Leitfaden zu gängigen Arten von Anforderungen

Moderne Software- und Systementwicklung stützt sich auf klar definierte Softwareanforderungen, um sicherzustellen, dass Teams die richtige Lösung mit dem richtigen Qualitätsniveau entwickeln. Diese Anforderungen beschreiben die erwarteten Funktionen, Verhaltensweisen, Einschränkungen und Leistungsmerkmale des Systems und bilden die Grundlage für alle nachfolgenden technischen Entscheidungen. Es gibt verschiedene Arten von Anforderungen, die eine breite Palette von Anwendungsfällen abdecken, doch viele Unternehmen haben nach wie vor mit uneinheitlicher Terminologie, unklaren Anforderungskategorien und fragmentierter Dokumentation zu kämpfen. Das Verständnis der gesamten Landschaft der Anforderungstypen ist unerlässlich, um die Abstimmung zu verbessern, ein effektives Anforderungsmanagement zu gewährleisten und in zunehmend komplexen Entwicklungsumgebungen zuverlässige, konforme Produkte zu liefern.

Anforderungsmanagement

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Was sind Softwareanforderungen?

Softwareanforderungen definieren die Fähigkeiten, Verhaltensweisen, Einschränkungen und Eigenschaften, die ein System erfüllen muss, um den Bedürfnissen der Stakeholder gerecht zu werden. Sie bilden die Grundlage für die Softwareanforderungsspezifikation, das strukturierte Dokument, das alle Anforderungstypen festhält und die Entwicklungsteams während der gesamten Entwicklung leitet. Im Rahmen der Anforderungsanalyse werden diese ersten Ideen geprüft, präzisiert und in präzise, überprüfbare Aussagen umgewandelt, die Mehrdeutigkeiten beseitigen und die Machbarkeit sicherstellen. Dieser Prozess bringt die Erwartungen der Stakeholder mit den Geschäftszielen, technischen Einschränkungen und gesetzlichen Auflagen in Einklang. Nach ihrer Verfeinerung dient die Spezifikation als Leitfaden für Architektur, Design, Implementierung, Test und Validierung komplexer Softwareprodukte. Klare Softwareanforderungen unterstützen zudem die Rückverfolgbarkeit, indem sie Ziele mit dem Systemverhalten, Verifizierungsaktivitäten und zugehörigen Anwendungsfällen verknüpfen.

Softwareanforderungen beantworten in der Regel drei Kernfragen:

• Was soll das System leisten?
• Wie gut soll es funktionieren?
• Warum benötigt das System diese Funktionen?

Wie funktioniert Softwareentwicklung?

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Was versteht man unter Anforderungserfassung?

Die Anforderungserfassung, oft auch als Anforderungsermittlung bezeichnet, ist der strukturierte Prozess, bei dem ermittelt, erfasst und geklärt wird, was die Stakeholder von einem System erwarten. Sie ist die erste wichtige Phase der Anforderungsanalyse und bildet die Grundlage für alle nachfolgenden Anforderungstypen, darunter funktionale, nicht-funktionale, geschäftliche, benutzerbezogene, stakeholderbezogene und technische Anforderungen. Eine effektive Erfassung stellt sicher, dass die Teams nicht nur verstehen, was entwickelt werden muss, sondern auch, warum es wichtig ist und wie es unter den realen Rahmenbedingungen funktionieren wird.

Eine qualitativ hochwertige Anforderungserfassung verbindet analytische Genauigkeit mit gemeinschaftlicher Erforschung. Entwicklungsteams nutzen eine Kombination verschiedener Techniken, um explizite Bedürfnisse, implizite Erwartungen und verborgene Einschränkungen aufzudecken:

• Interviews mit Stakeholdern, um Ziele, Probleme und betriebliche Realitäten zu verstehen.
• Workshops und moderierte Sitzungen, um funktionsübergreifende Gruppen aufeinander abzustimmen und widersprüchliche Prioritäten zu lösen.
• Beobachtung und Workflow-Analyse, um Ineffizienzen oder undokumentierte Prozesse zu identifizieren.
• Prüfung von Dokumenten und Vorschriften, um Compliance-Verpflichtungen oder Altlasten aufzudecken.
• Prototyping und Modellierung, um Annahmen frühzeitig zu validieren und Unklarheiten zu reduzieren.
• Umfragen, Fragebögen und Feedbackschleifen, um vielfältige Perspektiven in großem Maßstab zu erfassen.

