Requirements Engineering Projekte, Prozesse, Produkte

© 2009. Vector Consulting Services GmbH. All rights reserved. Any distribution or copying is subject to prior written approval by Vector.

V1.3 2009-03-12

Requirements Engineering

Projekte, Prozesse, Produkte

GI Regionalgruppe, 11. März 2009Dr. Christof Ebert, GeschäftsführerVector Consulting Services

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Slide:

Vector Consulting Services

www.vector-consulting.de

Ergebnisverbesserung durch bessere Wettbewerbsfähigkeit

Optimierte Produktentwicklung

Was?

Strategie Produkte

Technologie

Wer?

KompetenzenFähigkeiten

Wissen

Wie?

ProzesseSchnittstellenWerkzeuge

Wo?

MärkteStandorteLieferanten

Kunden aus unterschiedlichen Branchen und Regionen:Accenture, Alcatel-Lucent, Ashok, Audi, BMW, Bosch, Daimler, Denso, Diehl, Ford, Getrag, Hyundai, IBM, JCI, MAN, o2, Por-sche, Sparkasse, Thales, Valeo, Zeiss, ZF

Lösungen für SieCMMI und SPICEEffizienzverbesserungFunktionale SicherheitEngineering-MethodikProjekt- und ProduktmanagementVeränderungsmanagement

Teil der Vector GruppeGlobale Präsenz900 Mitarbeiter weltweitInnovative Lösungen

Your Partner in Achieving Engineering Excellence.




Was?

Strategie Produkte

Technologie

Wer?


Wissen

Wie?


Wo?




Was?

Strategie Produkte

Technologie

Wer?


Wissen

Wie?


Wo?


Kunden aus unterschiedlichen Branchen und Regionen:Accenture, Alcatel-Lucent, Ashok, Audi, BMW, Bosch, Daimler, Denso, Diehl, Ford, Getrag, Hyundai, IBM, JCI, MAN, o2, Por-sche, Sparkasse, Thales, Valeo, Zeiss, ZF

Lösungen für SieCMMI und SPICEEffizienzverbesserungFunktionale SicherheitEngineering-MethodikProjekt- und ProduktmanagementVeränderungsmanagement

Teil der Vector GruppeGlobale Präsenz900 Mitarbeiter weltweitInnovative Lösungen


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Gliederung

Teil 1 Projekte – Risiken im RE

Teil 2 Prozesse – Systematisches RE

Teil 3 Produkte – RE und Qualitätsattribute

Teil 4 Nutzen und Trends

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Herausforderung „Software-intensive Systeme“

System- und Software-entwicklung ist für viele Unternehmen die wichtigste Quelle für Wertschöpfung,aber auch ein großes Geschäftsrisiko.

Typische Probleme …

Überschrittene Zeit- und Kostenrahmen

Unzureichende Produktivität

Nacharbeiten und Fehler

… aber keine Zeit, um etwas zu ändern

Quellen Oben: Standish Group 2006, ca. 10000 ProjekteUnten: Robert Charette et al, 2004

Hauptgründe für Projektprobleme

19%

35%

46%

Erfolgreich

Zu spät oder überBudgetAbgebrochen

Erfolgsquote von SW- und IT-Projekten

87%Requirements Engineering

87%Organisationsmanagement

91%Prozessfähigkeit


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Die drei Risiken im RE – und für Ihr konkretes Projekt

1 Fehlende Anforderungen

Kunde nicht involviert, unklarer Bedarf / Nutzen

Kritische Anforderungen übersehen

Nur funktionale Anforderungen

2 Falsche Anforderungen

Vermischung von was (Bedarf) und wie (Lösung)

Keine Verifikation / Validierung

3 Sich ändernde Anforderungen

Fehlende Baseline, auf die aufgebaut wird

Unzureichendes Änderungsmanagement

Basiert auf: B.Lawrence, K.Wiegers and C.Ebert: The Top Risks of Requirements Engineering. IEEE Software, Vol. 18, No. 6, pp. 62-63, Nov. 2001.

