Abstract Management of product development activities has become increasingly important, as cycle times of product development have shortened. Smaller product development projects are often conducted rapidly at companies based on customer or sales requests to answer the need for faster cycle times. However, this is often done without fully realizing the impact of the new projects on the larger project portfolio or organizational effectiveness. The main objective of this dissertation is to increase knowledge on the use of agile development methods in small, rapid product development projects, and on the implementation of a rapid product development model. The dissertation is formulated as a qualitative, inductive study based on the research results of four original publications and a summary combining the results. The results of the dissertation show that it is beneficial to separate a rapid product development process for certain types of customer- or sales-initiated projects. A new rapid development model with principles and guidelines is introduced to help organizations facilitate this separation. The implementation of the model can be supported with agile development practices, of which self-managing teams are studied in more detail. There is significant overlap between case companies’ perceived success factors for rapid development and self-management. The results imply that a functional rapid development model can be utilized as a strategic asset at companies. The results also provide empirical evidence that agile development practices can be utilized in product development. In addition to providing empirical evidence in scientific discussion about combining product development and agile software development practices, the results can be used to create better definitions of product development processes in general. / Tiivistelmä Tuotekehityksen johtamisesta ja hallinnasta on tullut entistä haastavampaa ja tärkeämpää, kun tuotekehitysprojektien läpimenoajat ovat lyhentyneet. Yritykset tekevät kasvamassa määrin lyhyitä tuotekehitysprojekteja asiakaspyyntöjen tai myynnin aloitteesta vastatakseen markkinoiden vaatimuksiin nopeasta kehityksestä. Tällaisten nopeiden tuotekehitysprojektien käynnistäminen ja toteutus tehdään usein ymmärtämättä yksittäisen projektin vaikutusta koko projektiportfolioon tai organisaation tehokkuuteen. Tämän väitöskirjan päätavoitteena on tutkia ohjelmistokehityksestä tunnettujen ketterien kehitysmenetelmien käyttöä nopeissa tuotekehitysprojekteissa ja uudenlaisen nopean tuotekehityksen mallin käyttöönotossa. Tutkimus on tehty laadullisena ja induktiivisena tutkimuksena perustuen neljään itsenäiseen tutkimusartikkeliin ja näiden tulokset kokoavaan kokoelmaosaan. Tutkimus osoittaa, että yrityksille on hyödyllistä erottaa erillinen prosessi tietyntyyppisille nopeille tuotekehitysprojekteille. Tutkimuksen tuloksena esitellään malli, joka tukee tätä erottamista periaatteiden ja ohjeiden avulla. Tätä mallia pystytään tukemaan ketterillä kehitysmenetelmillä, joihin liittyen on erityisesti tutkittu itseohjautuvia kehitystiimejä. Case-yritysten havainnoimilla nopean tuotekehityksen menestystekijöillä ja itseohjautuvien tiimien ominaisuuksilla on havaittavissa suurta päällekkäisyyttä. Tulokset osoittavat, että hyvin käytetty ja määritetty nopean tuotekehityksen malli voi olla strateginen kilpailuetu yrityksille. Tulokset lisäävät myös empiiristä tietoa ketterien menetelmien käytöstä tuotekehityksessä ja hyödyntävät siten ajankohtaista tieteellistä keskustelua. Tuloksia voidaan myös hyödyntää muiden tuotekehitysprosessien käyttötarkoituksen tarkempaan määrittämiseen.

