求を導く方法であり，ゴールモデルと Jackson 問題図を統合したものと役割活動図(RAD: Role Activity Diagram)で構成されている[7]．

2008MI261 和田 百世
青山 幹雄

3.2. ミスユースケース図
ミスユースケース図とは，ユースケース図を拡張した図であり，セキュリティ要求などの確認に用いられている[2]．
ユースケース図に新たに加わる要素は，システムに危害を加えるミスユースケースと，それを回避する対策ユースケースと，敵対的なミスアクタである．
本研究では，ユースケース図とミスユースケース図をゴールへの関連付けに用いる．また，ミスユースケース図では，ゴールを満たせない原因をミスユースケースとし，解消方法を対策ユースケースで表現することで，情報システムの必要性を示す．

4. アプローチ
本研究では，現実世界の問題点を踏まえた要求分析，さらにゴール整合に向けたゴール指向要求工学プロセスを提案する．
ゴール指向要求工学の詳細なプロセスを定義し，それに対応する表記法を提案する．用いる表記法の 1 つである
コンテキスト図は，問題領域を定め問題点を洗い出すことでステークホルダの要求を正確に把握し，要求のスコープを整合することで，トップゴールと整合のとれたゴールのみを抽出する役割を持つ．

5. ゴール整合方法
本研究では，要求分析からシステム要求定義までの各プロセスにおいて段階的にゴールを整合させ，ゴールに対するステークホルダ間の解釈を一致させるゴール指向要求工学プロセスを提案する．
5.1. 前提条件
1)
ステークホルダは特定されている．
2)
特定されたステークホルダから要求は抽出されている．
3)
抽出された要求からトップゴールは定められている．
4)顧客の事業におけるビジネスユースケースは抽出されている．
5.2. 提案プロセス
提案するゴール指向要求工学プロセスを図 1 に示す．

成果物プロセス(1) ビジネス分析

ビジネスユースケース図(2) トップゴールの分析

ゴール木(3) 戦略ゴールの決定

戦略ゴール木(4) 戦略の確認

戦略パッケージ(5) 戦略ゴール木の分析とコンテキストとの関連付け

戦略ゴール木，ユースケース図，ミスユースケース図

図 1 ゴール指向要求工学プロセス(1) ビジネス分析
ビジネスユースケースから事業計画などに基づきビジネ
スユースケース図を作成し，現実世界を把握する．さらに，問題領域を定め問題点を洗い出す．
(2) トップゴールの分析
前述の(1)で抽出された問題点の解決に向け，トップゴールをゴールモデルで分析し，ゴール木を作成する．ゴール木のモデル図を図2 に示す．ゴール木の要素は i* に基づき構成されている．構成要素は，ソフトゴール，ハードゴール，タスクである．リンク間の関係は AND，ORで示し，各ゴール間の依存関係は図 2 のように表記する．
ゴ｜
ルの詳細化

トップゴール
ソフトゴールOR

ソフトゴール(5) 戦略ゴール木の分析とコンテキストの関連付け
戦略ゴール木を再度ゴールモデルにより機能要求が抽出されるまで分析し，詳細化する．同時に，ゴールはコンテキスト毎にグループに分けられ，コンテキスト図を各グループに関連付ける．ここで用いるコンテキスト図は，ユースケース図とミスユースケース図である．システムが達成すべきゴール層では，システムの実現目的となる問題点をミスユースケースで表記し，ゴールと照合するため，ミスユースケース図を関連付ける．ゴールを達成するための手段となるゴール層では，ユースケース図を関連付ける．ゴールとコンテキスト図の関連付けを図 3 に示す．
ミスユースケース

トップゴール図 3 ゴール木とコンテキスト図の関連付け
ゴールにコンテキスト図を関連付け，ゴール整合や問題領域を明確にする．これにより，要求に対するステークホルダ間の解釈の不一致を防ぎ，問題解決となる要求獲得を図る．

