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Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Vortragsreihe.

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Präsentation zum Thema: "Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Vortragsreihe."—  Präsentation transkript:

1 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Vortragsreihe Produktentwicklung im Griff Kundenorientierung in der Produktentwicklung - mit Methoden des Anforderungsmanagements Rainer Erne Prof. Dr. Hans-Joachim Vollbrecht

2 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Kundenorientierung in der Produktentwicklung - mit Methoden des Anforderungsmanagements Begriffsklärung –Wozu Anforderungsmanagement? –Was sind Anforderungen? –Was ist Anforderungsmanagement? Beispiele –Methoden des Anforderungsmanagements in der Software-Entwicklung –Methoden des Anforderungs- und Änderungsmanagements in der System-Entwicklung Beiträge –Diskussion

3 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Implementation Lieferung Benutzerbedürfnis Anforderungs- Systemanalyse Entwurf beschreibung Wozu Anforderungsmanagement? - Typische Probleme -

4 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Typische ProblemeTypische UrsachenGrundsätze nicht realisierte Funktionen und Features ungenügende oder nicht rechtzeitige Beteiligung der Kunden / Auftraggeber Einbezug und Beratung der Kunden / Auftraggeber so früh wie möglich unnötige und nicht gewünschte Funktionen und Features Vergoldung von ProduktenAnalyse und Priorisierung der Anforderungen nach Machbarkeit, Kosten und Terminen Ständige Änderungswünsche und Überarbeitungen in der Produktentwicklung Einschleichende Anforderungen Iterative Entwicklung der Anforderungen mit klaren Vereinbarungen Regelmäßige Überschreitung von Terminen und / oder Budgets Verschwommene und mehrdeutige Anforderungen Sicherstellung einer eindeutigen, vollständigen und widerspruchsfreien Darstellung, die von allen verstanden wird Wozu Anforderungsmanagement? - Typische Probleme -

5 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Wozu Anforderungsmanagement? - Typische Probleme - Auftraggeber Auftragnehmer Wissen Anforderungen vollständig kennen Wissen Können Anforderungen eindeutig und verständlich darstellen können Können Wollen Kompromisse schließen wollen Wollen Anforderungen

6 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Anforderungen legen die qualitativen und quantitativen Eigenschaften eines Produkts aus der Sicht der Interessensgruppen fest. schlechtes Anforderungsmanagement stellt ein Hauptproblem bei der Produktentwicklung dar Anforderung: Eine Bedingung oder Fähigkeit, die eine Sache oder eine Person erfüllen oder besitzen muss, um an sie gestellte Wünsche und Erwartungen zu erfüllen. nach [Standish94] gehen 37% aller Misserfolgsfaktoren (in SW-Projekten) auf die Fehler im Anforderungsmanagement zurück! Was sind Anforderungen? - Begriffsklärung -

7 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Was sind Anforderungen? - Urheber - Stakeholder einer Produkt- entwicklung Projektleiter Projektteam Steuerungs- gremium Fertigungs- planung Entwicklung Projekt- mitarbeiter Soft- ware Hard- ware System Appli- kation Kunden Auftraggeber Endkunden Aftermarket Entwicklung Einkauf Fertigung gewerblichprivat eigenes Unternehmen Fertigung Controlling Vertrieb Personal Einkauf Qualitäts- sicherung Gesetzgebung Normungs- gremien Lieferanten Entwicklungs- Dienstleister Komponenten- lieferanten System- partner

8 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Was sind Anforderungen? - Qualitätskriterien - Eindeutig –bzgl. Sprache Vollständig –bzgl. Standards –bzgl. Kundenanforderungen Konsistent –begrifflich –logisch Überprüfbar Änderbar Verfolgbar Qualitätskriterien für Anforderungen

9 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Methoden der Anforderungserfassung müssen unterstützen bei: Modelle Muster/Prototypen Simulation / Rollenspiel Anforderungsmodellierung mit Diagrammtechniken das Wesentliche vom Unwesentlichen trennen Anforderungen finden Analyse (Formalisierung) Anforderungen, die eindeutig vollständig widerspruchsfrei sind Was ist Anforderungsmanagement? - Kernaufgaben -

10 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Multifacettenmodellierung (am Beispiel SW-Produkte): ein System kann man auf vielfältige Weise betrachten und modellieren System Funktionen Dialoge, GUIs HW Ereignisse, parallele Prozesse Datenfluss Datenstruktur Was ist Anforderungsmanagement? - Kernaufgaben -

