Was ist Requirements Engineering? Ablauf und Vorteile

Da Produkte immer komplexer, softwaregesteuerter und interdisziplinärer werden, benötigen Unternehmen einen strukturierten Ansatz, um die Anforderungen der Beteiligten mit der technischen Umsetzung in Einklang zu bringen. Das Anforderungsmanagement bildet die Grundlage für die Definition, Validierung und Verwaltung von Anforderungen während des gesamten Produkt- und Softwareentwicklungszyklus und unterstützt Teams dabei, die Kollaboration zu verbessern, die Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten, Risiken zu minimieren und qualitativ hochwertigere Produkte zu liefern.

Was versteht man unter Requirements Engineering?

Anforderungsmanagement ist der strukturierte Prozess des Entdeckens, Analysierens, Dokumentierens, Validierens und Verwalten der Anforderungen während des gesamten Produkt- und Softwareentwicklungszyklus.

Eine Anforderung definiert eine Funktion, ein Verhalten, eine Einschränkung oder eine Bedingung, die ein System erfüllen muss. Anforderungen können von Kunden, geschäftlichen Interessengruppen, Aufsichtsbehörden, Teams des Engineerings oder Endnutzern stammen.

Das vorrangige Ziel besteht darin, ein klares, gemeinsames und überprüfbares Verständnis darüber zu schaffen, was geliefert werden muss, und gleichzeitig einen kontrollierten Weg bereitzustellen, um Anforderungen zu verfeinern, sobald neue Informationen verfügbar werden.

Die beiden gängigsten Arten von Anforderungen, die im Requirements Engineering häufig verwendet werden, sind:

• Funktionale Anforderungen beschreiben, was ein System leisten muss.
• Nicht-funktionale Anforderungen beschreiben, wie das System funktionieren soll, einschließlich Zuverlässigkeit, Leistung, Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit und Skalierbarkeit.

Das Requirements Engineering schlägt eine Brücke zwischen den Bedürfnissen der Stakeholder und der Umsetzung und schafft so einen klaren Weg vom ersten Konzept über Design, Entwicklung, Test, Validierung bis hin zur Freigabe im gesamten Produkt- und Softwareentwicklungslebenszyklus.

Die Bedeutung des Requirements Engineering in der Produkt- und Softwareentwicklung

Viele Herausforderungen in der Softwareentwicklung lassen sich auf unklare, unvollständige, inkonsistente oder schlecht verwaltete Anforderungen zurückführen. Wenn Teams ohne ein gemeinsames Verständnis der erwarteten Ergebnisse in die Entwicklung einsteigen, treten später im Produkt- und Softwareentwicklungszyklus oft Lücken zutage, wenn Änderungen kostspieliger und störender sind.

Nehmen wir als Beispiel ein Team des Engineering-Bereichs, das eine moderne Beleuchtungsplattform für die Automobilindustrie entwickelt. Hunderte von Anforderungen können das Systemverhalten, Sicherheitserwartungen, Leistungsbeschränkungen, gesetzliche Auflagen und Lieferumfänge der Zulieferer definieren. Wenn sich Entwürfe weiterentwickeln und Produktvarianten eingeführt werden, benötigen Teams eine zuverlässige Methode, um sicherzustellen, dass die Anforderungen weiterhin mit den Verifizierungsaktivitäten und den technischen Entscheidungen verknüpft bleiben.

Diese Herausforderung tritt häufig in komplexen Produktentwicklungsumgebungen auf. So strebte beispielsweise ams OSRAM danach, die Anforderungspraktiken in den Entwicklungsteams, die anspruchsvolle Beleuchtungssysteme entwickeln, zu standardisieren, nachdem zuvor getrennte Toolchains und Prozesse zusammengeführt worden waren. Die Initiative verdeutlicht, wie das Requirements Engineering Unternehmen dabei hilft, bei zunehmender Komplexität Konsistenz über Projekte, Produktvarianten und Verifizierungsaktivitäten hinweg herzustellen.

Das Requirements Engineering bietet die erforderliche Struktur, um die Erwartungen der Stakeholder zu definieren, Annahmen frühzeitig zu validieren und die Abstimmung während der gesamten Entwicklung aufrechtzuerhalten. Da Produkte zunehmend softwaregesteuert und interdisziplinär sind, hilft es Unternehmen, die Komplexität zu bewältigen und gleichzeitig das Risiko kostspieliger Probleme in späteren Phasen zu verringern. In der komplexen Produktentwicklung kann das Requirements Engineering nicht als isolierte Erstellungsaktivität betrieben werden. Es muss Anforderungen mit Risiken, Entwürfen, Tests, Änderungen, Varianten und Releases über den gesamten Produkt- und Softwareentwicklungslebenszyklus hinweg verknüpfen.

