Requirements Engineering – Kurz und knapp...Big Data Kostenreduktion Governance Komplexitäts‐ Management Robuste Produkte Konnektivität (z.B. PLM/ALM,

Requirements Engineering – Kurz und knappGI – Informatiktage, 20. März 2015

Prof. Dr. Christof Ebert, Vector Consulting Services

© 2015 . Dr. Christof Ebert. All rights reserved. Any distribution or copying is subject to prior written approval by Vector. V 5.2. 2015-03-20.

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Referent: Dr. Christof EBERT

[email protected] www.vector.com/consulting

Dr. Christof Ebert ist Geschäftsführer der Vector Consulting Services GmbH. Er unterstützt Unternehmen weltweit bei der Verbesserung ihrer Produktentwicklung und Produktstrategie sowie im Veränderungs-management. Zuvor war er zehn Jahre in internationalen Führungsfunktionen für Alcatel tätig, zuletzt mit weltweiter Verantwortung für Software-Plattformen. Er sitzt in verschiedenen Aufsichtsgremien, ist Professor an der Universität Stuttgart und ist Autor des deutschsprachigen Standardwerks „Systematisches Requirements Engineering“.


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Vector Consulting Services

Bahn &Transport

IT

Automobil-industrie

Luftfahrt &Verteidigung

Energie & Umwelt

Medizin &Gesundheit

… unterstützt Kunden weltweit bei der Optimierung ihrer Produkt-Entwicklung und IT sowie mit Interim-Management

… mit Kunden wie Accenture, Audi, BMW, Bosch, Daimler, Hyundai, IBM, Lufthansa, Munich RE, Porsche, Siemens, Thales, Vodafone, und ZF

… bietet mit der Vector Gruppe ein Portfolio aus Werkzeugen, Software-komponenten und Dienstleistungen

… ist als Gruppe weltweit vertreten mit über 1300 Mitarbeitern und einem Umsatz von über 250 Mio. €

www.vector.com/consulting


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Das Problem vieler Unternehmen ist, dass zu viele Features verkauft werden,

und zu wenig Wert.—Christof Ebert

Motivation und Grundlagen

Systematisches Requirements Engineering

Werkzeugunterstützung

Zusammenfassung und Ausblick


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Requirements = Innovation + Wert


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Innovationsmanagement – Aktuelle Beispiele

Smarte LösungenProdukte passen sich an sich ändernde Umgebung und Nutzung an

Smarte Vernetzung Software, Mechanik und Elektronik schaffen neue Technologien, Geschäftsmodelle und Arbeitsweisen

Smarte UmgebungenKooperierende Systeme kommunizieren miteinander und tauschen Informationen aus

Smarte ProduktionssystemeFlexible Produktionssysteme ermöglichen ressourceneffiziente Produktion und individuelle Produkte


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Innovationsmanagement – Chancen und Risiken

“Bei Apple sind wir bestrebt, Weltklasse-Produkte, mit der bestmöglichen Kundenerfahrung zu liefern. Mit dem Start unserer neuen Maps konnten wir diese Verpflichtung nicht halten. Die Frustration unserer Kunden tut uns sehr leid, und wir werden alles tun, um Maps besser zu machen.”

Tim Cook, CEO

… und Risiken

Galaxy S - 20 Millionen

Galaxy S2 - 40 Millionen



Galaxy S5 - 11 Mioim ersten Monat

Am 25. Mai 2012 dockt SpaceX Dragon als erstes kommerzielles Raumschiff an die ISS an

Chancen …


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Innovationsmanagement – Wachsende Komplexität

Quelle: Ebert 2013, Ebert/Jones 2009

100

1.000

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

100.000.000

1960 1970 1980 1990 2000 2010

Objekt-Code in Tausend Statements

VermittlungssystemeAutomobilelektronikLinux KernelHeimautomatisierungMultifunktionsdruckerRaumfahrt, autonom, onboardRaumfahrt, bemannt, onboardRaumfahrt, Bodenkontrolle


