Design Begründung

Eine entscheidungsbasierte Entwurfsstruktur, die die Bereiche von umfasst Ingenieur-Design, Design -Begründung und Entscheidungsanalyse.

A Design Begründung ist eine explizite Dokumentation der Gründe dafür hinter Entscheidungen wann gemacht Entwerfen a System oder Artefakt. Wie ursprünglich von W. R. Kunz und anfänglich entwickelt Horst Rittel, Design -Begründung versucht, bereitzustellen Argumentation-basierte Struktur auf den politischen, kollaborativen Prozess der Bekämpfung Böse Probleme.[1]

Überblick

Eine Designbewertung ist die explizite Auflistung von Entscheidungen während a gemacht Designprozessund die Gründe, warum diese Entscheidungen getroffen wurden.[2] Sein Hauptziel ist es, zu unterstützen Designer indem ein Mittel zur Verfügung gestellt wird Aufzeichnung und kommunizieren Die Argumentation und Argumentation hinter dem Entwurfsprozess.[3] Es sollte daher enthalten:[4]

  • die Gründe für eine Entwurfsentscheidung,
  • die Rechtfertigung dafür,
  • die anderen Alternativen berücksichtigt,
  • Die Kompromissverletzungen bewertet und
  • die Argumentation, die zur Entscheidung führte.

Mehrere wissenschaftliche Bereiche sind an der Untersuchung von Design -Rationalen beteiligt, wie z. Informatik[2] Kognitionswissenschaft,[3] künstliche Intelligenz,[5] und Wissensmanagement.[6] Für die Unterstützung von Design -Begründungen wurden verschiedene Rahmenbedingungen vorgeschlagen, wie QOC, DRCS, Ibisund drl.

Geschichte

Während Argumentationsformate zurückverfolgt werden können Stephen ToulminArbeiten in den 1950er Jahren[7] Datums, Behauptungen, Haftbefehle, Rückfälle und Widerlegungen, der Ursprung der Designregen kann auf W. R. Kunz zurückgeführt werden und zurückgeführt werden Horst Rittel's[1] Entwicklung des Problembasiertes Informationssystem (IBIS) Notation im Jahr 1970. Seitdem wurden mehrere Varianten auf IBIs vorgeschlagen.

  • Die erste war die prozedurale Hierarchie von Themen (PHI), die erstmals in Ray McCalls Doktorarbeit beschrieben wurde[8] Obwohl zu dieser Zeit nicht genannt.
  • IBIS wurde in diesem Fall auch geändert, um Software -Engineering von Potts & Bruns zu unterstützen.[9] Der Potts & Bruns -Ansatz wurde dann durch die Entscheidungsrepräsentationssprache (DRL) erweitert.[10] was selbst durch Ratspeak erweitert wurde.[5]
  • Fragen und Kriterien für Fragen (QOC), auch als Konstruktionsraumanalyse bezeichnet[11][12] ist eine alternative Repräsentation für argumentationsbasierte Gründe, ebenso wie Win-Win-Win-Win-Situation[13] und die Entscheidungsempfehlung und das Intent -Modell (DRIM).[14]

Das erste Begründungssystem (RMS) war Protokoll, das PHI unterstützte, gefolgt von anderen pHI-basierten Systemen, die Mikropolis und Phidias. Das erste System, das IBIS -Unterstützung bietet, war Hans Dehlingers Stiec.[15] Rittel entwickelte 1983 ein kleines System (ebenfalls nicht veröffentlicht) und das bessere Bekannte Gibis (Grafisches IBIS) wurde 1987 entwickelt.[16]

Nicht alle erfolgreichen DR -Ansätze beinhalten strukturierte Argumentation. Zum Beispiel der Analyseansatz von Carroll und Rossons Szenario-Vertretern[17] Erfasst die Begründung in Szenarien, die beschreiben, wie das System verwendet wird und wie gut das Systemfunktionen die Benutzerziele unterstützen. Der Ansatz von Carroll und Rosson zur Entwurfsbegründung soll den Designern von Computersoftware und Hardware helfen, zugrunde liegende Design -Kompromisse zu identifizieren und schließen auf die Auswirkungen potenzieller Designinterventionen.[18]

Schlüsselkonzepte im Design -Begründung

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, DR -Ansätze zu charakterisieren. Einige wichtige Unterscheidungsmerkmale sind, wie es erfasst wird, wie es dargestellt wird und wie es verwendet werden kann.

