ソフトウェア開発の複雑さに立ち向かう

by 増田亨

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ソフトウェア開発の複雑さに立ち向かう 2024年11月26日有限会社システム設計増田亨 1 アーキテクチャ Conference 2024

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自己紹介業務系アプリケーションソフトウェアの開発者モデル駆動設計 Java/Spring Boot/IntelliJ IDEA/JIG 有限会社システム設計代表 since 2003 コミューン株式会社技術アドバイザ since 2023 2 増田亨（ますだとおる）著書(2017) 訳書(2024)

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本日お話する内容 ◆ どんどん複雑になるソフトウェア開発 ◆ 予測しづらい状況でどう設計していくか ◆ 事業視点で設計する：４つのアプローチ ◆ 設計の知識と技能をどう習得するか 3

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どんどん複雑になるソフトウェア開発 4

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デジタル化の進展（技術視点） • モバイルデータ通信とクラウドの普及 • データの量と種類が爆発 • それを扱うためのソフトウェアの数と種類も増加 • ソフトウェア開発はますます複雑になってきている 5

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「複雑さ」がますます複雑に 6 複雑性曖昧性不確実性変動性予測しづらい状況でソフトウェア開発に取り組む

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予測しづらい状況変動性状況が安定しない、変化し続ける不確実性予測しにくい要素が増える複雑性構成要素の多元化と多様化、つながりの煩雑化曖昧性影響範囲の境界がぼやける、因果関係がはっきりしない 7

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なぜ予測しづらくなった？ 8

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デジタル化の進展（事業視点） • 事業活動の広い範囲でデジタル化が進行し事業活動とソフトウェアシステムの変化が一体化 • この一体化は、ソフトウェアシステムを活用して、競争優位を確保する機会であり、競争優位を失う危機である 9

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予測しづらい状況での取り組み（事業視点） • 事業活動は、昔も今も、予測しづらい状況での取り組み • 変動性、不確実性、複雑性、曖昧性があたりまえコンピュータやデータ通信がない時代、おそらく五千年前から、ずっとそうだった • 事業活動が広範囲にデジタル化することでソフトウェアエンジニアが事業活動の当事者になった 10

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予測しづらい状況でどう設計していくか 11

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事業活動の当事者として設計する • 事業の中核課題＝競争優位の獲得と維持を理解する • ソフトウェアの開発運用を事業視点でとらえる • 競争優位の獲得と維持に焦点を合わせて設計判断する 12

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予測しづらい状況下の行動モデル 13 現在の状況を観察（新たな材料を獲得）経験知の取り出し（手持ちの材料を利用）状況の判断仮説の立案行動目標状況を変化させる経験知を増やす事業活動の行動モデル＝ソフトウェアシステム開発運用の行動モデル

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予測しづらい状況で設計を駆動するための４つのソフトウェア品質特性 14 変更容易性合目的性経済性相互運用性

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事業課題と設計方針を整合させる 15 複雑性曖昧性不確実性変動性合目的性事業視点：中心課題は競争優位の確保と維持 ⇒ 競争優位で設計を判断する

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事業利益と設計を整合させる 16 複雑性曖昧性不確実性変動性経済性事業視点：利益＝売上 – 費用 ⇒ ソフトウェアで売上増 and/or 費用減を推進する

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事業活動の変化と設計を整合させる 17 複雑性曖昧性不確実性変動性変更容易性事業視点：競争優位の確保と維持のために行動を変える ⇒ そのためのモジュール化

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事業活動の連動性と設計を整合させる 18 複雑性曖昧性不確実性変動性相互運用性事業視点 : 競争優位のための事業活動の効果的連動 ⇒ アプリケーション間連係の最適化

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４つの品質特性：事業課題と設計方針 19 ソフトウェア品質特性事業課題設計方針合目的性競争優位の確保と維持競争優位の確保と維持を目指して設計する経済性利益 = 売上 - 費用ソフトウェアで、売上増 and/or 費用減を推進する変更容易性競争優位の確保と維持のために行動を変える行動の変更(業務ルール変更) を進めるためのモジュール化相互運用性競争優位の確保と維持するために事業活動を連動するアプリケーション間連係を事業視点で最適化整合させる

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事業視点で設計に取り組む４つのアプローチ 20

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４つのアプローチ ➢ 予測しづらい状況下の行動モデル ➢ 競争優位分析とソフトウェア設計 ➢ 事業視点での関心の分離とモジュール化 ➢ 事業視点でのアプリケーション間連係 21

