Grundkonzept einer Softwareentwicklung mit Hilfe des V-Modells XT

Gesamtstruktur des V-Modells

Das V-Modell regelt "Wer" "Wann" "Was" in einem Projekt zu tun hat. Die Abbildung1 vermittelt einen Überblick über die Gesamtstruktur des V-Modells. Das V-Modell ist in vielen verschiedenen Projektkonstellationen anwendbar, wobei jedoch nicht alle V-Modell-Projekte nach dem gleichen Schema ablaufen. Abhängig von einigen charakteristischen Eigenschaften lassen sich die verschiedenen Projekte klassifizieren und in Projekttypen einteilen.

Damit sich das V-Modell einfach und ohne großen Aufwand einsetzen lässt, werden für die verschiedenen Projekttypen Ablaufrahmen, die so genannten Projektdurchführungsstrategien, vordefiniert. Dabei ist für jeden Projekttyp festgelegt, welche Vorgehensbausteine in der entsprechenden Projektkonstellation zum Einsatz kommen müssen und welche zusätzlich ausgewählt werden können.

Ein Vorgehensbaustein deckt eine konkrete Aufgabenstellung ab, die im Rahmen eines V-Modell-Projektes auftreten kann. Festgelegt werden dabei die innerhalb dieser Aufgabenstellung zu erarbeitenden Produkte, die Aktivitäten, durch welche die einzelnen Produkte erstellt werden, sowie die an den einzelnen Produkten mitwirkenden Rollen. Die einzelnen Vorgehensbausteine sind dabei jeweils in sich abgeschlossen. Abhängigkeiten und Querbeziehungen zwischen den Vorgehensbausteinen sind explizit definiert.

Der Projekttyp legt nicht nur die zu verwendenden Vorgehensbausteine, sondern auch die anzuwendende Projektdurchführungsstrategie fest. Eine Projektdurchführungsstrategie korrespondiert mit einer Folge von Entscheidungspunkten. Ein Entscheidungspunkt weist eine Projektfortschrittsstufe im Projektablauf aus, an welcher der aktuelle Stand des Projektes evaluiert wird. Die Projektverantwortlichen entscheiden, abhängig von dem Ergebnis dieser Evaluation, über den weiteren Projektverlauf und legen gegebenenfalls erforderliche korrigierende Maßnahmen fest.

Einige Vorgehensbausteine und Entscheidungspunkte müssen in jedem V-Modell-konformen Projekt angewendet werden, um ein Mindestmaß an Projektdurchführungsqualität zu gewährleisten. Diese verbindlich anzuwendenden Vorgehensbausteine und Entscheidungspunkte bilden zusammen den V-Modell-Kern.

Im vorliegenden Dokument Grundlagen des V-Modells ist beschrieben, wie die Vorgaben des V-Modells innerhalb eines Projektes umzusetzen sind. Dabei werden neben den unterstützenden organisatorischen Aspekten auch die Erfüllung der eigentlichen Projektaufgabe abgedeckt.

Abbildung 2: Gesamtstruktur und sichtenbasierte Darstellung des V-Modells

Abbildung 2: Gesamtstruktur und sichtenbasierte Darstellung des V-Modells

Die bisher beschriebenen Elemente stellen die eigentlichen Inhalte des V-Modells dar. Ergänzt werden diese Inhalte durch so genannte Konventionsabbildungen. Eine Konventionsabbildung setzt die Begriffe eines (Quasi-)Standards, einer Norm oder einer Vorschrift mit den Inhalten des V-Modells in Beziehung. Beispielsweise umfassen die Konventionsabbildungen die CMMI®-Abbildung und die ISO 15288-Abbildung auf das V-Modell. Denjenigen Anwendern, die ihre Projekte bisher nach anderen Vorschriften, Verfahren oder Standards abgewickelt haben, wird durch diese Konventionsabbildungen der Umstieg auf das V-Modell erleichtert.

