Trend 4: Das W-Modell

Der Trainer des High Tech Institute, Cees Michielsen, beleuchtet eine Handvoll Trends im Bereich System Requirements Engineering. Für das High Tech Institute bietet er mehrmals im Jahr die 2-tägige Schulung‚System Requirements Engineering‚ an.

In der High-Tech-Branche wird oft auf das V-Modell verwiesen, wenn es um den Prozess von der ersten Idee bis zur Produktimplementierung geht, wenn es um die Entwicklung von Systemanforderungen geht. Dieses Modell beginnt mit einer funktionalen Gliederung, dem linken Schenkel des V. In der Praxis können Sie jedoch nicht alle Anforderungen in die traditionelle funktionale Gliederung aufnehmen. Typische Beispiele sind die physikalischen Eigenschaften von Produkten – Masse, Volumen, diese Art von Informationen.

Es wäre klug, das V-Modell zu dem zu erweitern, was ich das W-Modell nenne. Dieses Modell beginnt mit zwei parallelen Trajektorien im linken Bein: dem funktionalen und dem physischen Fluss. Beide berücksichtigen separate Systemaspekte: Der funktionale Fluss sorgt in erster Linie dafür, dass die erforderliche Funktionalität implementiert wird, während der physische Fluss dafür sorgt, dass die physischen Aspekte bis hinunter zu den relevanten Systemelementen budgetiert werden.

Die beiden linken Beine treffen sich auf der so genannten ‚Bausteinebene‘, wo die Elemente eines funktionalen Systems, z.B. das Bremssystem eines Autos, entsprechend ihren Anforderungen spezifiziert und entworfen werden. Diese Elemente haben sowohl funktionale als auch physische Eigenschaften. Im Beispiel des Bremssystems ist einer der Bausteine das Bremspedal, das durch funktionale Anforderungen spezifiziert wird, die deutlich machen, was das Pedal tun soll, und durch physische Anforderungen, die die Einschränkungen in Bezug auf die Masse des Pedals, den zulässigen Gestaltungsspielraum, das Material und mehr festlegen.

Bausteine werden auf der Ebene definiert, auf der eine bestimmte Funktionalität spezifiziert, entworfen und implementiert wird. Das bedeutet nicht, dass es sich immer um einzelne Teile handelt. Sie können recht komplex sein, wie der Motor eines Elektroautos. Wichtig ist jedoch, dass sie immer zwei ‚Eltern‘ haben: ein funktionales Elternteil (um sicherzustellen, dass sich das Bremssystem auf die Funktionalität des Bremspedals verlassen kann) und ein physisches Elternteil (um sicherzustellen, dass das Pedal an die vorgesehene Stelle passt und die Volumenbeschränkungen in der Fahrerkabine sowie andere Schnittstellen erfüllt).

Die Verwendung von Bausteinen verhindert, dass die Modelle zu detailliert werden. Gleichzeitig ermöglicht sie ein praktisches Produktmanagement, insbesondere für komplexe Systeme, sowohl im Produktdesign als auch im Fertigungsbereich. Für einen durchschnittlichen Pkw werden etwa 400 Bausteine definiert; die neuesten ASML-Maschinen haben etwa 2.000.

Nach der Freigabe wird das Bausteindesign virtuell in die funktionale und physische Struktur integriert, und zwar bis hin zur Systemebene. Damit soll nachgewiesen werden, dass der Entwurf die Anforderungen auf jeder Ebene erfüllt, sowohl auf der funktionalen als auch auf der physischen. Dies sind die beiden aufsteigenden Beine, die den mittleren Teil des W-Modells bilden.

Dieser Ansatz hat mehrere Vorteile. Er bringt klare Verantwortlichkeiten auf Systemebene sowohl für funktionale als auch für physische Anforderungen während des gesamten Lebenszyklus des Systems. Er ermöglicht eine eindeutige Budgetierung von physischen Aspekten wie Masse und Volumen im nachgelagerten Bereich. Es erleichtert die frühzeitige Erkennung möglicher Integrationsprobleme („es passt nicht, Produkt nicht ausgewogen, zu schwer, Schnittstellen nicht eingehalten“) – während der Designphase, vor der regulären Produktintegration. Es macht die Verantwortlichkeiten für das ‚Funktionieren‘ der Elemente deutlich – das Team, das das Bremssystem entwirft, muss nachweisen, dass es gemäß den Anforderungen funktioniert; es gibt keine Ausreden, zu warten, bis das gesamte Produkt integriert ist.

Es ist gut zu wissen, dass ein durchschnittliches funktionales Teilsystem, wie ein Bremssystem oder ein Füllstandssensor, nicht in einer Fertigungsstückliste auftaucht. Sie bestellen kein Bremssystem, sondern seine Bausteine. Das bedeutet, dass es in der Fertigungs- oder Logistikumgebung schwierig (wenn nicht gar unmöglich) ist, zu sagen, welche Funktion eine Komponente in der Fabrikhalle oder sogar im Endprodukt erfüllt. Wenn Sie jedoch der Logik des W-Modells folgen würden, wäre es ein Kinderspiel, da die Implementierung des Bausteins auch auf seine funktionale(n) Mutterkomponente(n) zurückgeht.