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Requirements Engineering

In der Vergangenheit wurde die Dokumentation der Spezifikationen zu entwickelnder Systeme häufig nur dort konsequent erstellt, wo sie zum Beispiel unter dem Gesichtspunkt der Betriebssicherheit von Normen gefordert wurde. Aufgrund ihres geringen Integrationsgrades und des daraus entstehenden Pflegeaufwandes wurde sie als „Klotz am Bein“, nicht jedoch als Ressource betrachtet. In der Regel handelte es sich um MS Word oder Excel Dokumente. Diese überwiegend textorientierten Darstellungen geraten heute – ähnlich wie der Source Code von Hochsprachen wie ANSI C – an ihre Grenze, wenn es um die Spezifikation von komplexen, multidimensionalen Systemen geht.

Das Denken in Metastrukturen, Abstraktion und die Automatisierung im Requirements Engineering sichern Effizienz und Normenkonformität.

Im Requirements Engineering beschreibt den Ausweg – ebenso wie im Software Engineering – das Denken in Metastrukturen und Abstraktion. Auch im Requirements Engineering gehen zukünftig Artefakte aller Art, auch zweidimensionale Dokumente, ein in Datenbanken (Repositories), in denen sie mit Eigenschaften abgelegt und miteinander in Beziehung gebracht werden können.

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Ein Beispiel:  Aussagen über ein System kommen in unterschiedlichen Prägungen (lösungsfrei im Lastenheft bis lösungsbeschreibend in der Komponentenspezifikation) in mehreren Dokumenten vor. Dabei gestalten sich deren Beziehungen nicht 1:1, sondern n:n. Das bedeutet, verschiedenen Aussagen im Lastenheft wirken auf die Spezifikation einer Lösung, und umgekehrt wird eine Forderung im Lastenheft erst durch verschiedene Gesichtspunkte der Lösungen vollständig abgedeckt. Denken wir nur an den Benzinverbrauch eines PKW. Er mündet in unzähligen Maßnahmen auf der Lösungsseite.  Diese vielfachen Abhängigkeiten der Spezifikationsebenen (Lastenheft, Pflichtenheft, Komponentenspezifikationen …) lassen sich in komplexen Systemen nur noch auf Basis von Cross-Referenzen managen.

Die in der Entwicklung von sicherheitskritischen Systemen geforderten sogenannten Cross-Referenz-Listen, die obiges Problem adressieren sollen, werden seit langem auf Basis von Excel Tabellen erstellt, um Audits gerecht zu werden,in der Praxis aber so gut wie nicht im eigentlichen Sinne genutzt, die Traceability der Abhängigkeiten zu ermöglichen, da ihre Handhabung aufwändig ist und ein Rückgriff auf ihre Inhalte als potenziell fehlerträchtig gilt, da sie selten den aktuellen Stand repräsentieren, sondern immer erst zum Zeitpunkt eines geplanten Audits aktualisiert werden.

In datenbankgestützten Systemen wird zur Vermeidung dieser Gefahren mit Verlinkungen zwischen zusammenhängenden Aussagen (auch als Artefakte bezeichnet) gearbeitet. Auf Basis der Linkbeziehungen lassen sich jederzeit die Artefakte im Sinne einer Cross-Referenz-Darstellung gegenüberstellen und repräsentieren den aktuellen Stand des Systems. Die für diese Sichten notwendigen Artefakte, sind in der Datenbank ohne Redundanz einmalig vorhanden. Ändern sich Artefakte, können über ihre Linkbeziehungen Auswirkungsanalysen durchgeführt werden, um zu erkennen, an welcher Stelle im System diese Änderungen weitere Auswirkungen haben.

Viele der oben genannten Punkte werden heute von Normen (ASPICE, ISO 26262, IEC 61508, EN 50128, IEC 62304) gefordert. Speziell die Automotive SPICE Norm ist dort sehr detailliert und fordert bestimmte Sichten in Form von Dokumenten und die Darstellung ihrer Zusammenhänge in Form von Traceability-Analysen – darüber hinaus aber auch die Einhaltung von Prozessen im Bereich des Änderungsmanagements, des Problemlösungsmanagements, des Konfigurationsmanagements etc.

Die manuelle Erstellung der geforderten Dokumente, Darstellungen und Prozesse sprengt in der Praxis jeglichen Projektrahmen. Ausschließlich ein hoher Grad an Automatisierung ermöglicht in einem solchen Umfeld den notwendigen Grad an Effizienz. Automation wiederum geschieht durch den Einsatz von Werkzeugen, die mit den in Metastrukturen abgelegten Daten virtuos umgehen.

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