Traceability Links Recovery among Requirements and BPMN models

Tesis por compendio[EN] Throughout the pages of this document, I present the results of the research that was carried out in the context of my PhD studies. During the aforementioned research, I studied the process of Traceability Links Recovery between natural language requirements and industrial software models. More precisely, due to their popularity and extensive usage, I studied the process of Traceability Links Recovery between natural language requirements and Business Process Models, also known as BPMN models. In order to carry out the research, I focused my work on two main objectives: (1) the development of the Traceability Links Recovery techniques between natural language requirements and BPMN models, and (2) the validation and analysis of the results obtained by the developed techniques in industrial domain case studies. The results of the research have been redacted and published in forums, conferences, and journals specialized in the topics and context of the research. This thesis document introduces the topics, context, and objectives of the research, presents the academic publications that have been published as a result of the work, and then discusses the outcomes of the investigation.[ES] A través de las páginas de este documento, presento los resultados de la investigación realizada en el contexto de mis estudios de doctorado. Durante la investigación, he estudiado el proceso de Recuperación de Enlaces de Trazabilidad entre requisitos especificados en lenguaje natural y modelos de software industriales. Más concretamente, debido a su popularidad y uso extensivo, he estudiado el proceso de Recuperación de Enlaces de Trazabilidad entre requisitos especificados en lenguaje natural y Modelos de Procesos de Negocio, también conocidos como modelos BPMN. Para llevar a cabo esta investigación, mi trabajo se ha centrado en dos objetivos principales: (1) desarrollo de técnicas de Recuperación de Enlaces de Trazabilidad entre requisitos especificados en lenguaje natural y modelos BPMN, y (2) validación y análisis de los resultados obtenidos por las técnicas desarrolladas en casos de estudio de dominios industriales. Los resultados de la investigación han sido redactados y publicados en foros, conferencias y revistas especializadas en los temas y contexto de la investigación. Esta tesis introduce los temas, contexto y objetivos de la investigación, presenta las publicaciones académicas que han sido publicadas como resultado del trabajo, y expone los resultados de la investigación.[CA] A través de les pàgines d'aquest document, presente els resultats de la investigació realitzada en el context dels meus estudis de doctorat. Durant la investigació, he estudiat el procés de Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat entre requisits especificats en llenguatge natural i models de programari industrials. Més concretament, a causa de la seua popularitat i ús extensiu, he estudiat el procés de Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat entre requisits especificats en llenguatge natural i Models de Processos de Negoci, també coneguts com a models BPMN. Per a dur a terme aquesta investigació, el meu treball s'ha centrat en dos objectius principals: (1) desenvolupament de tècniques de Recuperació d'Enllaços de Traçabilitat entre requisits especificats en llenguatge natural i models BPMN, i (2) validació i anàlisi dels resultats obtinguts per les tècniques desenvolupades en casos d'estudi de dominis industrials. Els resultats de la investigació han sigut redactats i publicats en fòrums, conferències i revistes especialitzades en els temes i context de la investigació. Aquesta tesi introdueix els temes, context i objectius de la investigació, presenta les publicacions acadèmiques que han sigut publicades com a resultat del treball, i exposa els resultats de la investigació.Lapeña Martí, R. (2020). Traceability Links Recovery among Requirements and BPMN models [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149391TESISCompendi

Definition of Descriptive and Diagnostic Measurements for Model Fragment Retrieval

