Dossier Requirements-Engineering als Erfolgsbringer für KMU

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Gutes Requirements-Engineering ist ein Schlüsselfaktor für den Projekterfolg. Die Artikelserie beleuchtet, was unter systematischem Anforderungsmanagement zu verstehen ist, warum es essenziell ist und welche Gründe typischerweise zum Scheitern führen. Dieses Dossier verschafft einen Überblick über die 11-teilige Reihe.

Teil 1: Motivation und Definition

Frühzeitige Problemidentifikation in der Anforderungsanalyse spart Kosten und verhindert spätere Eskalationen. Gerade kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der Elektronikindustrie stehen hier oft vor besonderen Herausforderungen.

Ein besonderer Fokus der Serie liegt deshalb auf den speziellen Bedürfnissen dieser KMU, deren Projekt-Anforderungen und Rahmenbedingungen sich oft deutlich von denen großer Konzerne unterscheiden. Basierend auf Kundenvorgaben unterstützt sie HEITEC durch Erstellen vollständiger, konsistenter Anforderungsspezifikationen. Link zu Teil 1.

Teil 2: Abstraktionsebenen: Business-, User- und System-Requirements

Dieser Teil widmet sich den verschiedenen Anforderungstypen und ihren facettenreichen Abstraktionsebenen. Auf höchster Ebene definieren Business-Requirements die Geschäftsziele und Stakeholder-Bedürfnisse, während User-Requirements die Erwartungen der späteren Nutzer abbilden. Die besonders relevante Kategorie der System-Requirements beschreibt anschließend das Verhalten und die Funktionen des Systems. Sie umfasst funktionale Anforderungen, Qualitätsanforderungen und Randbedingungen. All diese Aspekte lassen erahnen, weshalb eine strukturierte Spezifikation nach etablierten Standards wichtig ist. Link zu Teil 2.

Teil 3: Nicht-funktionale Anforderungen

Nicht funktionale Anforderungen werden oft unterschätzt, führen aber bei unpräziser Formulierung zu Missverständnissen, Nacharbeiten und Verzögerungen. Deshalb ist es entscheidend, Qualitätsmerkmale eindeutig und messbar zu formulieren, etwa mithilfe etablierter Qualitätsmodelle wie IEC 25010. Zu den Merkmalen zählen z. B. Leistung, Benutzerfreundlichkeit, Anpassbarkeit, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartbarkeit, Prüfbarkeit sowie Safety und Security. Link zu Teil 3.

Teil 4: Randbedingungen

Randbedingungen („Constraints“) bilden die dritte Kategorie von Systemanforderungen und schränken den Lösungsspielraum ein. Technische Bedingungen, rechtliche Anforderungen, organisatorische Limitationen, kulturelle Aspekte, Umweltbedingungen, physische Constraints sowie geplante Kosten, Liefertermine und die Personal-Verfügbarkeiten gehören in diese Kategorie. Link zu Teil 4.

Teil 5: Anforderungserhebung

Die Anforderungserhebung ist die zentrale Aufgabe des Requirements Engineerings. Sie beginnt mit der Klärung der Stakeholder Bedürfnisse und der konkreten Ableitung der Anforderungen. Quellen sind die Stakeholder selbst, vorhandene Dokumente sowie bestehende bzw. interagierende Systeme. Eine Stakeholder Liste mit Rollen, Kontaktdaten, Verfügbarkeiten, Fachgebieten und Projektinteressen schafft Übersichtlichkeit. Die eigentliche Erhebung erfolgt über Interviews, Fragebögen, Beobachtungen, Praktika oder Workshops. Verschiedene Instrumentarien dienen der Ideenfindung. Diese Vielfalt macht die Identifikation vollständiger Anforderungen anspruchsvoll. Link zu Teil 5.

Teil 6: Formulierung „guter“ Requirements

Die korrekte, konsistente und vollständige Formulierung der Anforderungen ist für die Entwicklung des Endprodukts entscheidend. Typische Fehler wie Inkonsistenzen, nicht verifizierbare Anforderungen und unpräzise Formulierungen, die später die Testbarkeit erschweren, sind zu vermeiden. Präzise natürliche Sprache, Muster und Modelle helfen, Mehrdeutigkeiten zu vermeiden. Ebenso wichtig ist die durchgängig, transparente Nachvollziehbarkeit über den gesamten Entwicklungsprozess hinweg. Link zu Teil 6.