Das Ergebnis der Anforderungserfassung ist mehr als eine Liste von Funktionen; es ist ein strukturierter, validierter Satz von Anforderungstypen, der Geschäftsziele, Benutzerbedürfnisse, Systemverhalten und technische Einschränkungen widerspiegelt. Diese frühen Erkenntnisse werden während der Anforderungsanalyse verfeinert und schließlich in der Anforderungsspezifikation formalisiert, die als Leitfaden für Design, Entwicklung, Test und Verifizierung dient.

Moderne ALM-Plattformen stärken diesen Prozess durch die Bereitstellung zentraler Kollaborationsbereiche, Versions- und Änderungskontrolle, automatisierte Rückverfolgbarkeit und standardisierte Vorlagen. Dies stellt sicher, dass sich die Anforderungen auf kontrollierte, überprüfbare Weise weiterentwickeln und während des gesamten Entwicklungslebenszyklus mit den Erwartungen der Stakeholder im Einklang bleiben.

Application Lifecycle Management (ALM)

ALM ist der strategische Prozess des Verwaltens eines kompletten Software- oder Produkt-Lebenszyklus

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Die verschiedenen Arten von Anforderungen

Funktionale Anforderungen

Funktionale Anforderungen definieren die zentralen Verhaltensweisen und Fähigkeiten, die ein System bereitstellen muss, um die Bedürfnisse der Stakeholder zu erfüllen; sie legen aber auch die detaillierten Regeln, Interaktionen und Entscheidungslogiken fest, die die Systemfunktionalität steuern. Sie beschreiben die vom System ausgeführten Aktionen, die akzeptierten Eingaben, die Bedingungen, unter denen diese Aktionen stattfinden, sowie die erwarteten Ausgaben oder Reaktionen. Da sie direkten Einfluss auf Architektur, Design und Tests haben, bilden sie das Rückgrat der Anforderungsspezifikation und dienen als primäre Referenz für Entwickler und Tester. Gut formulierte funktionale Anforderungen verringern Unklarheiten, unterstützen eine genaue Schätzung und stellen sicher, dass jede Funktion mit den Nutzerzielen und Geschäftszielen übereinstimmt. Sie bilden zudem die Grundlage für Testfälle, Abnahmekriterien und Validierungsaktivitäten und sind daher unerlässlich, um zu überprüfen, ob sich das System wie beabsichtigt verhält. Da Systeme immer komplexer werden, tragen funktionale Anforderungen zur Klarheit bei, indem sie übergeordnete Lösungsanforderungen in umsetzbare, testbare Komponenten aufschlüsseln, die als Leitfaden für die Implementierung und die langfristige Wartbarkeit dienen.

Funktionale Anforderungen befassen sich mit:

• Systemverhalten – wie das System auf Eingaben, Ereignisse oder Auslöser reagiert.
• Regeln zur Datenverarbeitung – wie Daten erfasst, validiert, verarbeitet, gespeichert und übertragen werden.
• Workflow-Logik – die Abfolge von Vorgängen oder Geschäftsregeln, die das Systemverhalten steuern.
• Interaktionen – wie das System mit Benutzern, externen Systemen, Hardware oder APIs interagiert.
• Fehlerbehandlung – wie sich das System verhält, wenn etwas schiefgeht.

Hochwertige funktionale Anforderungen sind klar, testbar und eindeutig, sodass Teams direkt daraus Designspezifikationen und Testfälle ableiten können. In agilen Umgebungen können sie als User Stories oder Akzeptanzkriterien ausgedrückt werden, während sie in der Systemtechnik oft als strukturierte Anforderungsbeschreibungen erscheinen, die mit Anwendungsfällen verknüpft sind.