Wie ams OSRAM das Requirements Engineering optimiert hat

Erfahren Sie, wie ams OSRAM einen gemeinsamen Ansatz für Anforderungen, Varianten und das Testmanagement entwickelt hat.

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Anforderungsmanagement vs. Requirements Engineering

Obwohl die Begriffe oft synonym verwendet werden, stehen sie für unterschiedliche, aber eng miteinander verbundene Aspekte derselben Disziplin. Das Requirements Engineering konzentriert sich auf die Definition und Entwicklung von Anforderungen durch Aktivitäten wie Erfassung, Analyse, Spezifikation, Validierung und Verifikation. Das Requirements Management erweitert diese Arbeit auf den gesamten Produkt- und Softwareentwicklungslebenszyklus, indem es sicherstellt, dass die Anforderungen auch im Zuge der Weiterentwicklung der Produkte korrekt, miteinander verknüpft und umsetzbar bleiben.

Das Anforderungsmanagement umfasst Aktivitäten wie Änderungskontrolle, Rückverfolgbarkeit, Versionsverwaltung, Kollaboration mit den Beteiligten und Auswirkungsanalyse. Es handelt sich dabei nicht um einen separaten Prozess, sondern um einen fortlaufenden Bestandteil des Requirements Engineering, der dazu beiträgt, die Abstimmung zwischen den Bedürfnissen der Beteiligten, den Entwicklungsaktivitäten, den Testmaßnahmen und den gelieferten Ergebnissen aufrechtzuerhalten. Unternehmen, die sowohl bei der Definition von Anforderungen als auch bei deren langfristiger Verwaltung hervorragende Leistungen erbringen, sind besser gerüstet, um Komplexität zu bewältigen, sich an Veränderungen anzupassen und Produkte zu liefern, die den Erwartungen des Unternehmens und der Kunden entsprechen.

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Wie ein effektives Anforderungsmanagement komplexe Produktentwicklungsvorhaben unterstützt.

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Was sind die wichtigsten Aktivitäten im Prozess des Requirements Engineerings?

Ermittlung der Stakeholder-Bedürfnisse

Die Anforderungserhebung konzentriert sich darauf, die Bedürfnisse der Stakeholder, die Geschäftsziele, technische Einschränkungen und die Erwartungen der Nutzer zu ermitteln, bevor die Entwicklung beginnt. Die Teams sammeln Input durch Stakeholder-Interviews, Workshops, Nutzerforschung, Prozessanalysen und Kollaborationen. Das Ziel besteht darin, sowohl explizite Anforderungen als auch weniger offensichtliche Bedürfnisse aufzudecken, die später im Produkt- und Softwareentwicklungszyklus die Entwicklungsergebnisse betreffen könnten.

Anforderungen analysieren und priorisieren

Die Anforderungsanalyse hilft Teams dabei, Konflikte, Abhängigkeiten, Annahmen, Bedenken hinsichtlich der Machbarkeit und Lücken zu identifizieren. Teams verfeinern und priorisieren Anforderungen auf der Grundlage des Nutzens für die Stakeholder, technischer Einschränkungen, Risiken, gesetzlicher Verpflichtungen und des Verwendungszwecks. Dies schafft eine solidere Grundlage für Entwurf, Umsetzung und Verifizierung.

Anforderungen spezifizieren

Sobald Sie Anforderungen identifiziert haben, dokumentieren Sie diese in einem klaren, konsistenten und strukturierten Format. Gut definierte Anforderungen sollten eindeutig, testbar, rückverfolgbar und vollständig genug sein, um nachfolgende Aktivitäten zu leiten. Eine effektive Spezifikation schafft eine gemeinsame Informationsquelle für die Stakeholder und trägt dazu bei, Missverständnisse während des Entwurfs, der Entwicklung und des Testens zu reduzieren.

Anforderungen verifizieren und validieren

Verifizierung und Validierung stellen sicher, dass Anforderungen sowohl qualitativ hochwertig sind als auch den Erwartungen der Stakeholder entsprechen. Bei der Anforderungsverifizierung wird geprüft, ob jede Anforderung wohlformuliert, klar, konsistent, realisierbar und testbar ist. Die Anforderungsvalidierung bestätigt, dass die dokumentierten Anforderungen die Bedürfnisse der Stakeholder, den Verwendungszweck und die geltenden Einschränkungen genau widerspiegeln. Im späteren Verlauf der Entwicklung liefern miteinander verknüpfte Verifizierungs- und Validierungsaktivitäten den Nachweis, dass das implementierte Produkt diese Anforderungen erfüllt und den Verwendungszweck unterstützt.