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Externe Herausforderungen, Vector Kundenumfrage 2015

Innovative Produkte

Andere

Effizienz

VerteilteEntwicklung

KostenreduktionBig Data

Governance

Komplexitäts‐Management

Robuste Produkte

Konnektivität(z.B. PLM/ALM, Infrastruktur)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

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

Wichtig für eigenenAufgabenbereich

Wichtig für eigene Branche

Vector Kundenumfrage 2015 ; www.vector.com/trends ; Summe > 100% , da 3 Antworten pro Frage erlaubt waren

Evolution seit 2014: Komplexitäts-Management und Konnektivität haben dominierende Rolle, während 2014 der Fokus noch auf Kosten lag.


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Hausgemachte Herausforderungen

Hohe Wertschöpfung – und hohes Geschäftsrisiko …

Fehlende Transparenz

Termin- und Kostenüberschreitungen

Unzureichende Produktivität

Nacharbeiten und Fehler

Projekt- und Haftungsrisiken

Demotivation und Burn-Out

… und keine Zeit, für Verbesserungen

39%

43%

18% Erfolgreich

Zu spät oderüber BudgetAbgebrochen

Unzureichende Prozesse

Unklare Verantwortungen

Requirements Engineering

Quellen

Oben: Standish Group 2012, ca. 10000 Projekte

Unten: Standish Group, ObjectGroup, McKinsey, 2013

Hauptgründe für Projektprobleme

Erfolgsquote von Projekten

Unzureichende Anforderungen


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Unzureichende Anforderungen haben Tradition …

Plötzlich ergab sich eine aufgeregte Diskussion zwischen dem König und seinem Lieferanten …

Der König verzichtete auf die üblichen Bestrafungen und hörte auf seine Berater.

Er verstand, dass er Teil des Problems ist.

Er stimmte zu, dass eine nachhaltige Lösung Veränderungen auf beiden Seiten braucht.

Requirements Engineering wurde eingeführt.


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Die drei wesentlichen Risiken – auch für Sie

1 Fehlende Anforderungen Relevante Stakeholder nicht involviert Unklarer Bedarf und Nutzen, kritische Anforderungen übersehen

2 Falsche Anforderungen Vermischung von Bedarf (Was?, Warum?) und Lösung (Wie?) Handwerkliche (Lücken, Inkonsistenzen) und methodische Fehler

(Prioritäten)

3 Sich ändernde Anforderungen Unbekannte oder unzureichende Basis Fehlendes 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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Beispiel: Falsche Anforderungen reduzieren den Wert

Immer7%

Oft13%

Manchmal16%

Selten19%

Nie45%

Welche Funktionen werden als nützlich betrachtet und verwendet?

Quellen: Standish Group, Ebert 2014 (mit Beispielen aus Automotive, Bahn, IT)


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Beispiel: Unzureichende Anforderungen und die Konsequenzen

UnklareAnforderungen

UnrealistischePläne und

Vereinbarungen

Termindruck

Nicht eingehalteneKundenerwartungen

Anforderungs-änderungen

Terminverzug

UnzureichendeQualität

Demotivation;Frustration

Fehler; fehlende Prüfung

UngenügendeAnalyse undSpezifikation


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Eine Anforderung – So viele Fragen

Bringt die Anforderung Kundennutzen und Umsatz? Sind die Inhalte relevant, oder nur eine Feature-Aufreihung? Kann die Anforderung gewinnbringend umgesetzt werden? Wie ist der Status der Anforderung? Wer ist für die Anforderung verantwortlich? Wie wird die Anforderung validiert? Wie wird die Anforderung umgesetzt?

REQ_0815Die Stockwerkskonsole erlaubt den Ruf des Aufzugs in den Stockwerken. Die Konsole besteht aus zwei Ruftasten, mit denen die Auf- beziehungsweise Abwärtsrichtung signalisiert wird. Der Benutzer ruft den Aufzug durch das Drücken der Ruftaste. Die VIP-Funktion wird durch einen Schlüsselschalter aktiviert. Damit können Stockwerke bevorzugt angefahren werden.