Begründung erfasst

Begründung erfasst Ist der Prozess des Erwerbs von Begründungsinformationen an ein Begründungmanagement

Erfassungsmethoden
  • Eine Methode namens "Rekonstruktion"[4] fängt Rationale in roher Form wie Video ein und rekonstruiert sie dann in eine strukturiertere Form.[19] Der Vorteil der Rekonstruktionsmethode besteht darin, dass Rationales sorgfältig erfasst werden können und der Erfassungsprozess den Designer nicht stört. Diese Methode kann jedoch zu hohen Kosten und Verzerrungen der Person führen, die die Rationalen produziert
  • Das "Rekord-und Replay"[4] Methode erfasst einfach Rationales, wenn sie sich entfalten. Rationale werden synchron in a erfasst Videokonferenz oder asynchron erfasst über schwarzes Brett oder E-Mail-basierte Diskussion. Wenn das System eine informelle und semi-formale Darstellung hat, ist die Methode hilfreich.
  • Das "methodische Nebenprodukt"[4] Die Methode erfasst Rationales während des Entwurfsprozesses nach einem Schema. Aber es ist schwer, ein solches Schema zu entwerfen. Der Vorteil dieser Methode sind die niedrigen Kosten.
  • Mit einer reichen Wissensbasis (KB), die im Voraus erstellt wurde, ist der "Lehrling"[4] Methode erfasst Rationale, indem sie Fragen stellen, wenn sie mit der Handlung des Designers verwirrt oder nicht einverstanden sind. Diese Methode kommt nicht nur dem Benutzer, sondern dem System zugute.
  • In "Automatische Generation"[4] Methode, Design -Rationale werden automatisch aus einem Ausführungsverlauf zu geringen Kosten generiert. Es hat die Fähigkeit, konsistente und aktuelle Rationale aufrechtzuerhalten. Die Kosten für die Zusammenstellung der Ausführungsgeschichte sind jedoch aufgrund der Komplexität und Schwierigkeit einiger maschineller Lernprobleme hoch.
  • Der "Historiker"[20] Mit der Methode können eine Person oder ein Computerprogramm alle Aktionen des Designers beobachtet, aber keine Vorschläge machen. Rationale werden während des Entwurfsprozesses erfasst.[19]

Begründung Repräsentation

Die Auswahl der Repräsentation von Design -Begründungen ist sehr wichtig, um sicherzustellen, dass die von uns erfassten Rationalen das sind, was wir uns wünschen, und wir können effizient verwenden. Nach dem Grad der Formalität können die Ansätze, die zur Repräsentation von Design -Begründen verwendet werden, in drei Hauptkategorien unterteilt werden: informell, semiformal oder formal.[4] In der informellen Darstellung können Rationales aufgezeichnet und erfasst werden, indem nur unsere traditionell akzeptierten Methoden und Medien wie Textprozessoren, Audio- und Videoaufzeichnungen oder sogar Handschriften verwendet werden. Diese Beschreibungen machen es jedoch schwierig für die automatische Interpretation oder andere computergestützte Unterstützung. In der formalen Darstellung muss die Begründung im Rahmen eines strengen Formats gesammelt werden, damit die Begründung von Computern interpretiert und verstanden werden kann. Aufgrund des durch formalen Darstellungen definierten strengen Formats von Begründungen kann der Inhalt jedoch kaum vom menschlichen Wesen verstanden werden, und der Prozess der Erfassung von Design -Begründungen erfordert jedoch mehr Anstrengungen, um fertig zu werden, und wird daher aufdringlicher.

Semiformale Darstellungen versuchen, die Vorteile informeller und formaler Darstellungen zu kombinieren. Einerseits sollten die erfassten Informationen von Computern verarbeitet werden können, damit mehr computerbasierte Unterstützung bereitgestellt werden kann. Andererseits sollte das Verfahren und die Methode zur Erfassung von Informationen von Design -Begründen nicht sehr aufdringlich sein. Im System mit einer semiformalen Darstellung werden die erwarteten Informationen vorgeschlagen, und die Benutzer können Begründungen erfassen, indem sie die Anweisungen befolgen, um entweder die Attribute gemäß einigen Vorlagen auszufüllen oder nur in natürliche Sprachbeschreibungen einzugeben.[4]