11 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Multifacettenmodellierung gibt ein vollständiges Bild des Systems hilft, Inkonsistenzen / Unvollständigkeiten zu finden erlaubt, ein System schrittweise zu definieren (Komplexitätsbewältigung) gibt Vorgaben für verschiedene Realisierungsteile Was ist Anforderungsmanagement? - Kernaufgaben -

12 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Multifacettenmodellierung funktionsorientierte Sicht Modelle: Datenflussdiagramme, UseCases, Interaktionsdiagramme datenorientierte Sicht Modelle: ERM-Diagramme objektorientierte Sicht Modelle: Domänenklassendiagramme, etc.: UML algorithmische und regelbasierte Sicht Modelle: Fluss-/Struktogramme, Entscheidungsbäume und -Tabellen, Logik zustandsorientierte Sicht Modelle: Automaten, state charts, Petri-Netze ergonomische Sicht Methoden: Strukturierte Analyse, Objektorientierte Analyse Was ist Anforderungsmanagement? - Kernaufgaben -

13 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Was ist Anforderungsmanagement? - Kernaufgaben - Anforderungs- management Planung Verfolgung Pflege Änderungsmanagement Ermittlung Analyse Konsensbildung Verabschiedung Anforderungsspezifikation (Requirements Engineering) Anforderungsverwaltung (Requirements Administration)

14 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Software ist ein intellektuelles Produkt Software als Automatisierung greift stark in die Arbeitsabläufe ein es ist sehr schwer, Anforderungen an das Produkt zu erfassen Software unterliegt keinem Verschleiß Software ist i. allg. leichter und schneller änderbar als andere Produkte Software ist leicht reproduzierbar Software hat komplizierten, schwer zu kontrollierenden Lebenslauf Software wird nicht durch physikalische Gesetze begrenzt Software ist schwer zu »vermessen« Softwarequalität ist schwer zu steuern Warum ist Software so schwer zu definieren?... weil das Produkt so ungewöhnlich ist Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

15 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Software-Evolution: Software-Klassifikation nach Lehman (1985) S-Typ: SW, die vollständig durch eine formale Spezifikation beschrieben werden kann. Entwicklung ist erfolgreich, wenn die Programme nachweislich die Spezifikation erfüllen. Typische Beispiele: Sortieren von Daten, Berechnung mathematischer Funktionen. P-Typ: SW, die ein spezifisches Problem löst, wobei nicht in jedem Fall formal beschrieben werden kann, was eine Lösung ist. Erfolgreich, wenn das Problem zufriedenstellend gelöst ist. Typisches Beispiel: Berechnung von Wettervorhersage- modellen in der Meteorologie. E-Typ: SW, welche eine in der realen Welt eingebettete Anwendung realisiert. Die Entwicklung ist erfolgreich, wenn Anwender mit der SW zufrieden sind. formale Spezifikation: eine mathematische/logische Angabe, was ein Programm zu leisten hat: z.B. Vor- und Nachbedingungen in formaler Logik, oder algebraische Verknüpfungsregeln formale Spezifikation: eine mathematische/logische Angabe, was ein Programm zu leisten hat: z.B. Vor- und Nachbedingungen in formaler Logik, oder algebraische Verknüpfungsregeln nur Software vom S-Typ ist stabil. Software vom P- und E-Typ ist einer Evolution unterworfen. Software vom E-Typ trägt selbst zur Evolution bei Warum ist Software so schwer zu definieren? Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

16 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering lineare Prozessmodelle Das Wasserfallmodell (W.W.Royce70, B.Boehm81) - sequentielles Durchgehen durch (notwendige) Phasen, ohne Sprünge: nur einfache Rückkopplungen - eins der ältesten Entwicklungsmodelle - weit verbreitet, weil einfach zu steuern Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

17 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering inkrementelle Prozessmodelle Motivation: Lösung folgender Probleme des Wasserfall-Modells Anforderungen lassen sich nicht vollständig und konsistent beschreiben der Einsatz eines Systems verändert die daran gestellten Anforderungen Antworten: kurze Entwicklungszeiten Feedback vom Anwender so früh als möglich; Commitment vom Anwender wichtigstes Merkmal: Erwartungsmanagement gegenüber dem Benutzer/Auftraggeber die sogenannten "frühen" Phasen (Analyse) immer wieder durchführen Vorteile Projektfortschritt wird durch ausführbare Systeme gezeigt. jedes Inkrement implementiert eine Menge neuer Anforderungen. Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