Nicht-funktionale Anforderungen (NFRs)

Während funktionale Anforderungen beschreiben, was das System leistet, beschreiben nicht-funktionale Anforderungen (NFRs) die Bedingungen, Eigenschaften und Betriebsstandards, unter denen es funktionieren muss. NFRs decken Bereiche wie Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Benutzerfreundlichkeit, Barrierefreiheit und Wartbarkeit ab. Diese Anforderungen leiten architektonische Entscheidungen, beeinflussen die Wahl der Technologien und dienen als messbare Maßstäbe für Tests, Validierung und Konformität. Nicht-funktionale Anforderungen stellen sicher, dass eine Lösung im Laufe ihrer Weiterentwicklung stabil, skalierbar und nachhaltig bleibt. NFRs legen Qualitätsmerkmale, Einschränkungen und Leistungsziele fest, die sich auf die Systemarchitektur und die Wartbarkeit auswirken und gewährleisten, dass das System unter realen Bedingungen effektiv funktioniert.

Zu den Kategorien nicht-funktionaler Anforderungen gehören:

• Leistung – Reaktionszeit, Durchsatz, Latenz und Ressourcennutzung.
• Sicherheit – Verschlüsselung, Authentifizierung, Autorisierung und Überprüfbarkeit.
• Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit – Verfügbarkeitsziele, Fehlertoleranz, Redundanz.
• Benutzerfreundlichkeit – Barrierefreiheitsstandards, Erwartungen an die Benutzererfahrung, Konsistenz der Benutzeroberfläche.
• Skalierbarkeit – Fähigkeit, erhöhte Lasten oder Datenmengen zu bewältigen.
• Wartbarkeit – Modularität, Codequalität, einfache Aktualisierbarkeit und Dokumentationsstandards.
• Compliance – Einhaltung gesetzlicher oder branchenüblicher Standards.

NFRs bestimmen architektonische Entscheidungen oft stärker als funktionale Anforderungen. Sie beeinflussen die Technologieauswahl, das Infrastrukturdesign und die Systembeschränkungen. Da sie messbar sind, dienen sie auch als Maßstäbe bei Leistungstests, Sicherheitsvalidierungen und Compliance-Audits.

Geschäftsanforderungen

Geschäftsanforderungen formulieren die strategischen Ziele und organisatorischen Ergebnisse, die die Lösung unterstützen muss, und verankern das Projekt in einem klaren Verständnis dafür, warum es existiert und welchen Mehrwert es liefern muss. Sie bringen die geschäftlichen Gründe für die Initiative zum Ausdruck – sei es zur Steigerung der Effizienz, zur Risikominderung, zur Gewährleistung der Compliance oder zur Erweiterung der Marktchancen – und stellen sicher, dass die technische Arbeit während des gesamten Entwicklungszyklus auf diese Prioritäten ausgerichtet bleibt. Geschäftsanforderungen helfen den Stakeholdern zudem dabei, den Erfolg zu bewerten, indem sie messbare Ergebnisse definieren, wie z. B. Kosteneinsparungen, Leistungsverbesserungen oder Verbesserungen der Kundenerfahrung. Durch die frühzeitige Festlegung dieses strategischen Kontexts leiten sie die Priorisierung, gestalten den Umfang und bieten einen Maßstab, an dem alle nachgelagerten Anforderungen und Designentscheidungen validiert werden können.

Geschäftsanforderungen befassen sich mit:

• Marktbedürfnissen – Fähigkeiten, die erforderlich sind, um im Wettbewerb zu bestehen oder sich von anderen abzuheben.
• Kundenwert – Verbesserungen in Bezug auf Erfahrung, Effizienz oder Zufriedenheit.
• Regulatorische Faktoren – Compliance-Verpflichtungen, die Systemänderungen erfordern.
• Operative Ziele – Kostensenkung, Prozessoptimierung oder Risikominderung.
• Strategische Initiativen – Expansion in neue Märkte, Weiterentwicklung der Produktpalette oder digitale Transformation.