Abstract Modern software development must adapt to demanding schedules while keeping the software at a high level of quality. Agile software development has been adopted in recent years to meet such a need. Test-driven development (TDD) is one practice that has arisen within the agile software development movement that leverages unit tests to develop software in incremental cycles. TDD supporters claim that the practice increases the productivity of the practitioners who employ it, as well as the internal and external quality of the software they develop. In order to validate or refute such claims, the software engineering research community has studied TDD for the last decade; the results of the empirical studies on the effects of TDD have been mostly inconclusive. This dissertation has studied two factors that may impact the manifestation of the claimed effects of TDD on software’s external quality and developers’ productivity: the developers’ conformance to the process (i.e., their ability to follow TDD) and their skills. The research was performed in four phases. In the first phase, the literature was reviewed to identify a set of factors that have been considered to affect TDD. In the second phase, two experiments were executed within academia. A total of 77 students at the University of Oulu, took part in the studies. These experiments investigated the quality of the software, as well as the subject’s productivity with respect to their programming and testing skills. A follow-up study, using data collected during the second experiment, explored the relation between the quality, productivity and the subjects’ process conformance. In the third phase, four industrial experiments, involving 30 professional, were performed. Process conformance and skills were investigated in relation to the TDD’s effects on external quality and productivity. The fourth phase synthesized the evidence gathered in the two previous phases. The results show that TDD is not associated with improvements in external quality, or developers’ productivity. Further, improvements in both external quality and productivity are associated with skills, rather than with the process, at least in the case of professional developers. Hence, process conformance has a negligible impact. The productivity of novice developers, on the other hand, can benefit from the test-first approach promoted by TDD. / Tiivistelmä Modernin ohjelmistokehityksen täytyy mukautua haastaviin aikatauluihin säilyttäen ohjelmistojen korkea laatu. Ketterä ohjelmistokehitys on viime vuosina omaksuttu tähän tarpeeseen ja suuntauksessa on saanut alkunsa testivetoisen kehityksen käytäntö, joka hyödyntää yksikkötestausta ohjelmiston inkrementaalisessa, syklisessä kehityksessä. Testivetoisen kehityksen puolestapuhujat väittävät tämän käytännön lisäävän ohjelmistokehittäjien tuottavuutta sekä ohjelmiston sisäistä ja ulkoista laatua. Ohjelmistotuotannon tutkimusyhteisö on tutkinut testivetoista kehitystä viimeisen vuosikymmenen aikana vahvistaakseen tai kumotakseen nämä väitteet. Empiiriset tutkimukset testivetoisen kehityksen vaikutuksista ohjelmistotuotantoon ovat suurelta osin tuloksettomia. Tämä väitöstyö tutkii kahta tekijää, jotka voivat vaikuttaa testivetoisen kehityksen väitettyjen vaikutusten ilmentymiseen ohjelmiston ulkoisena laatuna ja ohjelmistokehittäjien tuottavuutena: ohjelmistokehittäjien taitoja ja prosessin mukaista toimintaa. Tutkimus toteutettiin neljässä vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa tehtiin kirjallisuuskatsaus, jolla selvitettiin tekijöitä, joiden on katsottu vaikuttavan testivetoiseen kehitykseen. Toisessa vaiheessa tehtiin Oulun yliopistolla kaksi koetta, joihin osallistui kaikkiaan 77 opiskelijaa. Kokeissa tutkittiin ohjelmiston laadun ja osallistujien tuottavuuden suhdetta heidän ohjelmointi- ja testaustaitoihinsa. Toisen kokeen aikana kerättyä aineistoa hyödynnettiin jatkotutkimuksessa, jossa tarkasteltiin laadun, tuottavuuden ja prosessin mukaisen toiminnan suhdetta. Kolmannessa vaiheessa tehtiin neljä koetta, joihin osallistui 30 ohjelmistoalan ammattilaista. Prosessin mukaista toimintaa ja taitoja tutkittiin suhteessa testivetoisen kehityksen vaikutuksiin ohjelmiston ulkoiseen laatuun ja tuottavuuteen. Neljännessä vaiheessa syntetisoitiin kahden edellisen vaiheen löydökset. Tulokset osoittavat, ettei testivetoinen kehitys liity ulkoisen laadun parantumiseen eikä ohjelmistokehittäjien tuottavuuteen. Parannukset laadussa ja tuottavuudessa liittyvät ennemmin taitoihin kuin prosessiin, ainakin ohjelmistokehityksen ammattilaisten kohdalla. Näin ollen prosessin mukaisella toiminnalla on vähäpätöinen vaikutus. Toisaalta testivetoisen kehityksen suosiman test-first-menettelytavan hyödyntäminen voi edistää aloittelevien ohjelmistokehittäjien tuottavuutta.