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Was ist eine Anforderung?

AnforderungEigenschaft oder Bedingung, die zur Problemlösung oder Zielerreichung erforderlich ist.Verschiedene Typen von Anforderungen werden unterschieden Rekursiv anwendbar: Marktanforderungen gibt es wiederum für Produkte und Komponenten.

Marktanforderungen /Kunden- / Benutzer- / Geschäfts-anforderungen / Ziele / Bedürfnisse

Produkt (Service-) anforderungen /Eigenschaften / SLA /Systemanforderungen

Komponenten-anforderungen /Softwareanforderungen

Problemraum

Lösungsraum

Warum?

Was?

Wie?

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Warum Requirements Engineering?

Wertorientierung: Ca. 50% aller Software-Funktionen wird nicht genutzt.

Bessere Qualität: 80% der Fehler im Test und 43% der Feldfehler resultieren aus unzureichendem RE.

Kostenreduzierung: Typischerweise werden 3-6% des Aufwands in das RE investiert. Eine Verdoppelung kann 20-40% der Lebenszykluskosten zu sparen.

Quelle der Zahlen: Standish Group 2003, Institut für angewandte Informatik Karlsruhe 2005, IAG Business Analysis Benchmark 2008 (103 Unternehmen, durchschn. 3 Mio US$ Projektumfang), Ebert 2008

Zusatzaufwand (Zeit, Kosten)

0%10%20%30%40%50%60%70%

Sehr gutesRE

Durch-schnitt

SchlechtesRE

KostenZeit

RE hat direkten Einfluss auf den Projekterfolg

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Beispiel: RE schafft Effizienzvorsprung – Zielvorgabe

Zeit ist die kritische Ressource. Sie schafft Effizienz und Cash Flow.

Wettbewerb: Optimaler Markteintritt.

Finanzierung: 78% aller CFOs ziehen kurzfristigen Cash Flow dem langfristigen Erfolg vor.

Bedeutung für die SW-Entwicklung

Prio 1: Zeit- und Performanzvorgaben einhaltenPrio 2: Technologien zum Wachstum liefern

Umsetzung (Fallstudie)- Kernteam- Lebenszyklus- Anforderungen kontrollieren- Portfoliomanagement

Quellen: Alcatel-Lucent 2006 (siehe Ebert, Systematisches Requirements Engineering, 2008)CFO-Survey Data: Hamel, G. , Breen, B.: The Future of Management, 2007.

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Beispiel: RE schafft Effizienzvorsprung – Realität

Unklare Strategie und Vision

Schlechte Projekt-planung

Unzureichende Funktionalität

Anforderungs-änderungen

Zeit

Verzögerungen,Kostenexplosion

Teufelskreis:Paralyse durch Analyse

Konzept Vertrag Projekt-start

Projekt-ende

Teufelskreis: Ständige Änderungen

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Beispiel: RE schafft Effizienzvorsprung – Lösung

Interessenkonflikte, Zusagen werden nicht

eingehalten

Interessenkonflikte, Zusagen werden nicht

eingehalten

Abhängigkeiten werden übersehen

Abhängigkeiten werden übersehen

Kosten-Nutzen (Business Case) von Anforderungen unklar

Kosten-Nutzen (Business Case) von Anforderungen unklar

Unvollständige AnforderungenUnvollständige Anforderungen

Typische Ursachenfür Verzögerungen

Kernteam mit den relevanten

Schlüsselpersonen

Kernteam mit den relevanten

Schlüsselpersonen

Produkt Lebenszyklus mit verbindlichen

Meilenstein-Reviews

Produkt Lebenszyklus mit verbindlichen

Meilenstein-Reviews

Anforderungen werden analysiert und

bewertet

Anforderungen werden analysiert und

bewertet

Verlässliches Portfoliomanagement

Verlässliches Portfoliomanagement

Vier einfache Techniken helfen bei

der Verbesserung

Quelle: Alcatel-Lucent 2006

Das Einhalten der Techniken verbessert den Liefertermin

signifikant

Anzahl der vier genannten Techniken,die im Projekt konkret umgesetzt wurden

Tatsächlicher Liefertermin (100% = Termin exakt eingehalten)

50%

100%

150%

200%

250%

0 1 2 3 4

Ziel: 100-110%

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Gliederung





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Eine Anforderung – So viele Fragen

Warum ist die Anforderung wichtig? Welcher Business-Case?