Diese Anforderungen leiten die Priorisierung und helfen den Teams zu beurteilen, ob die gelieferte Lösung ihren beabsichtigten Zweck erfüllt. Sie dienen zudem als Grundlage für nachgelagerte Anforderungstypen und stellen sicher, dass funktionale und technische Anforderungen auf den geschäftlichen Nutzen zurückgeführt werden können.

Technische Systemanforderungen

Technische Systemanforderungen definieren die technische Umgebung, die Einschränkungen und die architektonischen Vorgaben, die bestimmen, wie die Lösung aufgebaut und bereitgestellt werden muss. Sie gewährleisten die Kompatibilität mit bestehenden Systemen, der Infrastruktur und technischen Standards.

Zu den technischen Systemanforderungen gehören:

• Hardware-Spezifikationen – Prozessortypen, Speicheranforderungen, Gerätefunktionen.
• Betriebssysteme und Plattformen – unterstützte Betriebssystemversionen, Laufzeitumgebungen oder Firmware.
• Integrationsschnittstellen – APIs, Kommunikationsprotokolle, Datenaustauschformate.
• Netzwerkanforderungen – Bandbreite, Konnektivität, Latenz oder Sicherheitsbeschränkungen.
• Datenspeicherung und -architektur – Datenbanktypen, Aufbewahrungsrichtlinien, Backup-Strategien.
• Umgebungsbedingungen – Temperatur, Vibration oder elektromagnetische Bedingungen für eingebettete Systeme.

Systemtechnische Anforderungen sind besonders kritisch in der komplexen Systemtechnik, wo Software, Hardware und mechanische Komponenten nahtlos zusammenarbeiten müssen. Sie tragen auch dazu bei, dass die Lösung in die übergeordnete Unternehmensarchitektur passt und den IT-Governance-Richtlinien entspricht.

Anwenderanforderungen

Anwenderanforderungen beschreiben detailliert die Ziele und Erwartungen der Systembenutzer und berücksichtigen dabei auch deren weiteren betrieblichen Kontext. Sie legen den Schwerpunkt auf Benutzerfreundlichkeit und reale Aufgaben in verschiedenen Umgebungen wie Büros, Fabriken und regulierten Bereichen. Diese Anforderungen helfen den Teams zu verstehen, was die Benutzer erreichen müssen, welche Informationen sie benötigen und welchen Einschränkungen sie unterliegen. Dargestellt als User Stories, Personas oder Szenarien, werden sie zu umsetzbaren Leitlinien für Design und Entwicklung. Durch die Fokussierung auf authentisches Nutzerverhalten stellen diese Anforderungen sicher, dass das System intuitiv ist, die Nutzerziele erfüllt und unnötige Komplexität minimiert, wodurch Diskrepanzen reduziert und die Akzeptanz erhöht werden.

Diese Anforderungen können folgende Formen annehmen:

• User Stories – erfassen Ziele aus der Perspektive des Nutzers.
• Personas – repräsentieren verschiedene Nutzertypen und deren Bedürfnisse.
• Anwendungsfälle – beschreiben Interaktionen zwischen Nutzern und dem System.
• User Journey Maps – skizzieren durchgängige Arbeitsabläufe.

Nutzeranforderungen stellen sicher, dass das System einen sinnvollen Mehrwert liefert und intuitive, effiziente Interaktionen unterstützt. Sie helfen Teams zudem dabei, die Entwicklung von Funktionen zu vermeiden, die zwar technisch funktionieren, aber den realen Anforderungen nicht gerecht werden. Nutzeranforderungen sind besonders wichtig in Umgebungen, in denen menschliche Faktoren, Sicherheit oder betriebliche Effizienz entscheidend sind – wie beispielsweise bei medizinischen Geräten, Industrieanlagen oder Außendienstanwendungen.

Anforderungen der Stakeholder

Anforderungen der Stakeholder erfassen die Bedürfnisse, Erwartungen und Einschränkungen aller Parteien, die das System beeinflussen oder von ihm betroffen sind. Im Gegensatz zu Benutzeranforderungen, die sich auf die direkte Interaktion mit dem System konzentrieren, umfassen die Anforderungen der Stakeholder Beiträge von Aufsichtsbehörden, Partnern, internen Teams und operativen Gruppen.

