Requirements Engineering für eindeutig definierte und prüfbare Systeme
Aus Erwartungen werden technische Vorgaben
„Das Steuergerät soll einen Fehler erkennen“ beschreibt eine Absicht. Für die Entwicklung fehlen noch entscheidende Angaben: Welcher Fehler ist gemeint? Unter welchen Bedingungen und innerhalb welcher Zeit muss er erkannt werden? Wie soll das System reagieren und wie wird dies überprüft?
Silver Atena bearbeitet solche Fragen, bevor aus unterschiedlichen Vorstellungen technische Entscheidungen werden. Wir ermitteln, analysieren und dokumentieren Anforderungen an elektronische Systeme und halten ihre Beziehungen zu Architektur, Entwicklung und Test nachvollziehbar. Ändert sich eine Vorgabe, helfen dokumentierte Beziehungen, mögliche Auswirkungen auf Entwicklungsergebnisse und Prüfungen zu ermitteln.
Wo unklare Anforderungen zum Entwicklungsproblem werden
Anforderungen kommen aus verschiedenen Richtungen: von Kunden und weiteren Stakeholdern, aus der vorgesehenen Anwendung und aus technischen oder regulatorischen Vorgaben. Sie liegen nicht immer im gleichen Detailgrad vor. Manche beschreiben eine Funktion, andere eine Randbedingung. Einzelne Aussagen können einander widersprechen oder entscheidende Angaben offenlassen.
Was anfangs wie ein sprachliches Detail wirkt, kann später eine Architekturentscheidung verändern. Hardware und Software setzen dann möglicherweise unterschiedliche Annahmen um. Im Test fehlt ein eindeutiges Kriterium, um das Ergebnis zu beurteilen.
Requirements Engineering klärt Bedeutung und Geltungsbereich der Anforderungen sowie ihre Beziehungen zu anderen Vorgaben. Die Klärung beginnt früh und wird während der Entwicklung fortgeführt.
- Eine gemeinsame Bedeutung
Begriffe, Bedingungen und erwartetes Verhalten werden so beschrieben, dass die beteiligten Teams dieselbe Vorgabe vor Augen haben. - Widersprüche sichtbar machen
Anforderungen werden nicht einzeln gelesen. Ihr Zusammenhang zeigt, wo Aussagen nicht zusammenpassen oder eine Entscheidung noch aussteht. - Prüfbarkeit früh klären
Schon bei der Formulierung wird betrachtet, woran sich die Erfüllung einer Anforderung später erkennen lässt. - Änderungen einordnen
Wird eine Vorgabe angepasst, helfen dokumentierte Beziehungen dabei, betroffene Anforderungen, Entwicklungsergebnisse und Prüfungen zu identifizieren.
Was Silver Atena im Requirements Engineering übernimmt
Silver Atena verbindet Anforderungsanalyse mit der Entwicklung elektronischer Systeme und Steuergeräte. Unsere Systementwicklung arbeitet mit Architektur, Hardware, Software, Safety und Test zusammen. Rückfragen aus diesen Disziplinen fließen in die Klärung der Anforderungen ein.
Im Mittelpunkt stehen funktionale und nichtfunktionale Anforderungen: Was soll das System tun? Welche Eigenschaften und Randbedingungen muss es dabei erfüllen? Die Ergebnisse werden auf den für das Projekt benötigten Anforderungsebenen strukturiert und während der Entwicklung gepflegt.
Anforderungsmanagement: Anforderungen erfassen, ordnen und pflegen
Stakeholder-Anforderungen analysieren
Wir betrachten die Erwartungen und Vorgaben für ein System und klären, welche technischen Aussagen sich daraus ableiten lassen. Unvollständige oder mehrdeutige Angaben werden zur Abstimmung zurückgespielt.
System-, Hardware- und Softwareanforderungen strukturieren
Anforderungen werden den passenden Ebenen zugeordnet und in einen verständlichen Zusammenhang gebracht. Je nach Projekt entstehen daraus Anforderungsspezifikationen, etwa auf Stakeholder-, System-, Hardware- und Softwareebene. Ob diese als Lastenheft, Pflichtenheft oder in einem Requirements-Management-Werkzeug geführt werden, richtet sich nach dem Projekt.