Wie ist der Status der Anforderung?

Wer ist für die Anforderung verantwortlich?

Ist die Anforderung machbar? Welche Einflüsse hat sie?

Wurde diese Anforderung geändert? Wer hat die Änderung veranlasst, wer hat sie genehmigt? Wie wurde darüber informiert?

Wo sind die Analyse- und Review-Ergebnisse dokumentiert?

Wie wird die Anforderung validiert?

Wie verfeinert sich die Anforderung (Design, Testfälle, Planung)?

REQ0815: Das von der RFK generierte Bild soll auf dem Bildschirm zu sehen sein, sobald der RWG eingelegt wird. Wenn nicht das Bild der RFK auf dem Bildschirm zu sehen ist, wird Radio/Navigation angezeigt. Das Bild muss nach spätestens 50ms zu sehen sein. Wenn vom RWG in den Leerlauf oder in einen Vorwärtsgang geschaltet wird, soll das Bild noch 7 sec stehen bleiben. Sobald das Fahrzeug schneller als 10 km/h nach vorne rollt, soll das Kamerabild verschwinden.

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Was ist Requirements Engineering?

Requirement Engineering

Das disziplinierte und systematische Vorgehen (d.h. "Engineering") zur Ermittlung, Spezifikation, Analyse, Vereinbarung, Validierung, und Verwaltung von Anforderungen unter kundenorientierten, technischen und wirtschaftlichen Vorgaben.

Das Ziel von RE ist es, qualitativ gute – nicht perfekte –Anforderungen zu entwickeln und sie risikoorientiert zu pflegen.


Ermittlung Analyse Vereinbarung

Verwaltung

Spezifikation Validierung

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Problem: Feature-getriebene Projektausführung

Komplexität nicht beherrscht

Späte Änderungen

Unzureichende Qualität (Sicherheit, Zuverlässig-keit, Benutzbarkeit)

Kosten explodieren

• Funktionen werden schrittweise in ein zunehmend komplexes Produkt hineinentwickelt

• Fehlende Systemsicht• Anforderungen sind nur

oberflächlich beschrieben• Anforderungen werden nicht im

Kontext analysiert

Anforderungen Projekt Produkt

Nacharbeit, Anpassungen

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Lösung: RE im Systemkontext und für gesamten Lebenszyklus

Korrekte Funktion im Produkt „end to end“

Systematische und konsistente Umsetzung.

Beherrschte Komplexität: Qualität, Termin- und Kosteneinhaltung

• Anforderungen werden aus Bedürfnissen heraus entwickelt

• Anforderungen werden im Systemzusammenhang analysiert

• Anforderungen werden lebenszyklus-übergreifend umgesetzt

Anforderungs-entwicklung

Systemperspektive

Lebenszyklus(Projekt / Produkt)

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Anforderungsentwicklung

Anforderungen werden aus Benutzerbedürfnissenheraus entwickelt.

Qualitätsanforderungen und Geschäftsmodell treiben die Produktentwicklung

Konsistente Roadmaps und Kundenszenarien, umspontane Änderungsanforderungen zu beherrschen

Standards (Stand der Technik): ISO 9126, IEC 61508

Angepasste Methoden zur Entwicklung

Vorwärts: QFD, Szenarien, Use Cases, Patterns

Stakeholder-Analyse: Ziele, Perspektiven, Persona

Erfahrungen: Standards, Checklisten

Fehlerorientiert: Misuse Cases, FMEA / FMEDA, FTA

Priorisierung von Anforderungen: AHP, Theory-W

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Systemperspektive

Zuerst wird das Produkt positioniert. Dann werden die Anforderungen im Systemkontextanalysiert, bewertet, priorisiert und detailliert.