ハードゴール ハードゴール ハードゴール
タスク

タスク

タスク

タスク

タスク

AND

タスク

タスク

図 2 ゴール木のモデル図(3) 戦略ゴールの決定前述の(2)で生成されたゴール木の最下位に存在するタスクはステークホルダが選択すべき戦略となる．ステークホルダは話し合いにより，各ソフトゴールからタスクまでが持つトップゴールへの影響度を評価し，値を付ける．この値を評価値とする．その後，その評価値を参照して戦略とするタスクを決定する．評価値 x の範囲はサブゴールが n 個とす
ると，1≦x≦n である．影響度の高いゴールに対し，点数を高く付ける．決定したタスクと，そのタスクからトップゴールまで繋がれたゴールを戦略ゴールとし，戦略ゴールのみで生成されたゴール木を戦略ゴール木とする．
(4) 戦略の確認
前述の(3)で決定した戦略ゴールをユースケースパッケージ（以下パッケージと略記）で表記する．これを戦略パッケージとする．戦略パッケージを用いて戦略ゴール間の依存関係に関する理解を深め，戦略の確認をする．

6. 例題への適用
6.1. ビジネス分析
喫茶店の例を用いて提案プロセスを説明する．また，トップゴールを「喫茶店は顧客を増やす」とする．
本研究では，現実世界の問題点を解決させることがステークホルダの要求に着目した．そこで，現実世界を構造化して図示するため，ビジネスユースケース図を用いた．喫茶店におけるビジネスユースケース図を図 4 に示す．
工場
珈琲豆を製造する<<include>>珈琲豆を提供する

本店

喫茶店
従業員（工場）
従業員（喫茶店）

店長

珈琲を提供する

顧客

人を雇う

店員

店舗の管理
喫茶店を開業する従業員（本店）
FC店

図 4 ビジネスユースケース図
問題領域を定め問題点を洗い出すことで，要求を抽出した．定められた問題領域は塗りつぶされている．

6.2. トップゴールの分析と戦略ゴールの決定
6.1.で抽出された問題点の解決となるゴール獲得に向け，前提条件にあったトップゴールをゴールモデルで分析する．
戦略を決める目的であるため，機能要求となるタスクまで分析する必要はない．各ソフトゴールからタスクまでが持つ影響度を評価値で示す．評価値を参照し，ステークホルダの話し合いにより戦略とするタスクを決定する．トップゴールを分析し，評価値を付加したものを図5に示す．選択すべきタ
スクは塗りつぶし，決定したタスクを破線で示す．決定したタスクと，そのタスクからトップゴールまで関連するゴールを戦略ゴールとし，戦略ゴールのみで生成されたゴール木を戦略ゴール木とする．
宣伝
する

看板で宣伝する呼び込みをする

空調を調節するクーポンを実施
する

チラシを作成する

原価を抑える

原料を変更する

エアコンを利用する取引先に価格交渉する

一品の量を減らす+3
店内を快適にする

不満を減らす利益を還元する
チラシ
を配る

+5

低価格で提供する

ネットで宣伝するHPを作成する+4+3

業者に依頼する

喫茶店の顧客を増やす+1

メニューを増やす+2
営業時間
新商品をを調節する
開発する
営業時間を長くする
レシピ
発売時期をを作成決定するする店をリニューアルする

顧客の意見を聞く

コンセプトを決定する
業者に依頼するアンケートを実施する

図 5 戦略ゴール木のモデル
6.3. 戦略ゴールの確認
戦略ゴールは戦略パッケージを用いて，図 6 のように表記する．戦略パッケージは戦略ゴールの依存関係を示し，戦略に対するステークホルダの理解を深める役割を持つ．
喫茶店の顧客を増やす
低価格で提供する