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Was ist eine Anforderung?

Anforderung Eigenschaft oder Bedingung, die zur Problemlösung oder

Zielerreichung erforderlich ist. Verschiedene Typen von Anforderungen; rekursiv anwendbar

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

Produktanforderungen /Eigenschaften / SLA /Service- / Systemanforderungen

Komponenten-anforderungen /Software- /IT-Anforderungen

Problemraum

Lösungsraum

Warum?

Was?

Wie?


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Was ist Requirements Engineering?


Diszipliniertes und systematische Vorgehen zur

Ermittlung, Dokumentation, Analyse, Abstimmung, Prüfung und Verwaltung von Anforderungen

unter kundenorientierten, technischen und wirtschaftlichen Vorgaben.


Ermittlung Analyse Abstimmung

Verwaltung

Dokumentation Prüfung


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Requirements Engineering im Kontext

Die Aufgabe verstehen

Die Aufgabe planen und organisieren

Die Aufgabe ausführen


Projekt-management

Entwicklung, Betrieb


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Wertorientiert: Anforderungen entwickeln statt sammeln

Wert für Markt

Verstehe Bedürfnisse und

Kaufkriterien

Schaffe und kommuniziere

Wert

Entwickle und liefere Wert

Sichere und verbessere den

Wert

Vertrieb,Marketing

Marketing, Vertrieb

Produkt-management, Entwicklung

Entwicklung,Produktmanagement


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Erfolgsorientiert: Wert für Markt und Unternehmen optimieren

Wert

Aufwand

Over-Engineering:Zu spät, zu teuer

RealistischerZielbereich:Ziele erreicht

Leistungsfaktoren verfehlt:

Zu spät, zu teuer


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Flexibel: Methodik an Randbedingungen anpassen

Großes ProjektLange Lebensdauer

Hoher WartungsanteilViele Varianten /

ReleasesMehrere Standorte /

Lieferanten

Kleines ProjektKurze Lebensdauer

Ein Standort

Anforderungen stabilWenig Kundeneinfluss

Anforderungen volatil, unbekanntStarke Kundenbeteiligung

Unsicherheiten

Komplexität

Wasserfall-modell,V-Modell

Agile Prozesse

Inkrementelle Entwicklung

Prototyping, evolutionär

Anforderungen werden frühzeitig abgestimmt und Änderungen sind

aufwändig

Anforderungen ändern sich häufig

im Projekt

Anforderungen werden im Projekt

entwickelt

Anforderungen werden im Projekt entwickelt.


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Nutzen von Requirements Engineering

Kundenzufriedenheit

Projektmanagement

Lieferantensteuerung

Kostenreduzierung

Qualität, weniger Nacharbeit

Effizienz

Wiederverwendung

Absicherung

Quelle der Zahlen: Ebert 2014, Standish Group 2009, Institut für angewandte Informatik Karlsruhe 2005, IAG Business Analysis Benchmark 2008 (103 Unternehmen, durchschnittlich 3 Mio US$ Projektumfang)

Requirements Engineering der wesentliche Erfolgsfaktor.

Projektzeit

Zielwertgutes RE

Zusatzkosten und Zeitverzug durch

unzureichendes RE

20-40% Effizienz-Potenzial durch RE

Projekt-kosten


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If I had eight hours to chop a tree,I would use six hours to sharpen the axe.