Zu den Anforderungen der Stakeholder gehören:

• Regulatorische Erwartungen – Einhaltung von Standards, Zertifizierungen oder gesetzlichen Verpflichtungen.
• Operative Anforderungen – Anforderungen von Serviceteams, Betreibern oder Wartungspersonal.
• Kunden- oder Markterwartungen – von Käufern oder Endnutzern geforderte Funktionen.
• Organisatorische Einschränkungen – Budget, Zeitplan, Richtlinien oder strategische Beschränkungen.
• Anforderungen von Partnern oder Lieferanten – Interoperabilität, Integration oder vertragliche Anforderungen.

Anforderungen von Stakeholdern werden oft früh im Projektlebenszyklus erfasst und zu formelleren Anforderungstypen verfeinert, sobald die Lösungsvision klarer wird. Diese Anforderungen tragen dazu bei, dass das System mit der Unternehmensstrategie, den regulatorischen Verpflichtungen und den Abhängigkeiten des Ökosystems in Einklang steht, und klären gleichzeitig die Erwartungen zwischen den Teams aus den Bereichen Business, Engineering und Betrieb. Wenn die Beiträge der Stakeholder ausgereift sind, werden sie in strukturierte Anforderungen übersetzt, die Architekturentscheidungen leiten, die Priorisierung beeinflussen und die nachgelagerten funktionalen, nicht-funktionalen und technischen Spezifikationen prägen. Diese frühzeitige Verfeinerung reduziert Unklarheiten, minimiert Nacharbeiten und schafft eine stabile Grundlage für die Planung, das Lösungsdesign und den langfristigen Entwicklungserfolg.

Übergangsanforderungen

Übergangsanforderungen definieren die vorübergehenden Fähigkeiten, Aktivitäten und Bedingungen, die erforderlich sind, um vom aktuellen Zustand in den zukünftigen Zustand überzugehen. Sie unterstützen die Bereitstellung, Migration, Schulung und organisatorische Veränderungen.

Zu den Übergangsanforderungen gehören:

• Regeln für die Datenmigration – Zuordnung, Bereinigung und Übertragung von Altdaten.
• Schulung und Dokumentation – Materialien für Benutzer, Support-Teams oder Administratoren.
• Bereitstellungs- und Rollout-Pläne – schrittweise Freigaben, Pilotprogramme oder Koexistenzstrategien.
• Vorübergehende Integrationen – Überbrückung alter und neuer Systeme während der Übergangsphase.
• Change-Management-Aktivitäten – Kommunikationspläne, Bereitschaftsbewertungen oder Prozessaktualisierungen.

Diese Anforderungen sind unerlässlich, um eine reibungslose Implementierung zu gewährleisten und Betriebsunterbrechungen zu minimieren, da sie die vorübergehenden Fähigkeiten, Aktivitäten und Bedingungen definieren, die für den Übergang vom aktuellen zum zukünftigen Zustand erforderlich sind. Sie unterstützen die Datenmigration, Schulungen, die Bereitstellungsplanung und die organisatorische Bereitschaft und helfen Teams dabei, Herausforderungen zu antizipieren, bevor sie den täglichen Betrieb beeinträchtigen. Übergangsanforderungen klären zudem, wie Altsysteme, Prozesse oder Integrationen während der Einführung mit der neuen Lösung koexistieren werden. Während sich das Unternehmen anpasst und das neue System voll funktionsfähig wird, laufen diese vorübergehenden Anforderungen natürlich aus. Sobald der Übergang abgeschlossen ist und der zukünftige Zustand stabil ist, werden diese Anforderungen in der Regel außer Kraft gesetzt und aus dem aktiven Management entfernt.