18 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Projektinitialisierung Requirements-Workshops grobe OO-Analyse Timebox-Planung (Iterationen) Timebox-Planung (Iterationen) Timeboxes für andere Projekte Timeboxes für andere Projekte Projektplanung Technischer Audit 3 mal Timebox (Iteration) Prototyping: OOAnalyse OODesign OOProgram. Benutzer Review Planung der nächsten Timebox Einführung Domänen-Modellierung Makrozyklus Mikrozyklus 1 Woche 2-3 Wochen 2-6 Wochen pro Timebox UP - der Unified Process: Grundideen Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

19 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering die wichtigsten Teile einer Anforderungserfassung im UP Stakeholders Use Cases Domänenmodell UP - der Unified Process: Grundideen Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

20 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering jede Anforderung ans System muss auf ein Interesse eines Stakeholders zurückführbar sein eine explizite Formulierung der Interessen der Stakeholder eines SW-Produktes gibt die Basis für eine gründliche und methodische Anforderungserfassung Stakeholder ("Stake": Einsatz, Gewinn - Interessensträger): "An individual who is materially affected by the outcome of the system" [UP-Glossar] z.B. Benutzer, Steuerbehörde, Einkaufsabteilung, Rechenzentrum, Buchhaltung etc. Stakeholders im Unified Process Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

21 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering NameRolle/Funktioninteressiert an Verkäufer Fertigungs -planer … ein Verkäufer erfasst Verkäufe (nicht über dieses System) mit Mengen und vom Kunden gewünschten Lieferterminen eines oder mehrerer Artikel. ein Fertigungsplaner ist für die Ein- und Freigabe von geplanten Fertigungsaufträgen in das PPS verantwortlich … - strikter Einhaltung der in der Verkaufserfassung abgemachten Liefertermine - Unterstützung bei der Terminfindung - optimiertem Fertigungs- auftragsplan (optimierte Mengen und Termine) -... … Stakeholders im Unified Prozess: Beispiel Fertigungsplanungssystem Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

22 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Kassierer «system» KassaNova beginneNeuenVerkauf gibWarenpostenEin( WarenID ) Warenbeschreibung, Preis, Totalpreis wiederholen für jeden Posten beendeVerkauf Totalpreis mit Steuern bezahlen( Betrag ) Restgeld, Quittung Use Case: Fall einer konkreten Benutzung des Systems szenarienbasiert: eine erzählende Beschreibung einer Sequenz von Interaktionen zwischen Akteur und System aus externer Sicht Use Cases im Unified Prozess Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

23 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Das Neue am Use Case: keine präzise Anforderung oder funktionale Spezifikation, sondern eine Illustration einer Benutzung, die Anforderungen impliziert ein Use Case ist eine informale Beschreibung: leichte Verständlichkeit ist deshalb aber auch anfällig gegenüber Inkonsistenzen und Zweideutigkeiten verlangt deshalb spätere Aufarbeitung mit formaleren Modellen (UML) Vergleich mit formaler Beschreibung: TYPEN STACK FUNKTIONEN empty: STACK BOOLEAN new: STACK push: INT x STACK STACK pop: STACK STACK top: STACK INT VORBEDINGUNGEN: pop( s: STACK) = not empty(s) top( s: STACK ) = not empty(s) AXIOME für alle x: INT, s: STACK gilt empty( new() ) not empty( push(x,s) ) top( push(x,s) ) = x pop( push(x,s) ) = s Use Cases im Unified Prozess Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung –

24 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Domänenmodell im Unified Prozess Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Softwareentwicklung – - Modell zur Begriffsklärung wichtiger Konzepte - fördert Strukturierung durch Abstraktion, Assoziation und Teil-Ganzes - stabilster Teil der Anforderungen - einfach und doch streng formal

25 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Anforderungen System Ursprüngliche Kundenanforderungen Spezifikation System System- spezifikation Anforderungsmanagement in der Systementwicklung Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung - Subsystem- spezifikation Steuergerät, Leistungs- elektronik Anforderungen Spezifikation Software if a and b then u = true else u = false Anforderungen Spezifikation Elektro- mechanik Anforderungen Spezifikation