Modelle beschreiben wesentliche Systemeigenschaften

Einflussanalyse auf System- und Komponentenebene: Ziele, Funktionen, NFAs

Systemorientierte Analyse- und Design-Methoden: AOP, MDA

Basiseigenschaften ziehen sich konsistent durch die Architektur: Sicherheit, QoS, Verfügbarkeit, etc.

Komponentenorientierung: Offene Architekturen, zertifizierte Komponenten

Ereignisorientierte Verfolgbarkeit: Nachvollziehbarkeit, Abhängigkeiten

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Lebenszyklus

Anforderungen werden lebenszyklusübergreifendumgesetzt. Sowohl die Lebensdauer des Systems als auch die Prozesse im Produktlebenszyklus werden beachtet.

Kontinuierliches Risikomanagement im Lebenszyklus

Umsetzung aus Sicht des Produkt-Lebenszyklus: DFx

Durchgängige Verifikation und Validierung

Berücksichtigung von Service im Feld

Disziplin, Systematik, kontinuierliche Verbesserungen: CMMI, SPICE, Six Sigma

Klare Rollen und Verantwortungen, Ausbildung, Kompetenzmanagement

Wissensmanagement, um projektübergreifend aus Erfahrungen zu lernen

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Gliederung





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Qualitätsattribute

Qualitätsattribute / Nichtfunktionale Anforderungen

Qualitätseigenschaften und Einschränkungen eines Produkts, welche die funktionalen Anforderungen ergänzen.

Nichtfunktionale Anforderungen sind Anforderungen.

Beispiel: Kraftfahrzeug

Entwicklungs- und Produktionskosten

Gesetzliche Vorgaben: Schadstoffe, Verbrauch

Einfache Benutzbarkeit komplexer Systeme

Sicherheit bei zunehmender Elektrifizierung (X-by-wire)

Einbindung von Fahrzeugen in Kommunikationssysteme

Nichtfunktionale Anforderungen dominieren die Produktentwicklung in SW und IT.

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Idee ?

Anforderungs-analyse

Komponenten-test

System-Test

System-entwurf

Komponenten-entwurf

Implemen-tierung

System-integration

Beispiel: Security RE – Methodik

IS-Ziele, IS-Anforderungen,

Angriffsszenarien

IS-Konzept,Policies, DfS,

Randbedingungen

IS-Design,Common Criteria,

Verfolgbarkeit

Test der IS-Anforderungen

für Komponenten

Angriffstests,IS-Assessmentsauf Systemebene

Code-Richtlinien,TDD, Code-

Analyse

IS-Assessments, IS-Umsetzung für

Feld, Service

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Beispiel: Security RE – Anforderungsentwicklung

Abstimmung von IS-Zielen

Identifikation von Bedrohungen und Risiken und der damit verbundenen IS-Anforderungen

Assessments zur Risikoanalyse und -bewertung

Trade-Off-Analyse (z.B. IS vs. Performanz)

System-Eigentümer

RisikenNutzen, IS-Ziele

Umgebung

Angriffsziele Bedrohun-gen

System / Komponenten

Verwund-barkeiten

IS-Anfor-derungen

Gegen-maßnahmen

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Beispiel: Security RE – Systemperspektive

Abhärten von Bussystemen gegen die üblichen Fehler, wie Überlast, Denial-of-Service, Adress- und Paketstörungen, etc.

