ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: SILVA, Bruno Carvalho da lattes
Orientador(a): SANTOS, Davi Viana dos lattes
Banca de defesa: SANTOS, Davi Viana dos lattes, SANTOS, Rodrigo Pereira dos, BRAZ JUNIOR, Geraldo, MALCHER, Paulo Robson Campelo, CONTE, Tayana Uchôa
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Maranhão
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET
Departamento: DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6220
Resumo: Requirements Engineering is a critical phase in the software development lifecycle, ensuring the nal product meets stakeholder needs. In software projects, teams often write requirements in unstructured natural language and organize them into requirement specication documents. While this approach simplies document creation, it makes manual analysis dicult and time-consuming, especially in projects with numerous requirements. Modern software contexts, such as the Internet of Things (IoT), demand continuous reevaluation of software development processes. Requirement analysis in IoT poses challenges due to the high diversity of elements in this complex domain. In such scenarios, clustering algorithms can support requirement analysis by grouping them into similar contexts, improving system understanding. To address this, we propose ReqCluster4IoT, a functional requirement clustering method for IoT applications. The approach builds on an exploratory literature analysis to identify IoT characteristics, along with experiments on requirement classication and text semantic similarity. To enhance classication and semantic similarity computation, we developed two datasets: Promise+ and ReqFuncimDataset. Experiments showed that Transformer-based models outperform traditional approaches. We evaluated the method’s acceptance and usefulness through a survey and a focus group. The survey gathered feedback from 10 IoT software developers, while the focus group provided deeper insights into the method’s results. Findings conrmed that ReqCluster4IoT eectively captures relationships between requirements for accurate grouping. Additionally, the method helps professionals cluster IoT software requirements and identify IoT-specic features within groups, improving requirement analysis. The method achieved high acceptance rates in terms of usefulness, eort reduction potential, and intention to use.
id UFMA_259ea753eca485aaa862702ff8e59d8f
oai_identifier_str oai:tede2:tede/6220
network_acronym_str UFMA
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
repository_id_str
spelling SANTOS, Davi Viana doshttp://lattes.cnpq.br/9297257833779277SANTOS, Rodrigo Pereira dosSANTOS, Davi Viana doshttp://lattes.cnpq.br/9297257833779277SANTOS, Rodrigo Pereira dosBRAZ JUNIOR, GeraldoMALCHER, Paulo Robson CampeloCONTE, Tayana Uchôahttp://lattes.cnpq.br/4938655589763802SILVA, Bruno Carvalho da2025-06-04T19:47:12Z2025-04-09SILVA, Bruno Carvalho da. ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT. 2025. 108 F. Dissertação( PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, sÃO lUÍS, 2025.https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6220Requirements Engineering is a critical phase in the software development lifecycle, ensuring the nal product meets stakeholder needs. In software projects, teams often write requirements in unstructured natural language and organize them into requirement specication documents. While this approach simplies document creation, it makes manual analysis dicult and time-consuming, especially in projects with numerous requirements. Modern software contexts, such as the Internet of Things (IoT), demand continuous reevaluation of software development processes. Requirement analysis in IoT poses challenges due to the high diversity of elements in this complex domain. In such scenarios, clustering algorithms can support requirement analysis by grouping them into similar contexts, improving system understanding. To address this, we propose ReqCluster4IoT, a functional requirement clustering method for IoT applications. The approach builds on an exploratory literature analysis to identify IoT characteristics, along with experiments on requirement classication and text semantic similarity. To enhance classication and semantic similarity computation, we developed two datasets: Promise+ and ReqFuncimDataset. Experiments showed that Transformer-based models outperform traditional approaches. We evaluated the method’s acceptance and usefulness through a survey and a focus group. The survey gathered feedback from 10 IoT software developers, while the focus group provided deeper insights into the method’s results. Findings conrmed that ReqCluster4IoT eectively captures relationships between requirements for accurate grouping. Additionally, the method helps professionals cluster IoT software requirements and identify IoT-specic features within groups, improving requirement analysis. The