Die Anforderungen beschreiben dabei das geforderte Verhalten und die geltenden Randbedingungen. Wie Funktionen auf Komponenten verteilt und technisch umgesetzt werden, ist Gegenstand der Systemarchitektur und der jeweiligen Entwicklungsdisziplinen.Nachverfolgbarkeit (Traceability) herstellen
Wir dokumentieren Beziehungen zwischen Anforderungen verschiedener Ebenen sowie zu Architektur, Umsetzung und vorgesehenen Verifikationsnachweisen.
Diese Nachverfolgbarkeit unterstützt die Prüfung, woher eine Anforderung stammt, welche Entwicklungsergebnisse auf ihr beruhen und wie ihre Erfüllung überprüft werden soll.Änderungen und Versionen verwalten
Anforderungen bleiben während eines Projekts nicht zwangsläufig unverändert. Wir unterstützen dabei, neue Stände zu dokumentieren und ihre Auswirkungen mit den betroffenen Fachbereichen zu bewerten.
Verifikation und Validierung unterstützen
Technische Anforderungen formulieren wir so, dass sich ihre Erfüllung durch geeignete Verfahren verifizieren lässt. Dafür stimmen wir sie mit den Teams ab, die Tests, Analysen, Inspektionen oder Demonstrationen planen. Die Prüfung des entwickelten Produkts und die Validierung im Hinblick auf den vorgesehenen Einsatz erfolgen in Zusammenarbeit mit Test und Validierung.
So entwickeln sich Anforderungen im Projekt
Requirements Engineering ist keine einmalige Dokumentationsaufgabe zu Projektbeginn. Anforderungen werden früh geklärt und bei neuen Erkenntnissen oder Änderungen weiterbearbeitet.
- Informationen zusammentragen
Welche Erwartungen, technischen Vorgaben und Randbedingungen liegen vor? Wir erfassen die für das System relevanten Aussagen und kennzeichnen offene Fragen. - Aussagen klären
Die Anforderungen werden auf Verständlichkeit und Widersprüche geprüft. Unbestimmte Begriffe und fehlende Bedingungen werden mit den zuständigen Beteiligten geklärt. - Eine Anforderungsstruktur aufbauen
Die abgestimmten Vorgaben werden auf die benötigten Ebenen verteilt und dokumentiert. So können Systementwicklung, Hardware, Software und weitere Disziplinen mit einem geordneten Anforderungsstand arbeiten. - Beziehungen und Nachweise zuordnen
Wir dokumentieren die Beziehungen zwischen Anforderungen und ordnen ihnen im Entwicklungsverlauf Ergebnisse und geplante Prüfungen zu. So kann auch deutlich sichtbar werden, wenn für eine Anforderung noch kein geeigneter Verifikationsnachweis vorgesehen ist. - Neue Erkenntnisse einarbeiten
Ergeben sich während der Entwicklung Änderungen, wird der Anforderungsstand angepasst. Die betroffenen Beziehungen werden geprüft, damit die Änderung nicht nur im Ausgangsdokument ankommt. - Den Stand bis zur Verifikation pflegen
Während Architektur, Hardware und Software entstehen, werden Anforderungen weiter abgestimmt. Ergebnisse aus Entwicklung und Test können neue Fragen aufwerfen, die in der Anforderungsarbeit geklärt werden müssen.
Methoden, Werkzeuge und Standards im Requirements Engineering
Zu den zentralen Methoden gehören die Anforderungsanalyse, die Strukturierung auf verschiedenen Ebenen, die Pflege von Beziehungen zwischen Anforderungen und die kontrollierte Bearbeitung von Änderungen. Werkzeuggestütztes Requirements Management kann diese Arbeit unterstützen, besonders wenn mehrere Teams und Anforderungsstände beteiligt sind.
Der anzuwendende Rahmen ist projektabhängig. Im Automotive-Bereich dient Automotive SPICE als Modell zur Bewertung von Entwicklungsprozessen. Bei sicherheitsrelevanten elektrischen und elektronischen Fahrzeugsystemen kann ISO 26262 maßgeblich sein. Für die Entwicklung ziviler Luftfahrtsysteme kann SAE ARP4754B als Leitlinie relevant sein. Welche Vorgaben gelten, richtet sich nach dem Projekt und seinem Zulassungskontext.