Im Laufe eines Projektes befassen sich unterschiedliche Personen und Personengruppen mit den einzelnen Inhalten des V-Modells. So steht beispielsweise zu Beginn eines Projektes für die Projektleitung die projektspezifische Anpassung des V-Modells im Vordergrund. Während des späteren Projektverlaufes fokussieren die Projektleitung und das Projektteam dagegen die konkrete Vorgehensweise und die jeweils anstehenden Einzelaufgaben. Für die Qualitätssicherung wiederum sind die vom V-Modell gestellten Anforderungen an zu überprüfende Produkte essenziell.

Jede dieser V-Modell-Anwendergruppen hat also eine andere Sichtweise auf die Inhalte des V-Modells. Um den spezifischen Bedürfnissen der einzelnen Anwendergruppen gerecht zu werden, ist die Dokumentation des V-Modells in einzelne V-Modell-Referenzen gegliedert, welche genau diesen Sichtweisen entsprechen. So beschreibt beispielsweise die V-Modell-Referenz Tailoring speziell die Erstellung eines projektspezifischen V-Modells. Die Inhalte der einzelnen V-Modell-Referenzen wurden bereits in Kapitel Zielsetzung und Aufbau des V-Modells kurz vorgestellt.

Projekttypen

Das V-Modell kann in vielfältigen Projektkonstellationen als Richtschnur für die systematische Führung und Abwicklung eines Projektes Gewinn bringend eingesetzt werden. Nicht jedes V-Modell-Projekt läuft stereotyp nach dem gleichen Schema ab. Abhängig von charakteristischen Projektmerkmalen lassen sich die einzelnen Projektvarianten klassifizieren und in Projekttypen einteilen. Diese Klassifizierung der Projektvarianten wird im Folgenden kurz vorgestellt.

Die wichtigsten Projektmerkmale, die zur Klassifizierung von V-Modell-Projekten herangezogen werden, sind der Projektgegenstand und die Projektrolle. Der Projektgegenstand eines V-Modell-Projektes ist entweder die Entwicklung eines Systems oder eines organisationsspezifisches Vorgehensmodells Die Projektrolle lautet entweder Auftraggeber oder Auftragnehmer und bezeichnet die Position, die ein V-Modell-Projekt gegenüber anderen Projekten einnimmt. Jede dieser beiden Projektrollen impliziert eine spezifische Sichtweise auf das Systementwicklungsprojekt und zieht eine Reihe von spezifischen Projektaufgaben nach sich.

Abbildung 3: Klassifizierung von Projekten in Projekttypen

Abbildung 3: Klassifizierung von Projekten in Projekttypen

Wie in Abbildung 3 veranschaulicht, ergeben sich anhand der wichtigsten Projektmerkmale die folgenden Projekttypen:

  • Systementwicklungsprojekt eines Auftraggebers
  • Systementwicklungsprojekt eines Auftragnehmers
  • Einführung und Pflege eines organisationsspezifischen Vorgehensmodells

Dabei wird die farbliche Kennzeichnung dieser Projekttypen in den folgenden Abschnitten für die Zuordnung von Vorgehensbausteinen, Projektdurchführungsstrategien und Entscheidungspunkten verwendet.

Die Auswahl eines Projekttyps ist der erste Schritt, um festzulegen, "Was" in einem Projekt zu tun ist.

Vorgehensbausteine

Die wesentlichen Inhalte des V-Modells sind in den modularen, aufeinander aufbauenden Vorgehensbausteinen enthalten. Jeder Vorgehensbaustein ist eine eigenständige Einheit und einzeln änder- bzw. erweiterbar. Ein Vorgehensbaustein ist eine konkrete Aufgabenstellung, die im Rahmen eines V-Modell-Projektes auftreten kann. Wie Abbildung 4 schematisch zeigt, kapselt ein Vorgehensbaustein dabei diejenigen Produkte, Aktivitäten und Rollen, die für die Erfüllung dieser Aufgabenstellung relevant sind und damit inhaltlich zusammengehören, wie beispielsweise die Inhalte des Projektmanagements oder der Softwareentwicklung.