method achieved high acceptance rates in terms of usefulness, eort reduction potential, and intention to use.A Engenharia de Requisitos é uma importante etapa do ciclo de vida de desenvolvimento de software, visando que o produto nal atenda às necessidades dos stakeholders. Em projetos de software, os requisitos são frequentemente escritos em linguagem natural não estruturada e organizados em documentos de especicação de requisitos. Tal característica oferece praticidade no momento da criação do documento; contudo, torna a análise manual difícil e demorada, sobretudo em projetos com grande número de requisitos. Contextos contemporâneos de software, como Internet das Coisas (do inglŸs, Internet of Things ou IoT), tornam necessário que o processo de desenvolvimento de software seja repensado continuamente. A análise de requisitos em IoT é desaadora devido à alta diversidade de elementos presentes nesse domínio complexo. Nestas circunstâncias, uma abordagem que pode dar suporte para a análise destes requisitos é a utilização de algoritmos de agrupamento, para organizá-los em grupos de contextos similares. Tal agrupamento pode ajudar na compreensão do sistema a ser projetado. Foi proposto então o ReqCluster4IoT, um método de agrupamento de requisitos funcionais para aplicações de IoT. O ReqCluster4IoT está fundamentado em uma análise exploratória da literatura para identicar características de IoT e também em experimentos em classicação de requisitos e em similaridade semântica de textos. Para prover melhores índices na classicação e na computação de similaridade semântica, foram desenvolvidos dois conjuntos de dados, a Promise+ e o ReqFuncimDataset. Os experimentos demonstraram a superioridade de modelos baseados em Transformers em detrimento as abordagens tradicionais. O método proposto foi avaliado quanto à sua aceitação, considerando sua utilidade. Para isso, foi conduzida uma pesquisa de opinião e um grupo focal. A pesquisa opinião visava obter a aceitação de 10 desenvolvedores de software para IoT. Por sua vez, o grupo focal foi utilizado para obter mais informações sobre os resultados providos pelo método. Os resultados mostraram que o método proposto consegue capturar com ecácia as relações entre requisitos para agrupá-los corretamente. Os resultados dos experimentos demonstraram ainda que o ReqCluster4IoT pode auxiliar os prossionais no agrupamento de requisitos de software para IoT, bem como a identicação de característica de IoT no grupo pode dar mais informações para a análise destes requisitos. O método obteve também altos índices de aceitação quanto à sua utilidade, ao seu potencial de redução de esforço e intenção de uso.Submitted by Jonathan Sousa de Almeida (jonathan.sousa@ufma.br) on 2025-06-04T19:47:12Z No. of bitstreams: 1 BrunoSilva.pdf: 1841470 bytes, checksum: b45fa92edd3da923e514411623c39972 (MD5)Made available in DSpace on 2025-06-04T19:47:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoSilva.pdf: 1841470 bytes, checksum: b45fa92edd3da923e514411623c39972 (MD5) Previous issue date: 2025-04-09FAPEMACAPESCNPqapplication/pdfporUniversidade Federal do MaranhãoPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCETUFMABrasilDEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCETEngenharia de Requisitos;Internet das CoisasProcessamento de Linguagem NaturalBases de RequisitosAgrupamento de Requisitos.Requirements Engineering;Internet of ThingsNatural Language ProcessingRequirements BasesRequirements Clustering.Ciência da ComputaçãoReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoTReqCluster4IoT: a requirements clustering method for IoT applicationsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMAinstname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)instacron:UFMAORIGINALBrunoSilva.pdfBrunoSilva.pdfapplication/pdf1841470http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/6220/2/BrunoSilva.pdfb45fa92edd3da923e514411623c39972MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82255http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/6220/1/license.txt97eeade1fce43278e63fe063657f8083MD51tede/62202025-06-04 16:47:12.55oai:tede2: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tedebc.ufma.br/jspui/PUBhttp://tedebc.ufma.br:8080/oai/requestrepositorio@ufma.br||repositorio@ufma.bropendoar:21312025-06-04T19:47:12Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)false
dc.title.por.fl_str_mv ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv ReqCluster4IoT: a requirements clustering method for IoT applications
title ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
spellingShingle ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
SILVA, Bruno Carvalho da
Engenharia de Requisitos;
Internet das Coisas
Processamento de Linguagem Natural
Bases de Requisitos
Agrupamento de Requisitos.
Requirements Engineering;
Internet of Things
Natural Language Processing
Requirements Bases
Requirements Clustering.