Abraham Lincoln






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Übersicht: Ermittlung

Problem: Sammlung langer Feature-Listen ohne Bezug zum tatsächlichen Bedarf

Ziel: Systematisches Entwickeln von Anforderungen

Viele Anspruchsträger

Unterschiedliche Perspektiven

Verschiedenen Arten von Anforderungen

Wertorientierung: Basis-, Leistungs-, Begeisterungs-Faktoren

Ergebnis:

Vision

Kontext

Bedürfnisse und Erwartungen


Verwaltung



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Übersicht: Dokumentation

Problem: Prosa-Texte und E-Mails,in denen sich niemand zurecht findet

Ziel: Klare Beschreibung aller Anforderungen Strukturierte und prüfbare Anforderungen Unterscheidung zwischen dem Bedarf (sog. Lastenheft),

und der Realisierung (sog. Pflichtenheft) Missverständnisse vermeiden: Nur was klar beschrieben ist,

wird auch richtig entwickelt

Ergebnis: Dokumentierte gemeinsame Basis für alle Anspruchsträger

Klare Beschreibung von Marktanforderungen, Produktanforderungen und Komponentenanforderungen

Strukturierte Anforderungen mit allen relevanten Attributen


Verwaltung



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Übersicht: Modellierung und Analyse

Problem: Projektstart ohne belastbare Basis

Ziel: Synthese einer Lösung Bewertung von Einflüssen, Abhängigkeiten, Unsicherheiten Vergleich alternativer Lösungsansätze, z.B. Beschaffung vs.

Entwicklung vs. Wiederverwendung Produktperspektive, z.B. Qualitätsanforderungen, Komplexität,

Varianz, Technische Schulden Schätzung der Aufwände und Kosten für Projekt und Betrieb

Ergebnis: Bewertete Lösungsmodelle Antwort auf Ausschreibungen Aufwandschätzung


Verwaltung



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Übersicht: Prüfung

Problem: Missverständnisse und Lückenführen zu aufwändigen Nacharbeiten

Ziel: Kontinuierliche Prüfung der Anforderungen Validierung („doing the right things“) sichert frühzeitig ab, dass

das spätere Produkt den angenommenen Wert bringt Verifikation („doing things right“) sichert eine konsistente

Qualität der Anforderungen und der folgenden Arbeitsergebnisse

Ergebnis: Kontinuierliche Bewertung des Produkts aus Kundensicht Ausreichende Konfigurationsbasis für alle weiteren Arbeiten Arbeitsergebnisse mit richtiger Qualität Die Prüfung der Anforderungen hat den größten Nutzen aller

Prüfschritte im Projekt


Verwaltung



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Übersicht: Abstimmung und Vereinbarung

Problem: Jeder hat seine eigene Wahrnehmung davon, was zu tun ist

Ziel: Anforderungen werden gemeinsam abgestimmt „Allocation Before Commitment”: Nur nach der Zuweisung von

Anforderungen zu einem konkreten Projekt oder Inkrement gibt es Verträge nach außen und Budget im Projekt

Ergebnis: Gemeinsames Verständnis von Wert, Nutzen und Kosten Abgestimmte und priorisierte Anforderungen an das Projekt Professionelles Management von Risiken und Unsicherheiten Planungs- und Konfigurations-Basis als „Single Source“ Start des formalen Änderungsmanagements Formaler Meilenstein für den Projektstart


Verwaltung



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Übersicht: Verwaltung

Problem: Unkontrollierte Änderungen führen zu Terminverzug und explodierenden Kosten

Ziel: Systematisches Projektmanagement auf Basis der Anforderungen

Projektfortschritt anhand erfüllter Anforderungen (Earned Value) Nachverfolgbarkeit der Anforderungen durch Verknüpfung mit

wenigstens einem Arbeitspaket und Testfall Änderungen und neue Anforderungen durchlaufen ebenfalls die

Ermittlung, Dokumentation, Analyse, Prüfung, Abstimmung

Ergebnis Transparente Fortschrittsverfolgung Kontinuierliches Risikomanagement Diszipliniertes Änderungsmanagement Effiziente Nachverfolgbarkeit


Verwaltung



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Umsetzung: Systematisches Requirements Engineering

Projektzusammenhänge

Geschäftsprozesse

Organisation

Bedarf

Produktanforderungen

Features, User Stories

Marktanforderungen

Vision

Umsetzung

Produkt

Backlog


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A Fool with a Tool Remains a Fool

Anonymous






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Weshalb Werkzeuge für das Requirements Engineering?