ネットで宣伝する利益を還元するHPを作成する<<import>>

クーポンを実施する

店内を快適にする
顧客の意見を聞く<<import>>

喫茶店の顧客を増やす！
宣伝する

喫茶店

低価格で提供する

店内を快適にする

ネットで宣伝する

顧客の意見を聞く

HPを作成するアンケートを実施する

広告代理店にHP作成を依頼する

宣伝
する

顧客
（全体）

喫茶店に来店しない
顧客<<mitigate>>

喫茶店のＨＰ
宣伝する

店長

アンケートを表示する

顧客

クーポンを実施する

広告
代理店

クーポンを提供する

喫茶店のＨＰHP上で配布お知らせページを設ける
情報を更新する喫茶店を知らない<<include>>

利益を還元するアンケート入力欄を設ける

情報を入力する

顧客を <<threaten>>
呼び込む

店長

宣伝する

広告
代理店

ＨＰを <<include>> 料金を支払う
作成する

特典を付ける

クーポンを作成する

店長

顧客

喫茶店のＨＰ
広告
代理店

ＨＰの更新

<<include>>

情報入力<<include>>

アンケートに回答する

クーポンを提供する

店長

顧客

図 7 ゴール木の詳細化とコンテキスト図の関連付け

スタッフでアドバイスし合う

回覧板ノートを作成し、顧客の意見を共有する

宣伝するの話し合いにより決定し，「喫茶店に来店しない」をミスユースケースとして表記する．ミスユースケースを回避する「宣伝する」を対策ユースケースとして表記し，サブゴールと一致することを確認する．さらに，ミスユースケースと戦略ゴールを照合する．ミスユースケースは戦略に沿ったゴールのみを抽出し，ゴール整合を図る役割を持つ．詳細化したゴール木とコンテキスト図の関連付けを図 7 に示す．

アンケートを実施する

7. 評価
7.1. 評価基準
例題を用いて B-SCP と提案するゴール整合方法の比較と，ミスユースケース図の有無での比較をする．評価の観点は次の 2 つとする．
(1) 要求に対する解釈の一致(2) ミスユースケース図の効果
7.2. B-SCP とゴール整合方法関連研究である B-SCP と提案するゴール整合方法について，喫茶店の例を用いて検証する．B-SCP に例題を適用したゴール木とコンテキスト図の関連付けを図 8 に示す．
また，提案するゴール整合方法に例題を適用した提案モデルは図 7 と同様である．
喫茶店の顧客を増やす！

図 6 戦略パッケージ
6.4. 戦略ゴール木の分析とコンテキストの関連付け
戦略ゴール木を再びゴールモデルを用いて分析し，詳細化する．戦略ゴールは塗りつぶしている．また，システムが達成すべきゴール層では，ミスユースケース図を関連付ける．ゴール達成の手段となるゴール層では，ユースケース図を関連付ける． ゴール木とコンテキスト図は，達成目的からシステムの操作の流れへと詳細化する．
ミスユースケース図の構成手順は，トップゴールを具体化した「顧客を呼び込む」をユースケースとして表記する．トップゴールを阻害するミスユースケースは，ステークホルダ

宣伝するHPを作成するアンケートで意見を収集する

広告代理店にHP作成を依頼する

アンケート
入力欄を設ける

お知らせページを設ける
情報を更新する

価格を下げる

顧客の意見を聞く

ネットで宣伝する情報を入力する店長
価格を変更する

店内を快適にするクーポンを実施する
HP上で配布

喫茶店

顧客
喫茶店
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喫茶店のHP

顧客
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顧客

喫茶店のHP

クーポン
アンケート

図 8 B-SCP による喫茶店のゴール木とコンテキスト図の関連付け

B-SCP はゴールモデルと Jackson 問題図で構成されており，それぞれゴールとゴールの達成手段との関係性とコンテキストを表している．ゴールモデル側の破線で示されている楕円を，ゴール層とする．ゴール層はコンテキストごとに，ゴールを大まかにまとめるのに役立つものである．
両者の大きな違いは，コンテキストの表現方法である．
B-SCP は，Jackson 問題図を用いて表しており，提案方法はユースケース図，ミスユースケース図を用いて表している．
両者の表現方法の違いについて比較した結果を表 1 に示す．次の 4 つの項目について，比較をした．
表 1 B-SCP と提案方法の比較
B-SCP