Argumentationsbasierte Modelle

Das Toulmin -Modell
Eine allgemein anerkannte Methode für die semiforme Konstruktionsbegründung ist die Strukturierung von Designrationale als Argumentation.[5] Das früheste argumentationsbasierte Modell, das von vielen Design-Begründungssystemen verwendet wird, ist das Toulmin-Modell.[7] Das Toulmin -Modell Definiert die Argumentation von Designregen von Design -Begründungen mit sechs Schritten:[21]
  1. Anspruch erhoben;
  2. Unterstützende Daten werden bereitgestellt;
  3. Der Haftbefehl liefert Beweise für die bestehenden Beziehungen;
  4. Der Haftbefehl kann durch eine Unterstützung unterstützt werden;
  5. Modellqualifizierer (einige, viele, die meisten usw.) werden bereitgestellt;
  6. Mögliche Widerlegungen werden ebenfalls berücksichtigt.
Ein Vorteil des Toulmin -Modells ist, dass es Wörter und Konzepte verwendet, die von den meisten Menschen leicht verstanden werden können.
Problembasiertes Informationssystem (IBIS)
Ein weiterer wichtiger Ansatz für die Argumentation der Designrede ist Rittel und Kunz 'IBIS (IBIS (Problembasiertes Informationssystem),[1] Das ist eigentlich kein Softwaresystem, sondern eine argumentative Notation. Es wurde in Softwareform von implementiert von Gibis (Grafische IBIS), ITIBIS (testbasierte IBIS), Kompendiumund andere Software.[22][23] IBIS verwendet einige Begründungelemente (als Knoten bezeichnet) wie Probleme, Positionen, Argumente, Resolutionen und mehrere Beziehungen wie allgemeiner als logische Nachfolger, um die Probleme zu ersetzen, zu ersetzen und ähnlich zu ähnlich, um die Probleme zu verknüpfen.
Prozedurale Hierarchie von Themen (PHI)
PHI (prozedurale Hierarchie von Themen)[24] Erweiterte IBIs auf nicht kontroverse Probleme und definierte die Beziehungen neu. PHI fügt die Subissue -Beziehung hinzu, was bedeutet, dass die Lösung eines Problems von der Lösung eines anderen Problems abhängt.
Fragen, Optionen und Kriterien (QOC)
QOC (Fragen, Optionen und Kriterien)[25] wird für die Analyse der Konstruktion Raum verwendet. Ähnlich wie bei IBIS identifiziert QOC die wichtigsten Designprobleme als Fragen und mögliche Antworten auf Fragen als Optionen. Darüber hinaus verwendet QOC Kriterien, um die Methoden ausdrücklich zu beschreiben, um die Optionen zu bewerten, z. B. die Anforderungen, die erfüllt werden sollen, oder die gewünschten Eigenschaften. Die Optionen sind mit kriterien positiv oder negativ verbunden und diese Links werden als Bewertungen definiert.
Entscheidungsrepräsentationssprache (DRL)
DRL (Entscheidungsrepräsentationssprache)[26] erweitert das Potts- und Bruns -Modell von DR[9] und definiert die Hauptelemente als Entscheidungsprobleme, Alternativen, Ziele, Ansprüche und Gruppen. Lee (1991) hat argumentiert, dass DRL ausdrucksvoller ist als andere Sprachen.[26] DRL konzentriert sich mehr auf die Repräsentation der Entscheidungsfindung und dessen Begründung als auf die Begründung von Design.
Ratspeak
Basierend auf DRL wird RatSpeak entwickelt und als Repräsentationssprache in Seurat (Software Engineering unter Verwendung von Begründen) verwendet.[27] Ratspeak berücksichtigt die Anforderungen (funktional und nicht funktionsfähig) als Teil der Argumente für Alternativen zu den Entscheidungsproblemen. Seurat enthält auch eine Argument -Ontologie, die eine Hierarchie von Argumententypen ist und die Arten von Ansprüchen enthält, die im System verwendet werden.
Winwin Spiralmodell
Das Winwin -Spiralmodell, das im Winwin -Ansatz verwendet wird,[28] Fügt die Winwin -Verhandlungsaktivitäten hinzu, einschließlich der Identifizierung wichtiger Stakeholder der Systeme und der Identifizierung der Gewinnbedingungen jedes Beteiligten und der Verhandlungen, in die Vorderseite jedes Zyklus des Zyklus Spiralsoftwareentwicklungsmodell[29] Um ein für beide Seiten des Projekts einseitig zufriedenstellender (Winwin) -Verabkommen zu erzielen.
Im Winwin -Spiralmodell werden die Ziele jedes Stakeholders als Gewinnbedingungen definiert. Sobald es einen Konflikt zwischen den Gewinnbedingungen gibt, wird es als Problem erfasst. Anschließend erfinden die Stakeholder Optionen und erkunden Kompromisse, um das Problem zu lösen. Bei der Lösung des Problems wird eine Vereinbarung, die die Gewinnbedingungen der Stakeholder erfüllt und die vereinbarte Option erfasst, erfasst. Das Entwurfsgrund hinter den Entscheidungen wird während des Prozesses des Winwin -Modells erfasst und von den Stakeholdern und den Designer verwendet, um ihre spätere Entscheidungsfindung zu verbessern.[28] Das Winwin-Spiralmodell reduziert die Overheads der Erfassung von Entwurfsgründen, indem sie den Stakeholdern einen genau definierten Prozess zur Verhandlung bieten. Im[30] Eine Ontologie der Entscheidungsrationale wird definiert und ihr Modell nutzt die Ontologie, um das Problem der Unterstützung der Entscheidungswartung im Rahmen von Winwin Collaboration anzugehen.
Entwurfsempfehlung und Absichtsmodell (DRIM)
DRIM (Entwurfsempfehlung und Intent-Modell) wird in Shared-Trim verwendet.[14] Die Hauptstruktur von DRIM ist ein Vorschlag, der aus den Absichten jedes Designers besteht, den Empfehlungen, die die Absichten und die Begründung der Empfehlungen erfüllen. Es sind auch Verhandlungen erforderlich, wenn Konflikte zwischen den Absichten verschiedener Designer bestehen. Die akzeptierte Empfehlung wird zu einer Entwurfsentscheidung, und die Gründe der nicht akzeptierten, aber vorgeschlagenen Empfehlungen werden auch während dieses Prozesses aufgezeichnet, was während des iterativen Designs und/oder der Systemwartung nützlich sein kann.

