Requirements Engineering und Management für Embedded-Systeme

Themeneinleitung

• Notwendigkeit und Nutzen von Anforderungen
• Anforderungen und Arten und Kategorien
• Funktionale und nicht-funktionale Anforderungen
• Zusicherungen als Anforderungen
• Produkt-, Produktgruppen-, Projekt- und Unternehmensanforderungen
• Trennung zwischen Anforderungen und deren Umsetzung
• Stakeholder als Anforderungsquelle
• Aussehen einer Anforderung und deren Bezug zu Abnahmekriterien
• Differenzierung: Feature und Anforderung
• Qualitätseigenschaften von Anforderungen und Anforderungsdokumenten
• Differenzierung: Requirements Engineering, Requirements Development, Requirements Management
• Umgang mit Projektrisiken (Risikomanagement)
• Systemverständnis
• Notwendigkeit des Entwicklungsprozesses
• Prozessqualität, innere und äußere Produktqualität

Entwicklungsprozess: Klassisch

• Anforderungsanalyse
• Vorgehen vor der Anforderungsidentifikation
• Vorgehen mit und nach der Anforderungsidentifikation
• Artefakte: Systemidee, Anforderungsdokument (Lastenheft), Anforderungsspezifikation (Pflichtenheft), Machbarkeitsstudie, Testfälle, Entwicklungsauftrag
• Rollen: Produktmanager, Projektleiter, Anforderungsanalyst, Testteam
• Stakeholder: Analyse, Interview, Ableitung von Anforderungen
• Qualitätssicherung und Freigabe der Anforderungen
• Umgang mit Änderungen von Anforderungen (Change Management und Impact Analyse)
• Ebenen von Anforderungen für Embedded-Systeme (im V-Modell)
• Kunden-, System-, Subsystem-, Hardware-, Software- und Konstruktionsanforderungen
• Anforderungsabstimmung zwischen den Domänen
• Schnittstellenanforderungen
• N-Augen Prinzip
• Prozess-Reifegradmodelle: CMMI® (Capability Maturity Model Integration) und SPiCE

Entwicklungsprozess: Agil

• V-Modell XT und agiles Vorgehen kombiniert
• Das Agile Manifest und seine Kernaussagen
• Scrum-Übersicht: Rollen, Meetings, Artefakte und Zusammenspiel
• Integration von Requirements Engineering in Scrum
• Anforderungen mit Scrum-Artefakten beschreiben
• Artefakte und Beispiele: Epic, User Story, Akzeptanzkriterium, Technical Story, Definiton of Ready, Definition of Done
• Scrum-Vorgehen mit klassischen Artefakten adaptieren

Identifikation, Dokumentation und Verifikation von Requirements

• Textquelle versus modellbasierte Anforderungserfassung
• Aussehen von Anforderungen
• Attribute und deren Nutzen zu Anforderungen
• Referenz in Anforderungstexten zu Begriffsdefinition, Liste, Dokument, Standard, Norm
• Methoden und Praktiken zur Identifikation und Erfassung
• Aspekte: Sprache, Psychologie
• Transformationen und Regelwerk zu Rücktransformationen
• Anforderungstemplates anwenden
• Ableitung von Testfällen und Modellen
• Besonderheiten bei der Formulierung
• Verifikation und Qualitätsverbesserung
• Wiederverwendungskonzepte von Requirements
• Plattform-Anforderungen
• Besonderheiten bei nicht-funktionalen Requirements bzw. Qualitätsmerkmalen
• Anforderungsbeispiele
• Übung: Sie entwicklen Systemanforderungen für eine real existierende Elektromotorsteuerung. Auf Basis der vorgegebenen Systemarchitektur spezifizieren Sie entweder ein Subsystem, eine Hardware, eine Embedded-Software (Firmware) oder ein Konstruktionsteil mit weiteren domänenspezifischen Anforderungen. Im gemeinsamen Review wird bei Bedarf die Anforderungsqualität optimiert.