提案方法ステークホルダ

比較項目

表現可

表現可

機能要求

表現不可

表現可

アクタと情報システムの相互作用

表現不可

表現可

3層

4層

ゴール階層

提案方法では，機能要求をユースケース，ミスユースケースで表現できる．これにより，アクタと情報システムの相互作用を表現できるようになった．また，ステークホルダが同じコンテキストであっても提案方法では，機能要求の違いによってコンテキストを分けることができるので，提案方法
ではゴール階層が増えている．
このように，提案方法は B-SCP よりも多くの情報を記述できていることが分かる．このことが，ステークホルダ間の「(1)要求に対する解釈の一致」に貢献していると言える．
7.3. ミスユースケース図の効果
ミスユースケース図はコンテキストを表記する際，情報システムのステークホルダや必要性，阻害要因を表現できる．
さらに，対象となるコンテキストのみを表現できる．また，戦略ゴール木の分析時に情報システムのステークホルダや必要性，阻害要因を意識して，機能要求を抽出できる．さらに，最終的にステークホルダ間での情報システムの必要性の確認に役立つ．

8. 考察
B-SCP と提案するゴール整合方法の大きな違いは，コンテキストの表現方法であった．B-SCPはJackson問題図でコンテキストを表記しており，提案するゴール整合方法はユースケース図とミスユースケース図を用いて表記している．
コンテキストをユースケース図，ミスユースケース図で表現したことでコンテキストに機能要求を表記することが可能になった．また，ミスユースケース図は開発する情報システムのステークホルダや必要性，阻害要因を表現することが可能である．そのため，ユースケース図のみでコンテキストを表現するよりもゴールに則したコンテキストの表現が可能になった．
以上のように，提案するゴール整合方法では B-SCP と比較するとゴールに対する情報量が増え，ゴールに対して適切なモデルを表記することができた．このことが，ゴールの整合を可能にし，要求に対するステークホルダ間の解釈の一致に繋がる．

9. 今後の課題
今後の課題として 2 点挙げられる．
1 点目にゴール木の評価値が開発者の主観的な点数となっているため，評価基準を具体化する必要がある．
2 点目にユースケース図は詳細な機能を記述すると図が複雑になる場合があるため，ユースケース図の表現方法について検討する必要がある．

10. まとめ本研究では，Jackson 問題図の概念である，現実世界の問題点を理解することが要求分析に繋がる点に着目した．
要求分析の各プロセスに沿った図を表記することで，ステークホルダ間で問題領域を意識し，ゴール整合を図るゴール指向要求工学プロセスを提案した．
また，ゴールに関連付けるコンテキスト図にユースケース図とミスユースケース図を用いることで， B-SCP よりもゴールに対する情報をさらに付加することが可能となり，ゴールに対して適切なモデルを表記することで，問題解決に向けた有効性のあるゴールのみ抽出することができた． この結果からゴール整合に効果をもたらしたと言える．

参考文献[1] S. J. Bleistein, et al, Requirements Engineering for
e-Business Systems Proc. of APSEC ’04, pp. 410-417.
[2] G. Booch, et al. , The Unified Modeling Language UserGuide, 2nd ed. , ACM Press, 2005.
[3] M. Jackson, Problem Frames, ACM Press, 2001 [榊原 彰(監訳), プロブレムフレーム, 翔泳社, 2006].
[4] REBOK企画WG, 要求工学知識体系, 第１版, 近代科学社, 2011.
[5] D. Pilone, et al. , UML Quick Reference O’Reilly, 2006
[原 隆文(監修), UML2.0 クイックリファレンス, オライリー・ジャパン, 2006].
[6] 鈴木 香予, 村瀬 珠美, 視覚化を用いた要求獲得方法の提案 南山大学 2008 年度卒業論文, 2009.
[7] 近藤 忍, ゴール指向に基づく事業戦略要求分析方法論の提案 南山大学 2010 年度修士論文, 2011.