Anwendungen

Die Designsbeschreibung hat das Potenzial, auf viele verschiedene Arten eingesetzt zu werden. Ein Satz von Verwendungen, definiert von Burge und Brown (1998),[19] sind:

  • Designverifizierung - Mit dem Entwurfsgrund kann dies verwendet werden, um zu überprüfen, ob die Entwurfsentscheidungen und das Produkt selbst die Reflexion der Designer und der Benutzer widerspiegeln.
  • Entwurfsbewertung - Mit dem Entwurfsgrund wird die verschiedenen während des Entwurfsprozesses diskutierten Konstruktionsalternativen bewertet.
  • Designwartung - Die Konstruktionsanzeige hilft dabei, die Änderungen zu bestimmen, die zur Änderung des Designs erforderlich sind.
  • Design -Wiederverwendung - Das Design -Begründung wird verwendet, um zu bestimmen, wie das vorhandene Design für eine neue Anforderung mit oder ohne Änderungen in der IT wiederverwendet werden kann. Wenn das Design geändert werden muss, schlägt der DR auch vor, was im Design geändert werden muss.
  • Design -Lehre - Die Gestaltungsgründung könnte als Ressource verwendet werden, um Menschen beizubringen, die mit dem Design und dem System nicht vertraut sind.
  • Designkommunikation - Das Design -Begründung erleichtert eine bessere Kommunikation zwischen Menschen, die am Designprozess beteiligt sind, und hilft damit, ein besseres Design zu entwickeln.
  • Designhilfe - Mit dem Entwurfsgrund könnte die während des Entwurfsprozesses getroffenen Entwurfsentscheidungen überprüft werden.
  • Entwurfsdokumentation - Mit dem Entwurfsgrund dokumentiert der gesamte Entwurfsprozess, der die Beratungen für Besprechungsraum, diskutierte Alternativen, Gründe für die Entwurfsentscheidungen und den Produktüberblick umfasst.

DR wird von Forschungsgemeinschaften in Software-Engineering, mechanischem Design, künstlicher Intelligenz, Bauingenieurwesen und Interaktionsforschung von Human-Computer verwendet. In der Software -Engineering kann es verwendet werden, um die Ideen für die Designer während der Anforderung analysieren, Designbesprechungen erfassen und dokumentieren und mögliche Probleme aufgrund des neuen Entwurfsansatzes vorhersagen.[31] Im Softwarearchitektur und Outsourcing -Lösungsdesign kann das Ergebnis von rechtfertigen Architekturentscheidungen und dienen als Designhandbuch.[32] In der Bauingenieurin hilft es, die Vielfalt der Arbeiten zu koordinieren, die die Designer gleichzeitig in verschiedenen Bereichen eines Bauprojekts erledigen. Es hilft den Designern auch, die Ideen des anderen zu verstehen, zu respektieren und mögliche Probleme zu lösen.[33]

Der DR kann auch von den Projektmanagern verwendet werden, um ihren Projektplan und den Projektstatus auf dem neuesten Stand zu halten. Außerdem können die Mitglieder des Projektteams, die ein Design -Meeting verpasst haben, das DR zurückweisen, um zu erfahren, was zu einem bestimmten Thema diskutiert wurde. Die ungelösten Probleme, die in DR aufgenommen wurden, könnten verwendet werden, um weitere Besprechungen zu diesen Themen zu organisieren.[31]