Abbildung 4: Vorgehensbausteine und ihre Bestandteile

Abbildung 4: Vorgehensbausteine und ihre Bestandteile

Produkte werden im V-Modell mit abgerundeten Ecken dargestellt, Aktivitäten dagegen in Form von Rechtecken.

Als Produkte werden die zu erarbeitenden Ergebnisse und Zwischenergebnisse bezeichnet. Die Gesamtheit aller Produkte wird hierarchisch strukturiert, indem inhaltlich eng zusammengehörende Produkte zu Produktgruppen zusammengefasst werden. Darüber hinaus kann ein komplexes Produkt in mehrere Themen gegliedert sein.

Die einzelnen Produkte können voneinander abhängig sein. Eine solche Produktabhängigkeit beschreibt eine Konsistenzbedingung zwischen zwei oder mehreren Produkten. Dabei kann eine Produktabhängigkeit sowohl innerhalb eines Vorgehensbausteins als auch zwischen Produkten verschiedener Vorgehensbausteine bestehen.

Ein Produkt wird explizit als initiales Produkt oder als externes Produkt ausgewiesen. Als initial werden diejenigen Produkte bezeichnet, die in jedem V-Modell-Projekt immer und genau einmal erstellt werden müssen, beispielsweise das Projekthandbuch oder der Projektplan. Produkte, die nicht im Rahmen des betrachteten V-Modell-Projektes erstellt, sondern als Eingabe an das V-Modell-Projekt übergeben werden, werden als externe Produkte bezeichnet. Die Struktur und die inhaltlichen Anforderungen an diese externen Produkte sind jedoch bereits im V-Modell vorgegeben.

Jedes Produkt, das innerhalb des betrachteten V-Modell-Projektes erarbeitet wird, wird von genau einer Aktivität fertig gestellt. Die Art und Weise, wie die einzelnen Produkte zu bearbeiten sind, ist in den Aktivitäten festgelegt. Auch die Aktivitäten eines Vorgehensbausteins sind hierarchisch strukturiert. Inhaltlich verwandte Aktivitäten, die vorgehenstechnisch zusammengehören, werden dabei zu Aktivitätsgruppen zusammengefasst. Darüber hinaus lassen sich Aktivitäten in Teilaktivitäten gliedern. Eine Teilaktivität ist vergleichbar mit einer Arbeitsanleitung, die geschlossen durchzuführen ist und dabei ein oder mehrere Themen bearbeitet.

Neben den Produkten und Aktivitäten umfasst ein Vorgehensbaustein Rollen. Eine Rolle kapselt eine Menge von Aufgaben und Verantwortlichkeiten. Durch das Konzept der Rolle bleibt das V-Modell unabhängig von organisatorischen Rahmenbedingungen. Erst zu Beginn eines V-Modell-Projektes werden den einzelnen Rollen konkrete Personen oder Organisationseinheiten zugeordnet. Jedem Produkt ist genau eine verantwortliche Rolle zugewiesen (Verantwortlicher). Darüber hinaus können jedoch auch noch weitere Rollen an einem Produkt mitwirken (Mitwirkender).

Ein Vorgehensbaustein gibt somit vor, "Was" in einem konkreten Projekt zu tun ist, also welche Produkte zu erstellen und welche Aktivitäten durchzuführen sind. Darüber hinaus legt der Vorgehensbaustein fest, "Wer" beziehungsweise welche Rolle für welches Produkt verantwortlich ist.

V-Modell-Kern und Vorgehensbaustein-Landkarte

Wie bereits erwähnt ist für jeden Projekttyp vorgegeben, welche Vorgehensbausteine verpflichtend und welche optional verwendet werden. Der Vorgehensbaustein ist somit die zentrale Einheit des Tailorings, also der projektspezifischen Anpassung des V-Modells an ein konkretes V-Modell-Projekt. Dabei werden die für ein konkretes V-Modell-Projekt benötigten Vorgehensbausteine entsprechend den Vorgaben des Projekttyps ausgewählt und festgelegt.