Regelmäßige Überprüfungen helfen dabei, Lücken frühzeitig zu erkennen und so das Risiko kostspieliger Änderungen im späteren Entwicklungsverlauf zu verringern.

Anforderungen und Änderungen verwalten

Anforderungen entwickeln sich während des gesamten Produkt- und Softwareentwicklungslebenszyklus weiter, da sich Prioritäten verschieben, Vorschriften ändern und neue Informationen verfügbar werden. Das Anforderungsmanagement stellt die erforderlichen Prozesse bereit, um diese Änderungen zu steuern und zu bewerten und gleichzeitig die Versionskontrolle, Rückverfolgbarkeit, Abstimmung mit den Stakeholdern sowie die Auswirkungsanalyse sicherzustellen. Diese Transparenz hilft Teams zu verstehen, wie sich Aktualisierungen auf Entwürfe, Tests, Releases und Compliance-Maßnahmen auswirken, und unterstützt die End-to-End-Rückverfolgbarkeit während der gesamten Entwicklung.

Häufige Herausforderungen, die bei der Entwicklung eines Requirements Engineering-Prozesses vermieden werden sollten

Scope Creep

Scope Creep tritt auf, wenn Teams neue Anforderungen ohne angemessene Bewertung oder Genehmigung einführen. Eine unkontrollierte Ausweitung kann die Entwicklungskosten erhöhen, Zeitpläne verlängern und zu Verwirrung zwischen den Teams führen. Formelle Überprüfungs- und Genehmigungsprozesse tragen dazu bei, dass Änderungen auf der Grundlage ihres geschäftlichen Nutzens und ihrer Auswirkungen auf das Projekt bewertet werden.

Kein "Over-Engineering"

Nicht jedes Projekt erfordert ein übermäßiges Level an Dokumentation oder Prozesskomplexität. Unternehmen sollten Prozesse implementieren, die in einem angemessenen Verhältnis zum Projektrisiko, zu den regulatorischen Anforderungen und zur Produktkomplexität stehen. Übermäßig starre Ansätze können Innovationen bremsen und die Agilität in der Entwicklung beeinträchtigen.

Mangel an Feedback und Überprüfungen

Anforderungen, die isoliert entwickelt werden, enthalten oft Annahmen, Auslassungen oder Unklarheiten. Regelmäßige Überprüfungen durch die Beteiligten fördern die Kollaboration und helfen dabei, Probleme bereits in einer frühen Phase des Produkt- und Softwareentwicklungszyklus zu erkennen, wenn Änderungen noch weniger störend sind. Kontinuierliches Feedback verbessert zudem die Abstimmung zwischen Geschäfts- und Entwicklungsteams.

Ausschluss von Stakeholdern

Eine der häufigsten Ursachen für Probleme mit den Anforderungen ist die Nicht-Einbeziehung der richtigen Stakeholder. Verschiedene Gruppen bringen oft einzigartige Perspektiven in Bezug auf Funktionalität, Qualität, Benutzerfreundlichkeit, Compliance, Wartbarkeit oder Kundenerfahrung ein. Eine breite Beteiligung trägt dazu bei, umfassendere und genauere Anforderungen zu erstellen.

Was sind die Vorteile des Requirements Engineerings?

Weniger Nacharbeit und geringeres Entwicklungsrisiko

Anforderungsprobleme, die erst spät in der Entwicklung entdeckt werden, lassen sich oft nur schwer beheben. Eine frühzeitige Klärung und Validierung der Anforderungen hilft Teams, Lücken schneller zu erkennen und so vermeidbare Nacharbeit, unkontrollierte Änderungen und nachgelagerte Störungen zu reduzieren.

Klarer Projektumfang und klarere Prioritäten

Dokumentierte Anforderungen verdeutlichen Projektgrenzen, Prioritäten und die Erwartungen der Beteiligten. Ein gemeinsamer Projektumfang hilft Teams, fokussiert zu bleiben und vorgeschlagene Änderungen systematisch zu bewerten, während gleichzeitig die Ausrichtung auf die Geschäftsziele gewahrt bleibt.

Verbesserte Effizienz

Klare, zugängliche Anforderungen tragen dazu bei, Missverständnisse und widersprüchliche Annahmen zu reduzieren. Dieses gemeinsame Verständnis kann die Entwicklung, das Testen und die Überprüfungen rationalisieren und gleichzeitig fundiertere Entscheidungen teamübergreifend unterstützen.