Das Design -Begründung hilft den Designern, die gleichen Fehler im vorherigen Design zu vermeiden. Dies kann auch hilfreich sein, um die Doppelarbeit von Arbeiten zu vermeiden.[5] In einigen Fällen könnte DR Zeit und Geld sparen, wenn ein Softwaresystem von seinen vorherigen Versionen aktualisiert wird.[2]

Es gibt mehrere Bücher und Artikel, die hervorragende Befragungen von Gründen angewendet werden, die für HCI angewendet werden.[34] Ingenieur-Design[4] und Software -Engineering.[35]

Siehe auch

Verweise

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  32. ^ O. Zimmermann, C. Miksovic, J. Küster, Referenzarchitektur, Metamodell- und Modellierungsprinzipien für das Architekturwissenmanagement in Informationstechnologiediensten. Journal of Systems and Software, Elsevier. Vol. 85, Ausgabe 9, September 2012
  33. ^ Whelton, Michael; Ballard, Glenn; Tommelein, Iris (2007) Anwendung von Design -Begründungssystemen auf Projektdefinition - Einrichtung eines Forschungsprojekts. Archiviert 2007-09-28 bei der Wayback -Maschine Abgerufen am 27. April 2007 abgerufen
  34. ^ Moran, T.; Carroll, J., Hrsg. (1996), Design -Begründung Konzepte, Techniken und Verwendung, Lawrence Erlbaum Associates,
  35. ^ Dutoit, Begründung Management in Software Engineering

Weitere Lektüre

Bücher
  • Burge, JE; Carroll, JM; McCall R; Mistrolk I (2008). Begründete Software-Engineering. Heidelberg: Springer-Verlag.
  • Dutoit, Ah; McCall R; Mistrolk I; Paech B (2006). Begründung Management in Software Engineering. Heidelberg: Springer-Verlag.
  • Conklin, J (2005). Dialogzuordnung. Weinheim: Wiley-vch Verlag.
  • Kirschner, PA; Buckingham-Shum SJ; Carr CS (2003). Visualisierung von Argumentation: Softwaretools für kollaborative und pädagogische Sinnesherstellung. London: Springer-Verlag.
  • Moran, t; Carroll J (1996). Design -Begründung Konzepte, Techniken und Verwendung. NJ: Lawrence Erlbaum Associates.
Spezielle Probleme
  • Künstliche Intelligenz für Ingenieurdesign, Analyse und Fertigung (Aiedam), Sonderausgabe: Herbst 2008, Vol.22 Nr. 4 Design Begründung http://web.cs.wpi.edu/~aiedam/specialissues/burge-bracewell.html
  • Künstliche Intelligenz für technische Design, Analyse und Fertigung (AIEDAM), Sonderausgabe zur Vertretung und Verwendung von Design -Rationale, 1997, Band11 Nr. 2, Cambridge University Press
Workshops
  • Zweiter Workshop zum Teilen und Wiederverwenden von Architekturwissen - Architektur, Begründung und Designabsicht (Shark/Adi 2007), (Rc.rug.nl) als Teil des 29. int. Conf. auf Software Engineering (ICSE 2007) (Cs.ucl.ac.uk)
  • Workshop über Design -Begründung: Probleme und Fortschritt (Fortschritt (Muohio.edu)
  • Workshop -Stühle: Janet Burge und Rob Bracewell, am 9. Juli 2006 in Verbindung mit Design, Computing und Kognition '06.Eindhoven, (wwwfaculty.arch.usyd.edu.au) Niederlande

Externe Links

  • Bcisive.aushink.com: Ein kommerzielles Softwarepaket für Design -Begründung und Entscheidungsbewertung im weiteren Sinne.Grafische Schnittstelle, gemeinsame Nutzungsfunktionen.
  • Kompendium: Ein Hypermedia -Tool, das visuelle Wissensmanagementfunktionen auf IBIS bietet.Kostenlose Java -Anwendung, Binär und Quelle, mit einer aktiven Benutzergemeinschaft, die jährlich trifft.
  • Designvue: Ein Werkzeug für visuelle Wissensaufnahmen basierend auf IBIS und anderen Methoden.Kostenlose Java -Anwendung.
  • Seurat: Ein Eclipse-Plug-In, das die Erfassung und Verwendung von Begründungen mit einer Softwareentwicklungsumgebung integriert.Seurat ist als Open -Source -Projekt in GitHub ([1]).