Anforderungen von Hand…

Inkonsistenzen, Fehler, Nacharbeiten

Ineffizienz

Werkzeuge unterstützen das Requirements Engineering

Klare Statuskontrolle im Projekt

Konsistentes Änderungsmanagement

Effiziente Verknüpfung zu anderen Projektergebnissen

Einfaches Filtern anhand von Attributen

Single Source für alle relevanten Anspruchsträger

Werkzeugunterstützung schafft Systematik und Konsistenz, und damit Effizienz und Qualität im Projekt


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Wesentliche Anforderungen an Requirements Werkzeuge

# Ziel Methodik

1 Tabellarische Dokumentation alle Arten von Anforderungen und Randbedingungen

Wie wird spezifiziert? Welche Informationen? Welche Dokumente?

2 Bilder, Texte, CAD, Code transparent einbetten Wie lassen sich heterogene Inhalte pflegen?

3 Kosten für Einführung und Betrieb Welche Techniken sind nötig?

4 Organisation von Anforderungen (Metadaten, Attribute, Inkrementplanung)

Wie filtere ich Anforderungen?

5 Kontrolle und Pflege von Abhängigkeitsbeziehungen (Design, Testfälle, Dokumentation)

Wie erreiche ich Konsistenz?

6 Workflow-Unterstützung Wie aktualisiere ich den Status?

7 Prüfmöglichkeiten, z.B. Konsistenz- und Vollständigkeitskontrolle

Welche Qualität ist nötig?

8 Hypertext-Links zur einfachen Navigation zwischen Arbeitsergebnissen (z.B. Anforderung zu Testfall)

Welche Ergebnisse? Wie wird navigiert?

9 Kontrolle von Baselines und Versionen (z.B. Versionenmit Zeitstempel, Produktlinien, Varianten)

Wie werden Änderungen verwaltet?

10 Schutz der eigenen Urheberrechte und Innovationen Wie schütze ich meine IP?

11 Offline Nutzung Wie kann ich ohne Internet /Cloud arbeiten?

12 Kollaboration mit externen Benutzern Lassen sich Anforderungen verteilt pflegen?

13 Zugriff mit anderen Werkzeugen (Datenbanken, Notifikation, Reporterzeugung, Rechteverwaltung)

Wie gut kooperiert das Werkzeug mit anderen Werkzeugen?

14 Kosten (Lizenzen, Hardware, Netzwerk, Einführung) Wie teuer ist die Einführung und Nutzung?


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Verschiedene Arten von Werkzeugen

Tool-Gattung

Typische Nutzung Bewertung

Spread-sheets

Verwaltung (Text, Informationen, Status, Verweise etc.)

Leicht verfügbar und günstig. Nicht gebrauchstauglich für Bilder.

Wikis Vielfältige Informationen, mehrere Nutzer.

Leicht einsetzbar und günstig. Unhandlich und unübersichtlich über die Zeit.

Workflow-Tools

Statusverfolgung, Informationen, mehrere Nutzer

Einfach. Fokus auf Workflow und einfache Inhalte. Zwingt zu systematischem Arbeiten.

Modellie-rungs-werkzeuge

Modellierung (Analyse, Design) und Code-Generierung; Unterstützung bestimmter Methoden und Notationen

Sinnvoll für durchgängige Nutzung einer bestimmten Methode. Overhead bei vielen Text-Anforderungen und CRs. Benötigt eine klare Methodik.

Spezielle Werkzeuge

Spezifikation, Verwaltung von Anforderungen und weiteren Dokumenten (z.B. Specs, CRs, Testfälle). Mehrwert bei Kopplung verschiedener Werkzeuge.

Aufwändig in Einführung und Nutzung. Sinnvoll für Workflow, Verknüpfungen, Nachverfolgung, kombinierte Bilder und Texte, PLM Einbindung. Datenmodell, Prozesse und Rollen vorab gutspezifizieren.