Unterstützung von Compliance- und Qualitätsprozessen

Nachverfolgbare Anforderungen liefern dokumentierte Nachweise, die Anforderungen mit Implementierungs-, Test- und Validierungsaktivitäten verknüpfen. Diese Transparenz unterstützt Audits, Compliance-Maßnahmen und Qualitätsprozesse und hilft Teams gleichzeitig dabei, potenzielle Risiken zu identifizieren und zu bewältigen.

Höhere Vorhersehbarkeit der Lieferung

Solide Anforderungenpraktiken helfen Teams dabei, die Entwicklung auf die Bedürfnisse von Kunden, Stakeholdern und des Marktes abzustimmen. Klare Prioritäten, Rückverfolgbarkeit und ein strukturiertes Change Management können die Vorhersehbarkeit der Lieferung stärken und Teams bei sich wandelnden Geschäftsanforderungen unterstützen.

Bessere Kommunikation

Anforderungen schaffen einen gemeinsamen Bezugspunkt für Stakeholder, Systemingenieure, Entwickler, Qualitätsteams und die Führungsebene. Ein gemeinsames Verständnis von Zielen und Erwartungen hilft Teams dabei, in der Kollaboration zusammenzuarbeiten, Probleme früher zu erkennen und fundiertere Entscheidungen zu treffen.

Inwiefern unterstützt das Requirements Engineering regulierte und komplexe Branchen?

Unternehmen in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie, der Medizintechnik, der Industrieausrüstung und der Hightech-Fertigung stehen vor Entwicklungsherausforderungen, die weit über die Dokumentation von Anforderungen hinausgehen. Entwicklungsteams müssen verschiedene Disziplinen koordinieren, Produktvarianten verwalten, Änderungen bewerten und nachweisen, dass die Produkte die vorgesehenen Anforderungen erfüllen.

In diesen Umgebungen erstrecken sich Anforderungen oft über zahlreiche Systeme, Teams, Zulieferer und Entwicklungsstränge. Eine Änderung an einer einzigen Anforderung kann die Entwürfe, Tests, Dokumentation und Freigabepläne betreffen. Das Requirements Engineering bietet das erforderliche Framework, um diese Auswirkungen zu bewerten und die Konsistenz im Laufe der Produktentwicklung zu gewährleisten.

Dies ist besonders wichtig für Unternehmen, die komplexe, softwaredefinierte Systeme entwickeln. Wie die Bemühungen von ams OSRAM zur Vereinheitlichung der Anforderungspraktiken in der gesamten Engineering-Organisation zeigen, kann die Beibehaltung eines gemeinsamen Ansatzes für Anforderungen und Verifizierung den Teams helfen, die zunehmende Produktkomplexität zu bewältigen und gleichzeitig langfristige Produktqualitätsziele zu unterstützen.

Wie kann PTC Unternehmen beim Requirements Engineering unterstützen?

Da Produkte zunehmend softwaregesteuert und vernetzt sind und sich ständig ändernden regulatorischen Anforderungen unterliegen, wird die Verwaltung von Anforderungen über den gesamten Produkt- und Softwareentwicklungslebenszyklus hinweg immer anspruchsvoller. Entwicklungsteams benötigen eine Möglichkeit, die Bedürfnisse der Stakeholder, Entwicklungsaktivitäten, Testmaßnahmen und Compliance-Ziele aufeinander abzustimmen und sich gleichzeitig an Veränderungen anzupassen.

Codebeamer unterstützt Unternehmen dabei, einen vernetzten Ansatz für das Anforderungsmanagement zu etablieren, indem es Anforderungen, Risiken, Tests und Entwicklungsaktivitäten in einer integrierten Umgebung zusammenführt. Im Rahmen des ALM-Lebenszyklus verknüpft Codebeamer Anforderungen mit Risiken, Tests, Änderungen und Entwicklungsarbeiten und hilft Teams dabei, Rückverfolgbarkeit herzustellen, die Auswirkungen von Änderungen zu bewerten und die Abstimmung über Validierung und Freigabe hinweg aufrechtzuerhalten. Durch Integrationen mit der gesamten Engineering-Toolkette können Unternehmen die Rückverfolgbarkeit über die Bereiche ALM, PLM und System-Engineering hinweg ausweiten.

Indem sie die Abhängigkeit von isolierten Dokumenten, Tabellenkalkulationen und manuellen Prozessen verringern, können Unternehmen die Kollaboration verbessern, Compliance-Initiativen unterstützen und die Abstimmung von den anfänglichen Anforderungen bis hin zur Validierung und Freigabe aufrechterhalten.