26 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Start Ende Akqui- sition Produkt- konzeption Produkt- entwicklung A-Muster Produkt- entwicklung B-Muster Produkt- entwicklung C-Muster Entwicklungs- abschluss Serien- betreuung Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung - Anforderungs- Freeze Anforderungs- Freeze Anforderungs- Freeze Anforderungs- Freeze Anforderungs- Freeze Änderungsmanagement Produktentwicklungsprozess in der Systementwicklung (Beispiel)

27 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Ausgänge Rolle Prozess- schritt Eingänge Zeitl. Aufwand [h] Durchlaufzeit [Tage] 1.2 Klärung Teilprojektleiter 1.3 Analyse & Bewertung 1.5 Bearbeitung / Verfolgung Anforderungs-/ Änderungs- Status Freeze Gesamtprojektleiter Change Control Board Gesamtprojekt 1.4 Entscheidung 1.0 Anforderung/ Änderungswunsch 1.1 Erfassung formlose Einzel- anforderung VV M V M M Entwicklungsteam Teilprojekt V M M V Anforderungs-/ Änderungs- tabelle I formlose Einzel- anforderung Anforderungs-/ Änderungs- tabelle Anforderungs-/ Änderungs- Status Freeze Ent- scheidungs- vorlage Ent- scheidung; Offene Punkte Update Dokumente; Kommunikation Kunde M M I M M M M M M M Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung -

28 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Anforderung / Änderungswunsch Status dokumentieren Anforderung / Änderung ablehnen Anforderung / Änderung akzeptieren Umsetzung durchführen Anforderung / Änderungswunsch erfassen Anforderung / Änderungswunsch klären Anforderung / Änderungswunsch analysieren Umsetzung prüfen Umsetzung initiieren XOR Anforderung / Änderung freezen Status kommunizieren Anforderungs- und Änderungsmanagement in der Systementwicklung (Beispiel) Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung -

29 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung - Wesentliche Rollen im Anforderungs- und Änderungsmanagement Projektleiter / Anforderungs- und Änderungsmanager...ist Anlaufstelle für Anforderungen und Änderungswünsche...führt eine Vorprüfung durch...dokumentiert den Änderungswunsch Change Control Board...ist zusammengesetzt je nach Tragweite der Anforderung / Änderung aus unterschiedlichen Beteiligten (Projektleiter, Entwickler, Kundenvertreter oder Produktmanager, Systemdesigner, Linienverantwortlicher)... entscheidet über die weitere Abarbeitung der Anforderung / Änderung Projektteam...erarbeitet einen Lösungsvorschlag...setzt den Lösungsvorschlag um...verifiziert die Umsetzung...meldet dem Änderungsmanager die erfolgreiche Umsetzung oder wiederholt die Prozedur, falls die Verifikation fehl schlägt

30 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung - Anforderungsverwaltung in der Systementwicklung Status von Anforderungen eingereicht abgelehnt akzeptiert in Arbeit Bearbeitet Abgeschlossen, freigegeben (verschoben) Priorität von Anforderungen hoch mittel gering Kategorien von Anforderungen funktional nicht-funktional Rahmenbedingungen Entwicklungs- und Fertigungsanforderungen

31 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Wie funktioniert Anforderungsmanagement? - Beispiele aus der Systementwicklung - Freigabekriterien für Anforderungen und Änderungswünsche Die Anforderung / der Änderungswunsch ist kompatibel mit den Produktzielen und dem Geschäftsplan Die Anforderung / der Änderungswunsch ist umsetzbar im Hinblick auf Technik, Ressourcen, Termine, Budget, Risiken Es liegen keine unlösbaren Konflikte mit anderen Anforderungen vor Die Annahme gefährdet nicht die Durchführung des Gesamtprojekts mit allen Abhängigkeiten Alle Seiteneffekte der Änderung (auf Dokumente, Design, Implementierung, Testfälle, Betrieb, Pflege usw.) sind handhabbar

32 Produkt- strategie Produkt- idee Produkt- konzept Produkt- ent- wicklung Markt- ein- führung Forschungszentrum Prozess und Produkt-Engineering Beiträge - Diskussion - Wesentliche Unterschiede beim Anforderungsmanagement in der Software- und in der System-Entwicklung Übertragbarkeit der Ansätze zum Anforderungsmanagement auf andere Branchen Probleme in der Praxis bei den Ansätzen zum Anforderungsmanagement –Personal –Prozesse –Technik –Beziehungen zum Kunden Kosten und Nutzen des Anforderungsmanagements bei unterschiedlichen Projektgrößen


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