Ciência da Computação
title_short ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
title_full ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
title_fullStr ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
title_full_unstemmed ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
title_sort ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT
author SILVA, Bruno Carvalho da
author_facet SILVA, Bruno Carvalho da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv SANTOS, Davi Viana dos
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9297257833779277
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv SANTOS, Rodrigo Pereira dos
dc.contributor.referee1.fl_str_mv SANTOS, Davi Viana dos
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9297257833779277
dc.contributor.referee2.fl_str_mv SANTOS, Rodrigo Pereira dos
dc.contributor.referee3.fl_str_mv BRAZ JUNIOR, Geraldo
dc.contributor.referee4.fl_str_mv MALCHER, Paulo Robson Campelo
dc.contributor.referee5.fl_str_mv CONTE, Tayana Uchôa
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4938655589763802
dc.contributor.author.fl_str_mv SILVA, Bruno Carvalho da
contributor_str_mv SANTOS, Davi Viana dos
SANTOS, Rodrigo Pereira dos
SANTOS, Davi Viana dos
SANTOS, Rodrigo Pereira dos
BRAZ JUNIOR, Geraldo
MALCHER, Paulo Robson Campelo
CONTE, Tayana Uchôa
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia de Requisitos;
Internet das Coisas
Processamento de Linguagem Natural
Bases de Requisitos
Agrupamento de Requisitos.
topic Engenharia de Requisitos;
Internet das Coisas
Processamento de Linguagem Natural
Bases de Requisitos
Agrupamento de Requisitos.
Requirements Engineering;
Internet of Things
Natural Language Processing
Requirements Bases
Requirements Clustering.
Ciência da Computação
dc.subject.eng.fl_str_mv Requirements Engineering;
Internet of Things
Natural Language Processing
Requirements Bases
Requirements Clustering.
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Ciência da Computação
description Requirements Engineering is a critical phase in the software development lifecycle, ensuring the nal product meets stakeholder needs. In software projects, teams often write requirements in unstructured natural language and organize them into requirement specication documents. While this approach simplies document creation, it makes manual analysis dicult and time-consuming, especially in projects with numerous requirements. Modern software contexts, such as the Internet of Things (IoT), demand continuous reevaluation of software development processes. Requirement analysis in IoT poses challenges due to the high diversity of elements in this complex domain. In such scenarios, clustering algorithms can support requirement analysis by grouping them into similar contexts, improving system understanding. To address this, we propose ReqCluster4IoT, a functional requirement clustering method for IoT applications. The approach builds on an exploratory literature analysis to identify IoT characteristics, along with experiments on requirement classication and text semantic similarity. To enhance classication and semantic similarity computation, we developed two datasets: Promise+ and ReqFuncimDataset. Experiments showed that Transformer-based models outperform traditional approaches. We evaluated the method’s acceptance and usefulness through a survey and a focus group. The survey gathered feedback from 10 IoT software developers, while the focus group provided deeper insights into the method’s results. Findings conrmed that ReqCluster4IoT eectively captures relationships between requirements for accurate grouping. Additionally, the method helps professionals cluster IoT software requirements and identify IoT-specic features within groups, improving requirement analysis. The method achieved high acceptance rates in terms of usefulness, eort reduction potential, and intention to use.
publishDate 2025
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-06-04T19:47:12Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2025-04-09
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Bruno Carvalho da. ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT. 2025. 108 F. Dissertação( PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, sÃO lUÍS, 2025.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6220
identifier_str_mv SILVA, Bruno Carvalho da. ReqCluster4IoT: um método de agrupamento de requisitos para aplicações de IoT. 2025. 108 F. Dissertação( PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, sÃO lUÍS, 2025.
url https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6220
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Maranhão
dc.publisher.program.fl_str_mv PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO/CCET
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFMA
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA/CCET
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Maranhão
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
instname:Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
instacron:UFMA
instname_str Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
instacron_str UFMA
institution UFMA
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA
bitstream.url.fl_str_mv http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/6220/2/BrunoSilva.pdf
http://tedebc.ufma.br:8080/bitstream/tede/6220/1/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv b45fa92edd3da923e514411623c39972
97eeade1fce43278e63fe063657f8083
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFMA - Universidade Federal do Maranhão (UFMA)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufma.br||repositorio@ufma.br
_version_ 1853508047757901824