Anforderungen in Automotive, Aerospace und Defence
Die Anforderungen an die Dokumentation und Nachweisführung unterscheiden sich je nach Produkt. Gemeinsam ist den drei Bereichen, dass technische Vorgaben über mehrere Entwicklungsdisziplinen hinweg verstanden und umgesetzt werden müssen.
Automotive
Bei elektronischen Fahrzeugsystemen greifen Anforderungen an Systemfunktionen, Steuergeräte, Hardware und Software ineinander. Je nach Anwendung kommen Vorgaben aus funktionaler Sicherheit und Cyber Security hinzu. Änderungen müssen über diese Ebenen hinweg betrachtet werden.
Aerospace
Für elektronische Aerospace-Systeme ist die Verbindung zwischen Systemanforderungen, technischer Umsetzung und Verifikation wesentlich. Anforderungen müssen so gegliedert sein, dass die jeweils erforderliche Nachweisführung darauf aufbauen kann.
Defence
Bei elektronischen Systemen für Defence-Anwendungen müssen Funktionen und Randbedingungen passend zum vorgesehenen Einsatz beschrieben werden. Welche Dokumentation und Nachweise erforderlich sind, richtet sich nach dem Projekt.
Ihr Nutzen durch klares Requirements Engineering
- Weniger ungeklärte Annahmen
Offene Punkte werden sichtbar, bevor mehrere Teams auf unterschiedlichen Interpretationen weiterarbeiten. - Änderungen mit Überblick bewerten
Die Nachverfolgbarkeit zeigt, welche Teile der Entwicklung von einer geänderten Vorgabe berührt werden können. - Tests gezielter vorbereiten
Sind Anforderungen eindeutig und prüfbar formuliert, lassen sich passende Verifikationsverfahren planen. - Entscheidungen zurückverfolgen
Architektur und Entwicklung bleiben mit den Anforderungen verbunden, auf denen sie beruhen.
Requirements Engineering im Zusammenspiel mit weiteren Kompetenzen
Requirements Engineering liefert eine Grundlage für die Entwicklung, erhält aber auch Rückmeldungen aus ihr. Eine Architekturentscheidung kann zeigen, dass eine Vorgabe präzisiert werden muss. Ein Test kann offenlegen, dass das erwartete Verhalten bislang nicht eindeutig beschrieben ist.
Systemarchitektur und Systemintegration entwickeln aus Anforderungen eine technische Struktur und definieren das Zusammenspiel der Systemelemente. Hardwareentwicklung, Embedded Software und Regelungs- und Funktionsentwicklung konkretisieren die Umsetzung in ihren Bereichen.
Funktionale Sicherheit und Cyber Security ergänzen je nach Anwendung weitere Anforderungen. Qualitäts- und Konfigurationsmanagement ist beim Umgang mit Ständen und Änderungen eng eingebunden. Test und Validierung prüfen das entwickelte Produkt und dokumentieren die Ergebnisse der vorgesehenen Prüfungen.
Warum Silver Atena für Requirements Engineering?
Silver Atena bearbeitet Anforderungen im Umfeld der eigenen System- und Produktentwicklung. Unsere Teams kennen die Fragen, die bei der Umsetzung auftauchen: Ist eine Schnittstelle eindeutig beschrieben? Ist das geforderte Verhalten technisch verständlich? Kann der Test später entscheiden, ob die Vorgabe erfüllt wurde?
Die Abstimmung mit Architektur, Hardware, Software, Safety und Test hilft, solche Fragen im Projekt zu klären und die Anforderungen entsprechend weiterzuentwickeln. Silver Atena bringt dafür Erfahrung aus der Entwicklung elektronischer Systeme und Steuergeräte für Automotive, Aerospace und Defence ein.
Lassen Sie uns Ihre Anforderungen klären
Sie stehen vor einer neuen Systementwicklung oder müssen bestehende Anforderungen mit Architektur, Entwicklung und Test in Einklang bringen? Silver Atena unterstützt Sie dabei, technische Vorgaben zu klären, zu strukturieren und über den Entwicklungsprozess nachvollziehbar zu halten.