Teil 7: Modellbasierte Anforderungen

Modelle wie UML oder SysML mit einheitlicher Syntax und Semantik ergänzen die textuelle Dokumentation, visualisieren Zusammenhänge und erleichtern so das Verständnis komplexer Systeme. Kontextmodelle visualisieren das Zusammenspiel des Systems mit seiner Umgebung, während Struktur- und Datenmodelle den Systemaufbau beschreiben. Funktionsablaufdiagramme legen Prozesse und Datenflüsse dar und Zustands- und Verhaltensdiagramme zeigen die Systemzustände auf. Link zu Teil 7.

Teil 8: Zusammenspiel von Anforderungen und Systemarchitektur

Anforderungen und Architektur bilden zwei verschiedene Perspektiven: Stakeholder auf der einen, das Projektteam auf der anderen Seite. Requirements Engineers definieren das Problem, Systemdesigner die Lösung. Eine bewusste Trennung erleichtert die Analyse, Kommunikation und Nachvollziehbarkeit — besonders bei komplexen Systemen und vielen Beteiligten. Die Anforderungen werden auf System-, Subsystem- und Komponentenebene dokumentiert. Im deutschsprachigen Raum erfolgt dies klassischerweise über Lasten- und Pflichtenheft.

Link zu Teil 8.

Teil 9: Verifikation und Validierung

Verifikation und Validierung sind zentrale Qualitätskontrollinstrumente des Requirements Engineerings. Verifikation prüft die korrekte Formulierung und Umsetzung der Anforderungen. Validierung stellt fest, ob ein Element den tatsächlichen Bedürfnissen der Stakeholder entspricht. Die Systeme werden dafür in der Zielumgebung demonstriert oder getestet; die Anforderungen werden in Reviews, Workshops oder Walkthroughs überprüft. Beide Vorgänge sind essenziell, um den Projekterfolg zu sichern. Link zu Teil 9.

Teil 10: Konfliktlösung

Im Requirements Engineering treten aufgrund der unterschiedlichen Positionen fast zwangsläufig Konflikte auf. Requirements Engineers identifizieren sie und lösen sie mittels Einigung, Kompromiss, Abstimmung, Entscheidung durch Vorgesetzte oder außenstehende Experten sowie Variantenbildung. Empathie und Mediationsfähigkeit sind dafür unabdingbar. Die Lösung wird dann dokumentiert, um Nachvollziehbarkeit zu ermöglichen und Konfliktwiederholungen künftig zu vermeiden. Link zu Teil 10.

Teil 11: Finale Überprüfung: Wurde auch nichts vergessen?

Eine vollständige, konsistente Anforderungsspezifikation berücksichtigt alle relevanten Aspekte wie einen klar definierten Einsatzzweck, Zielmärkte und Zulassungen, Anforderungen an den kompletten Produktlebenszyklus, präzise Hardware , Mechanik und Softwarespezifikationen sowie definierte Schnittstellen. Typtests und Serien- bzw. End of Line Prüfungen müssen geplant, Verantwortlichkeiten geklärt und Testumfänge abgestimmt werden. Mit diesem Teil endet die Serie zum Thema Requirements Engineering. Link zu Teil 11.

Heitec stellt in Kooperation mit dem Kunden sicher, dass keine relevanten Anforderungen vergessen werden und schafft so eine stabile Basis für ein erfolgreiches Projekt. Insbesondere für kleinere und mittlere Unternehmen bedeutet dies eine wichtige Hilfestellung, um Produkte schnell, nachvollziehbar, sicher und erfolgreich zu entwickeln.

Sollten Sie Fragen oder Anregungen haben, oder selbst auf der Suche nach einem Partner für Requirements-Engineering und Produktentwicklung sein, kontaktieren Sie das Heitec-Team gerne!  (sg)

* Stefan Lange ist Teamleiter Systems Engineering im HEITEC Geschäftsgebiet Elektronik und Dozent für Systems Engineering an der Hochschule Augsburg.

* Moises Lorenzo-Leon ist Systemingenieur im HEITEC Geschäftsgebiet Elektronik und Certified Professional für Requirements Engineering.

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