Agile Cloud-Lösungen

Verteilte agile Verwaltung von Anforderungen

Verteilter Zugriff auf Anforderungen in agilen Umgebungen


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Vergleich von Requirements-Engineering-Werkzeugen

Quelle: Vector Kundenerfahrungen, Ovum und Gartner. Detaillierte Werkzeugübersicht in C.Ebert: Systematisches Requirements Engineering, dpunkt, 5. Auflage, 2014

Niedrig

Niedrig Hoch

Hoch

Benutzer-erfahrung(Funktionalität,Benutzbarkeit,Preis-Leistungs-Verhältnisetc.)

Technologie, PreisGröße: Marktanteil

DOORS

Quality-Center

Inte-grity

Polar-ion

PREE-vision

Enter-priseArch.

Con-tour

MicrosoftOffice

Rally

in-Step


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Spreadsheet-Template für Requirements

Einfache Basis für die wesentlichen Informationen

Unterscheidung verschiedener Typen von Anforderungen

Verknüpfung von Anforderungen

Dokumentation von Status, Aufwandschätzung, Priorisierung

Einfache Abbildung auf ein Inkrement und einen Testfall


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Rollenoptimierte Ausschnitte bei DOORS


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Konfigurierbare Benutzeroberfläche bei Integrity


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Anforderungen in der Polarion ALM-Umgebung

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Verknüpfung von Anforderungen und Design in PREEvision

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What you think about something can never be as good as

what you know about something.Jean Paul Getty






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10 Tipps für das praktische Requirements Engineering

1. Arbeiten Sie diszipliniert

2. Vereinbaren Sie klare Verantwortungen in einem Kernteam

3. Nutzen Sie standardisierte Vorlagen

4. Forcieren Sie ein systematisches Projektmanagement

5. Prüfen Sie alle Anforderungen und Änderungen

6. Entwickeln Sie nur auf Basis vereinbarter Anforderungen

7. Verfolgen Sie den Status der Anforderungen

8. Liefern Sie inkrementellmit priorisierten Anforderungen

9. Planen Sie frühzeitig den Übergang in den Betrieb

10. Verbessern Sie kontinuierlich Ihr Requirements Engineering


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Wirtschaftlicher Nutzen

KundenzufriedenheitTatsächliche Bedürfnisse werden systematisch umgesetzt

Effizienz und TermintreueWeniger Missverständnisse und Nacharbeiten; Testbarkeit; weniger Informations-Überlast und Frustrationen

ProjektmanagementTransparenter Status, Liefertreue

LieferantensteuerungRechtzeitig geklärte Anforderungen

WiederverwendungKontrollierte Varianz

AbsicherungRisikomanagement, Haftungsrisiko

Quelle: Ebert, Systematisches Requirements Engineering, 2014


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Trends im Requirements Engineering

Märkte und Kundenverhalten

Greifbarer Nutzen

Effizienz und Performanz

Innovative Lösungen

Globale Märkte und Wertschöpfung

Vernetzung von Informationen

Einflüsse auf das Requirements Engineering

Strategisch Wertorientierung Servicegetriebene

Lösungen Virtuelles Unternehmen

Operativ Lean Requirements

Engineering Durchgängige Qualität Wissensmanagement


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Requirements Engineering Praxis


Christof Ebertdpunkt.verlag, 450 Seiten 5. überarbeitete Auflage 2014Chinesisch, 2013

„Der Klassiker für den systematischen Umgang mit Anforderungen. Geschrieben von einem Praktiker für die Praxis –einfach, verständlich und anwendbar! Dass der Autor sein Metier versteht, durfte ich in einem gemeinsamen Projekt hautnah erleben.“Hans Leibbrand, COO, Thales

Sprechen Sie uns an – Wir unterstützen Sie gerne!

Tel +49-711-80670-0 www.vector.com/consultingFax +49-711-80670-444 [email protected]

Documents

Requirements Engineering – Kurz und knapp...Big Data Kostenreduktion Governance Komplexitäts‐ Management Robuste Produkte Konnektivität (z.B. PLM/ALM,