Schutz gegen unautorisierten Zugriff durch Authentifizierung von SW /ECUs

Ausschluss von unerwünschten Zuhörern durch Verschlüsselung von Nachrichten

Intrusion Prevention Systeme, die gezielt den Datenstrom auf Unregelmäßigkeiten prüfen und gegebenenfalls unterbrechen

Systematische Umsetzung der Anforderungen

Verfolgbarkeit zu Produktkomponenten

Verknüpfung verschiedener Design-Lösungen

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Beispiel: Security RE – Lebenszyklus

Auswirkungen von Änderungen sind im Vorfeld analysiert und im Kontext eines System-Releasesausführlich geprüft.Änderungen die eine Auswirkung auf die systemweite Informationssicherheit, führen zu einem neue System-Release.Neue System-Konfigurationen im Feld werden nur aktiviert wenn alle HW- und SW-Versionen zueinander passen.Absicherung der kompletten SW-Versorgungskette durch Verschlüsselung, Authentifizierung usw., von Download aus dem zentralen Server bis zum Freischalten im System.

Entwicklung Wartung

SOP

AbgesicherteSystemkonfigurationen

System-release x

System-release x+1

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Gliederung





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Nutzeffekte von systematischem Requirements Engineering

Kundenzufriedenheit, denn Anforderungen setzen tatsächliche Bedürfnisse systematisch um.

Kürzere Durchlaufzeiten durch Fokus auf jene Aktivitäten und Inhalte, die Wert schaffen.

Produktivitätsverbesserung aufgrund reduzierter Fehlerkosten, denn ca. 20% des Aufwands entfallen auf Fehler wegen unzureichender Anforderungen.

Termintreue durch rechtzeitig geklärte Anforderungen, Risikomanagement und klare Verantwortungen im Kernteam.

Weniger Nacharbeiten durch Einflussanalyse bei sich ändernden Anforderungen und Verfolgbarkeit zu den Arbeitsergebnissen.

Wiederverwendung von Anforderungen und davon abgeleiteten Arbeitsergebnissen.

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Trends im Requirements Engineering

Externe Trends

Wertorientierung

Mode

Individualismus

Schnelle Veränderungen

Service-Orientierung

Globaler Wettbewerb

Ökonomische und ökologische Imperative

Sicherheit und Stabilität

Trends im RE

Innovation durch marktorientierte Lösungen statt Technologien

Werterzeugung mit Kunden

Schaffung neuer Marktregeln und Geschäftsmodelle

Qualitätsorientierung

Systems Engineering

Kollaboratives RE über Unternehmensgrenzen hinweg

Agile Vorgehensweisen zum Umgang mit Unsicherheiten

Effektives Wissensmanagement

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Praktisches Requirements Engineering

Systematisches Requirements Engineering

Christof Ebert330 Seiten 2. erweiterte Auflage 2008Dpunkt.verlag

Solides Grundlagenbuch mit viel Industriepraxis. Es beschreibt mit vielen konkreten Erfahrungen, wie RE- Prozesse, Methodik und Werkzeuge im Projekt aussehen sollten. Die Systematik der einzelnen Aktivitäten im RE unterstützen die Qualifikation zum Certified Requirements Engineer.

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RE und Produkte

The Product Manager'sHandbook: The CompleteProduct Management Resource

Linda GorchelsMcGraw-Hill, 3. edition, 2005ISBN: 0071459383

Einführung in das Produkt-management. Obwohl es kein explizites Buch über IT-oder SW-Produktmanagement ist, bietet dafür aber viele industrielle Fallstudien. Zahlreiche Templates und eine CD-ROM runden das Buch ab.

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RE und Innovation

Innovation Games. Creating Breakthrough Products and Services

Luke HohmannAddison-Wesley Longman, Amsterdam, 2006ISBN: 978-0321437297

Kundenanforderungen sind schwer zu ermitteln. Hohmann zeigt, wie man mit Kunden zusammen Anforderungen und Bedürfnisse selbst für innovative Produkte ermitteln kann. Die Antwort auf die Vorgabe agiler Vorgehensweisen, den Kunden ins Team zu holen – obwohl der in der Regel gar nicht will.

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Weiter führende Informationen


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Trainings

Tools

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