Tesis por compendio[ES] Hoy en día, el software existe en casi todo. Las empresas a menudo desarrollan y mantienen colecciones de sistemas de software personalizados que comparten algunas características entre ellos, pero que también tienen otras características particulares. Conforme el número de características y el número de variantes de un producto crece, el mantenimiento del software se vuelve cada vez más complejo. Para hacer frente a esta situación la Comunidad de Ingeniería del Software basada en Modelos está abordando una actividad clave: la Localización de Fragmentos de Modelo. Esta actividad consiste en la identificación de elementos del modelo que son relevantes para un requisito, una característica o un bug. Durante los últimos años se han propuesto muchos enfoques para abordar la identificación de los elementos del modelo que corresponden a una funcionalidad en particular. Sin embargo, existe una carencia a la hora de cómo se reportan las medidas del espacio de búsqueda, así como las medidas de la solución a encontrar. El objetivo de nuestra tesis radica en proporcionar a la comunidad dedicada a la actividad de localización de fragmentos de modelo una serie de medidas (tamaño, volumen, densidad, multiplicidad y dispersión) para reportar los problemas de localización de fragmentos de modelo. El uso de estas novedosas medidas ayuda a los investigadores durante la creación de nuevos enfoques, así como la mejora de aquellos enfoques ya existentes. Mediante el uso de dos casos de estudio reales e industriales, esta tesis pone en valor la importancia de estas medidas para comparar resultados de diferentes enfoques de una manera precisa. Los resultados de este trabajo han sido redactados y publicados en foros, conferencias y revistas especializadas en los temas y contexto de la investigación. Esta tesis se presenta como un compendio de artículos acorde a la regulación de la Universitat Politècnica de València. Este documento de tesis presenta los temas, el contexto y los objetivos de la investigación. Presenta las publicaciones académicas que se han publicado como resultado del trabajo y luego analiza los resultados de la investigación.[CA] Hui en dia, el programari existix en quasi tot. Les empreses sovint desenrotllen i mantenen col·leccions de sistemes de programari personalitzats que compartixen algunes característiques entre ells, però que també tenen altres característiques particulars. Conforme el nombre de característiques i el nombre de variants d'un producte creix, el manteniment del programari es torna cada vegada més complex. Per a fer front a esta situació la Comunitat d'Enginyeria del Programari basada en Models està abordant una activitat clau: la Localització de Fragments de Model. Esta activitat consistix en la identificació d'elements del model que són rellevants per a un requisit, una característica o un bug. Durant els últims anys s'han proposat molts enfocaments per a abordar la identificació dels elements del model que corresponen a una funcionalitat en particular. No obstant això, hi ha una carència a l'hora de com es reporten les mesures de l'espai de busca, així com les mesures de la solució a trobar. L'objectiu de la nostra tesi radica a proporcionar a la comunitat dedicada a l'activitat de localització de fragments de model una sèrie de mesures (grandària, volum, densitat, multiplicitat i dispersió) per a reportar els problemes de localització de fragments de model. L'ús d'estes noves mesures ajuda als investigadors durant la creació de nous enfocaments, així com la millora d'aquells enfocaments ja existents. Per mitjà de l'ús de dos casos d'estudi reals i industrials, esta tesi posa en valor la importància d'estes mesures per a comparar resultats de diferents enfocaments d'una manera precisa. Els resultats d'este treball han sigut redactats i publicats en fòrums, conferències i revistes especialitzades en els temes i context de la investigació. Esta tesi es presenta com un compendi d'articles d'acord amb la regulació de la Universitat Politècnica de València. Este document de tesi presenta els temes, el context i els objectius de la investigació. Presenta les publicacions acadèmiques que s'han publicat com resultat del treball i després analitza els resultats de la investigació.[EN] Nowadays, software exists in almost everything. Companies often develop and maintain a collection of custom-tailored software systems that share some common features but also support customer-specific ones. As the number of features and the number of product variants grows, software maintenance is becoming more and more complex. To keep pace with this situation, Model-Based Software Engineering Community is addressing a key-activity: Model Fragment Location (MFL). MFL aims at identifying model elements that are relevant to a requirement, feature, or bug. Many MFL approaches have been introduced in the last few years to address the identification of the model elements that correspond to a specific functionality. However, there is a lack of detail when the measurements about the search space (models) and the measurements about the solution to be found (model fragment) are reported. The goal of this thesis is to provide insights to MFL Research Community of how to improve the report of location problems. We propose using five measurements (size, volume, density, multiplicity, and dispersion) to report the location problems during MFL. The usage of these novel measurements support researchers during the creation of new MFL approaches and during the improvement of those existing ones. Using two different case studies, both real and industrial, we emphasize the importance of these measurements in order to compare results in a deeply way. The results of the research have been redacted and published in forums, conferences, and journals specialized in the topics and context of the research. This thesis is presented as compendium of articles according the regulations in Universitat Politècnica de València. This thesis document introduces the topics, context, and objectives of the research, presents the academic publications that have been published as a result of the work, and then discusses the outcomes of the investigation.Ballarin Naya, M. (2021). Definition of Descriptive and Diagnostic Measurements for Model Fragment Retrieval [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/171604TESISCompendi