Modellierung von Anforderungen mit UML und SysML

• Grundgedanke objektorientierter Ansatz
• Relevante Diagramme und Notationen der UML (Unified Modeling Language): Use-Case-, Klassen-, Paket-, Aktivitäts-, Zustandsfolge- und Sequenzdiagramm
• Relevante Diagramme und Notationen der SysML (Systems Modeling Language): Requirements-Diagramm
• Methode zum konsistenten Einsatz der Diagramme
• Kontextsicht, funktionale Anforderungssicht, Szenarien-Sichten, generische Verhaltenssicht
• Fehleranalyse
• Ausführbare Anforderungen und Simulationsmodelle
• Nutzen der unterschiedlichen Sichten
• Toolunterstützung
• Praxistipp: Eine mehrfach bewährte Vorgehensweise
• Vorführung: Mit dem Übungsbeispiel der Elektromotorsteuerung wird die Umsetzung im SysML-/UML-Modell mit einem Case-Tool gezeigt. (Das Modell erhält der Teilnehmer als Teil der Übungslösung)

Abnahmekriterien und Test

• Synonyme und Notwendigkeit
• Bezug zwischen Anforderungen und Abnahmekriterien
• Abnahmekriterien im Vertrags-/Auftragskontext
• Qualitätseigenschaften von Abnahmekriterien
• Arten von Abnahmekriterien
• Formulierungstemplates
• Ableitung und Dokumentation der Abnahmekriterien aus den Anforderungen
• Validieren und verifizieren
• Abnahmekriterien im V-Modell-Kontext
• White-Box-, Black-Box- und Gray-Box-Tests im V-Modell-Kontext
• Wichtige Verfahren zur Identifikation von Abnahmekriterien: Funktionsabdeckung, Äquivalenzklassenbildung und Grenzwertanalyse
• Testszenarien
• Testdokumentation, Standards und Templates
• Richtlinien zum Schreiben von Abnahmekriterien
• Übung: Sie formulieren zu einem Teil der von Ihnen geschriebenen Anforderung die Abnahmekriterien. Im gemeinsamen Review wird bei Bedarf die Qualität optimiert.

Management von Requirements, Abnahmekriterien und mehr

• Versions- und Variantenverwaltung
• Baselines
• (Bidirektionale) Traceability und Verlinkung
• Praxisbeispiele
• Anforderungsdokumente, Standards und Templates
• Verteilte Entwicklung
• Erzeugung von Reports und Statistiken für die Projektleitung
• Anforderungabdeckung in Umsetzungsmodellen
• Wissenskonservierung
• Toolkategorien
• Anforderungen an Tools, Toolauswahl und -integration
• Text-Tools versus Datenbank-Systeme (ALM-/PLM-Tools)
• Toolintegration, ReqIF-Standard
• Praxistipp: Aktuelle Toolübersicht

Tipps zur Etablierung (von Veränderungen) im Unternehmen

• Veränderungen: Wahrheit, Auslöser, Initiatoren und Planung
• 5-Phasen-Modell
• Erfolgsfaktoren für Veränderungen im Unternehmen
• Umsetzungskontext: Ist- und Zielsituation
• Pilotprojekt richtig auswählen
• Konkretes Vorgehen zur Etablierung der Veränderung
• Prozessverbesserungsmodell
• Praxistipps zur Durchführung von Workshops

Praktische Übung in der Requirements Engineering Schulung

• In der durchgängigen Übung entwickeln und formulieren Sie Anforderungen und Abnahmekriterien zu einem real existierenden Embedded-System (Elektromotorsteuerung) auf unterschiedlichen Entwicklungseben/ Entwicklungsdomänen und erfahren im Review ein direktes Feedback.

MicroConsult Plus:

• Als Teilnehmer haben Sie die folgenden Möglichkeiten, um Ihre Übungen und die von MicroConsult entwickelten Lösungen aus dem Workshop mitzunehmen:
• Sie nehmen die Dateien direkt auf einem von MicroConsult bereitgestellten kostenfreien USB-Stick mit, oder …
• Sie senden sich die Dateien selbst per E-Mail zu, oder …
• Sie erhalten auf Anfrage Zugriff auf die Dateien per Download.
• Sie erhalten eine aktuelle Produktübersicht zu Requirements Management Tools und UML-/SysML-Tools
• Sie erhalten zudem Template-Dokumente zur spezifischen Anpassung und Verwendung.
• Sie bekommen hilfreiche Notationsübersichten für UML und SysML im A3-Format.

Durchführungsart: Präsenz oder Live-Online