Lösungsanforderungen

Lösungsanforderungen definieren die übergeordneten Fähigkeiten und Eigenschaften, die die Lösung bieten muss, um die Geschäftsziele zu erfüllen, bevor diese Anforderungen in detaillierte funktionale, nicht-funktionale oder technische Anforderungen aufgeschlüsselt werden. Sie fungieren als Brücke zwischen den Geschäftsanforderungen und den Spezifikationen auf Systemebene und legen dar, was die Lösung leisten muss, ohne vorzuschreiben, wie sie umgesetzt wird. Lösungsanforderungen helfen Teams dabei, den Umfang festzulegen, Alternativen zu bewerten und eine frühzeitige Abstimmung zwischen den Stakeholdern aus den Bereichen Geschäft, Entwicklung und Architektur sicherzustellen.

Zu den Lösungsanforderungen gehören:

• Wichtige Lösungsfunktionen – die wesentlichen Merkmale oder Dienste, die zur Erreichung der Geschäftsziele erforderlich sind.
• Lösungsumfang und -grenzen – was die Lösung umfasst und was ausdrücklich nicht zum Umfang gehört.
• Funktionale Erwartungen auf hoher Ebene – zentrale Arbeitsabläufe oder Interaktionen, die die Lösung unterstützen muss.
• Allgemeine Qualitätserwartungen – Erwartungen hinsichtlich Leistung, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit, die die architektonische Ausrichtung bestimmen.
• Integrationsanforderungen – erforderliche Interaktionen mit externen Systemen, Datenquellen oder Plattformen.
• Einschränkungen und Annahmen – organisatorische, regulatorische oder betriebliche Faktoren, die die Lösung prägen.

Lösungsanforderungen spielen während der frühen Planungs- und Architekturbewertungsphase eine entscheidende Rolle, da sie die allgemeinen Funktionen und Grenzen festlegen, die die Lösung erfüllen muss, bevor detaillierte Anforderungen definiert werden. Durch die Darstellung der wichtigsten Funktionen, Qualitätsanforderungen, Integrationsanforderungen und Einschränkungen helfen Lösungsanforderungen den Teams dabei, zu beurteilen, ob ein vorgeschlagener Ansatz technisch machbar, strategisch ausgerichtet und in der Lage ist, nachgelagerte Anforderungstypen wie funktionale, nicht-funktionale und technische Anforderungen zu unterstützen. Diese frühzeitige Klarheit verringert Unklarheiten, ermöglicht genauere Schätzungen und unterstützt fundierte Entscheidungen beim Vergleich von Lösungsalternativen. Dadurch schaffen Lösungsanforderungen eine stabile Grundlage für die Architektur, die Definition des Umfangs und die langfristige Entwicklungsplanung.

Wie kann PTC bei der Auswahl der richtigen Anforderungen helfen?

Die Auswahl der richtigen Anforderungstypen – und deren effektive Verwaltung – erfordert Struktur, Governance und Zusammenarbeit. PTC Codebeamer bietet den Entwicklungsteams die Funktionen, die sie benötigen, um alles zu definieren, zu verfolgen und zu validieren – von übergeordneten Geschäftsanforderungen bis hin zu detaillierten funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen sowie der vollständigen Anforderungsspezifikation, die als Leitfaden für die Entwicklung dient.

Codebeamer ALM-Plattform

Codebeamer ist eine ALM-Plattform für die moderne Produkt- und Softwareentwicklung.

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Wie unterstützt Codebeamer das Anforderungsmanagement?

• Strukturierte Anforderungstypen und Vorlagen für Konsistenz bei funktionalen, nicht-funktionalen, technischen und Compliance-bezogenen Anforderungen.
• Durchgängige Rückverfolgbarkeit, die Anforderungen mit Entwurfsartefakten, Code, Testfällen, Risiken und Verifizierungsergebnissen verknüpft.
• Änderungskontrolle und Versionierung zur Aufrechterhaltung eines lückenlosen Prüfpfads der Anforderungsentwicklung.
• Disziplinübergreifende Zusammenarbeit mit rollenbasiertem Zugriff, Thread-Diskussionen und formalen Überprüfungs-Workflows.
• Integration mit MBSE und DevOps-Toolchains, um Anforderungen mit Modellierungs-, Entwicklungs- und Testumgebungen zu verknüpfen.
• Compliance-fähige Workflows, die ISO 26262, IEC 62304, DO178C, Automotive SPICE und andere Industriestandards unterstützen.