Der V-Modell-Kern garantiert dabei ein Mindestmaß an Projektdurchführungsqualität: In jedem V-Modell-konformen Projekt sind die in den Vorgehensbausteinen des V-Modell-Kerns definierten grundlegenden Managementmechanismen zu verwenden. Die Vorgehensbausteine des V-Modell-Kerns sind, wie Abbildung 5 illustriert, die Vorgehensbausteine Projektmanagement, Qualitätssicherung, Konfigurationsmanagement sowie Problem- und Änderungsmanagement

Zusätzlich kann in jedem Projekttyp noch der Vorgehensbaustein Kaufmännisches Projektmanagement und Messung und Analyse verwendet werden. Der Vorgehensbaustein Kaufmännisches Projektmanagement definiert Verfahren und Hilfen für die Integration des Projektmanagements in das übergreifende kaufmännische Management. In Messung und Analyse werden Verfahren für die organisationsweite und projektübergreifende Erfassung und Auswertung von Kennzahlen bereitgestellt.

Abbildung 5: Vorgehensbausteinlandkarte

Abbildung 5: Vorgehensbausteinlandkarte

Darüber hinaus beinhaltet jeder Projekttyp noch zusätzliche, für diesen Projekttyp spezifische Vorgehensbausteine, wie in Abbildung 5 farblich gekennzeichnet ist. Der Projekttyp Systementwicklungsprojekt eines Auftraggebers umfasst noch die Vorgehensbausteine Anforderungsfestlegung, Systemsicherheit und Auftragsvergabe, Projektbegleitung und Abnahme (AG).

Die letzten beiden können bei Vergabe von Unteraufträgen auch im Projekttyp Systementwicklungsprojekt eines Auftragnehmers verwendet werden. Zentraler Vorgehensbaustein ist für diesen Projekttyp die Systemerstellung. Dieser wird ergänzt durch die Vorgehensbausteine HW-Entwicklung, SW-Entwicklung, Logistikkonzeption sowie Weiterentwicklung und Migration von Altsystemen, Evaluierung von Fertigprodukten und Benutzbarkeit und Ergonomie.

Der Projekttyp Einführung und Pflege eines organisationsspezifischen Vorgehensmodells beinhaltet zusätzlich den Vorgehensbaustein Einführung und Pflege eines organisationsspezifischen Vorgehensmodells, mit den notwendigen Verfahren und Richtlinien für die Einführung eines Vorgehensmodells innerhalb einer Organisation und die anschließende Etablierung eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses.

Die einzelnen Vorgehensbausteine des V-Modells werden detailliert in der V-Modell-Referenz Tailoring vorgestellt.

Projektdurchführungsstrategien

Im V-Modell 97 werden die für die Durchführung einer Aktivität erforderlichen Eingangsprodukte explizit durch den Produktfluss festgelegt. Eine vergleichbare Einschränkung existiert im aktuellen V-Modell nicht. Vorgehensbausteine und die darin enthaltenen Produkte und Aktivitäten machen auch bewusst keinerlei Vorgaben und Einschränkungen bezüglich einer möglichen Reihenfolge der Durchführung von Aktivitäten oder der Erstellung von Produkten.

Der inhaltliche und zeitliche Ablauf eines Projektes ist in der Regel komplex. Um eine zuverlässige Planung und Steuerung des Projektes zu ermöglichen, muss ein geordneter Projektablauf entwickelt werden. Hierfür stellt das V-Modell dem Anwender einen Katalog von so genannten Projektdurchführungsstrategien zur Verfügung. Eine Projektdurchführungsstrategie definiert einen grundlegenden Rahmen für die geordnete und nachvollziehbare Durchführung eines Projektes.