Maßgeschneiderte Produktlinienextraktion

Industry faces an increasing number of challenges regarding the functionality, efficiency and reliability of software. A common approach to reduce the linked development effort and respective costs are model-based languages, such as Matlab/Simulink and statecharts. While these languages help companies during development of single systems, the high demand for customized software is an increasing challenge. As a result, variants with high similarity and only slight differences have to be developed in an efficient way. As reimplementation of complex functionality for each variant is no option, copies of existing solutions are often modified for new customers. In the short-run, this so-called clone-and-own approach allows to save costs as existing solutions can easily be reused. However, this approach also involves risks as the relations between the copied systems are rarely documented and errors have to be fixed for each variant in isolation. Thus, with a growing number of potentially large system copies, the resulting maintenance effort can become a problem. To overcome these problems, this thesis contributes an approach to semi-automatically migrate existing model variants to software product lines. These product lines allow to generate all variants from the identified reusable artifacts. As industry uses a variety of different modeling languages, the focus of the approach lies on an easy adaptation for different languages. Furthermore, the approach can be custom-tailored to include domain knowledge or language-specific details in the variability identification. The first step of the approach performs a high-level analysis of variants to identify outliers (e.g., variants that diverged too much from the rest) and clusters of strongly related variants. The second step executes variability mining to identify corresponding low-level variability relations (i.e. the common and varying parts) for these clusters. The third step uses these detailed variability relations for an automatic migration of the compared variants to a delta-oriented software product line. The approach is evaluated using publicly available case studies with industrial background as well as model variants provided by an industry partner.Die Industrie steht einer steigenden Anzahl an Herausforderungen bezüglich der Funktionalität, Effizienz und Zuverlässigkeit von Software gegenüber. Um den damit verbundenen Entwicklungsaufwand und entsprechende Kosten zu reduzieren, werden häufig modellbasierte Sprachen wie Matlab/Simulink oder Zustandsautomaten eingesetzt. Obwohl diese Sprachen die Unternehmen während der Entwicklung von Einzelsystemen unterstützen, führt die große Nachfrage nach maßgeschneiderter Software zu neuen Herausforderungen. Entsprechend müssen Varianten mit hoher Ähnlichkeit und nur geringfügigen Unterschieden effizient entwickelt werden. Da eine Neuimplementierung komplexer Funktionalität für jede Variante keine Option darstellt, werden häufig Kopien existierender Lösungen für Kunden angepasst. Auf kurze Sicht ermöglicht dieser sogenannte clone-and-own-Ansatz Kosten zu sparen, da existierende Lösungen leicht wiederverwendet werden können. Jedoch birgt der Ansatz auch Risiken, da Beziehungen zwischen den Systemkopien selten dokumentiert werden und Fehler für jede der Variante einzeln behoben werden müssen. Somit kann mit einer wachsenden Anzahl an möglicherweise umfangreichen Systemkopien der Wartungsaufwand zu einem Problem werden. Um diese Probleme zu lösen, bietet diese Arbeit einen Ansatz zur semi-automatischen Überführung existierender Modellvarianten in Softwareproduktlinien. Diese ermöglichen eine anschließende Generierung der Varianten aus den identifizierten wiederverwendbaren Artefakten. Da in der Industrie eine große Menge von Modellierungssprachen eingesetzt wird, liegt der Fokus auf der einfachen Adaption für unterschiedliche Sprachen. Zusätzlich kann durch Einbeziehung von Expertenwissen oder sprachspezifische Details die Variabilitätsidentifikation beeinflusst werden. Der erste Schritt des Ansatzes analysiert die Varianten auf hohem Abstraktionslevel, um Außenseiter (z.B. Varianten die stark von den restlichen Variaten abweichen) und Cluster von stark verwandten Varianten zu identifizieren. Der zweite Schritt analysiert diese Cluster auf niedrigem Abstraktionslevel, um entsprechende Variabilitätsrelationen (d.h. gemeinsame und unterschiedliche Teile) zu identifizieren. Der dritte Schritt nutzt diese detaillierten Variabilitätsrelationen für eine automatische Migration der verglichenen Varianten in eine delta-orientierte Softwareproduktlinie. Der Ansatz ist an Fallstudien mit industriellem Kontext sowie Modellvarianten eines Industriepartners evaluiert worden