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行動モデル 22

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予測しづらい状況下の行動モデル（再掲） 23 現在の状況を観察（新たな材料を獲得）経験知の取り出し（手持ちの材料を利用）状況の判断仮説の立案行動目標状況を変化させる経験知を増やす事業活動の行動モデル＝ソフトウェアシステム開発運用の行動モデル

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競争優位分析とソフトウェア設計 24

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購買物流生産出荷物流販売促進販売顧客支援技術開発人的資源の管理調達競争優位を分析する技法 25 事業活動を８つの領域に分類して競争優位を分析（価値連鎖モデル）競争優位を確保し維持するために・差別化する仕組みは？・コスト優位を生み出す仕組みは？・各活動の連動方法は？

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競争優位とソフトウェア設計方針 26 競合他社との差別化中核業務ロジックの複雑さ対象領域を二軸で分類

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業務領域の競争優位と設計方針中核一般補完競争優位 ◎ × × 複雑さ〇〇 × 変化〇 × × 設計方針ドメインモデルイベント履歴外部製品評価 CRUD/ETL 調達方法内製購入外注 27

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事業視点での関心の分離とモジュール化 28

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関心の分離とモジュール化の経験則 29 アーキテクチャスタイル設計パターン実装パターン（イディオム）全体を俯瞰した関心の分離の基本方針部分的なモジュール構造実装技術依存の問題解決方法さまざまな経験則が入手可能強調する点が異なるが対立ではなく補完する関係事業視点からどう利用するかを判断する

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事業視点でモジュール設計 • 業務ルールに焦点を合わせる競争優位を確保し維持するための決め事が業務ルール複雑かつ変更が多い • 業務ルール記述のモジュール性競争優位の確保と維持に強く影響する（業務ルール変更への即応性） • 業務ルールモジュールの設計対象業務で関心のある値とその計算判断ロジックをカプセル化するアプリケーション固有の抽象的なデータ型を体系的に整える 30

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事業視点でのアプリケーション間連係 31

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連係：異なるモデルのつなぎ方 32 対等の関係力関係が片寄った関係競争優位の確保と維持のためにどうつなぐか

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設計方法：分散型アプリケーション間連係 33 マイクロサービスアーキテクチャ（第14章）イベント駆動型アーキテクチャ（第15章）データメッシュ（第1６章）競争優位の確保と維持のための連係方式

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事業視点のソフトウェア設計どう習得するか 34

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予測しづらい状況下のソフトウェア設計 35 現在の状況を観察（新たな材料を獲得）経験知の取り出し（手持ちの材料を利用）状況の判断仮説の立案行動目標状況を変化させる経験知を増やす事業活動の行動学習モデル＝ソフトウェアシステム開発運用の行動学習モデル

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終わりのない学習活動 • ソフトウェア設計にあらかじめ決まった答えはない • 予測しづらい状況で、場面に応じて探索と発見を繰り返すつまり • ソフトウェア設計とは継続的で終わりのない学習活動 36

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継続的な学習：三つの基本行動観察する • 選択的注意（何を、なぜ観察するかを意識する） • 多様性：異なる経験と視点を持つ複数メンバーで協働観察する • 一般化されたモデルと関係づける仮説の立案 • 目的地までのあらすじを考える • あらすじ（予測）と実際の進行（行動の結果）との差分から学ぶ行動から学ぶ • 行動によって、経験知を増やして、手持ちの判断材料を増やす • 行動によって、状況を変化させて、新たな判断材料を増やす 37

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事業視点のソフトウェア設計：学び方 38 共創経験則習熟さまざまな場面の経験を自分なりに一般化した暗黙知場面に応じて活性化する経験によって更新される書籍など、言語化/可視化された他者の経験則を、自分が取り組んでいる個別の状況と対応づけて取り入れる設計の知識と技能をお互いに持ち寄って組み合わせる制約の多い実際の文脈で手を動かして体で覚えるうまくできるようになる相乗効果（三つの掛け算）足し算ではなく掛け算

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まとめ ◆ 複雑になるソフトウェア開発、事業活動との一体化 ◆ 予測しづらい状況で事業視点で設計する ◆ 競争優位分析とソフトウェア設計を整合させる ◆ 継続的な探索と発見（観察・仮説・行動） ◆ 事業視点で、経験則を増やし、習熟し、共創する 39