Für jeden Projekttyp bietet das V-Modell mindestens eine geeignete Projektdurchführungsstrategie an. Welche Produktdurchführungsstrategie für ein konkretes Projekt eines bestimmten Typs geeignet ist, lässt sich anhand des Projektmerkmals Systemlebenszyklusausschnitt ermitteln. Abbildung 6 zeigt die derzeit verfügbaren Projektdurchführungsstrategien in Abhängigkeit vom Systemlebenszyklusausschnitt.

Abbildung 6: Zuordnung der Projektdurchführungsstrategien zu den Projekttypen

Abbildung 6: Zuordnung der Projektdurchführungsstrategien zu den Projekttypen

In der aktuellen Version des V-Modells stehen lediglich für die auftragnehmerseitigen Systementwicklungsprojekte unterschiedliche Projektdurchführungsstrategien zur Verfügung. Weitere Projektdurchführungsstrategien können hinzugefügt werden (siehe Abschnitt Einführung und Pflege eines organisationsspezifischen Vorgehensmodells).

Die Projektdurchführungsstrategien legen das "Wann", also die Reihenfolge der zu erstellenden Produkte bzw. durchzuführenden Aktivitäten, fest.

Entscheidungspunkte

Wie bereits erwähnt definiert eine Projektdurchführungsstrategie einen grundlegenden Rahmen für die geordnete und nachvollziehbare Durchführung eines Projektes. Jede Projektdurchführungsstrategie gibt dabei eine Reihenfolge der im Projekt zu erreichenden Projektfortschrittsstufen vor. Wie Abbildung 7 zeigt, wird das Erreichen einer Projektfortschrittsstufe durch einen Entscheidungspunkt markiert. Ein Entscheidungspunkt weist einen Meilenstein im Projektablauf aus, an dem der aktuelle Stand des Projektes evaluiert wird. Für jeden Entscheidungspunkt ist im V-Modell eine Menge von Produkten definiert, die am Ende der Projektfortschrittsstufe fertig gestellt sein müssen. Auf der Basis dieser Produkte entscheidet das projektübergeordnete Management, ob die Projektfortschrittsstufe mit Erfolg erreicht wurde und ob der nächste Projektabschnitt freigegeben wird.

Abbildung 7: Projektdurchführungsstrategie, Entscheidungspunkte und Produkte

Abbildung 7: Projektdurchführungsstrategie, Entscheidungspunkte und Produkte

Abbildung 8 zeigt alle im V-Modell vorgesehenen Entscheidungspunkte. Die unterschiedlichen Farben kennzeichnen dabei wiederum in welchen Projekttypen und damit auch in welchen Projektdurchführungsstrategien die einzelnen Entscheidungspunkte verwendet werden.

Dabei werden die Entscheidungspunkte Projekt genehmigt, Projekt definiert, Änderungsplan festgelegt und Projekt abgeschlossen in allen Projekttypen und damit auch in allen Projektdurchführungsstrategien verwendet. Der Projekttyp Systementwicklungsprojekt eines Auftraggebers umfasst zusätzlich die Entscheidungspunkte Anforderungen festgelegt, Projekt ausgeschrieben, Projekt beauftragt und Abnahme erfolgt.

Die letzten beiden Entscheidungspunkte sind auch im Projekttyp Systementwicklungsprojekt eines Auftragnehmers enthalten. Zusammen mit dem Entscheidungspunkt Angebot abgegeben stellen sie die Schnittstelle zum Auftraggeber dar. Die eigentliche Systementwicklung wird durch die Entscheidungspunkte System spezifiziert, System entworfen, Feinentwurf abgeschlossen, Systemelemente realisiert, System integriert und Lieferung durchgeführt abgebildet.

Schließlich beinhaltet der Projekttyp Einführung und Pflege eines organisationsspezifischen Vorgehensmodells noch die Entscheidungspunkte Vorgehensmodell analysiert, Verbesserung Vorgehensmodell konzipiert und Verbesserung Vorgehensmodell realisiert.

Durch die in Abbildung 8 dargestellten und den Projekttypen zugeordneten Entscheidungspunkte ist für jeden Projekttyp ein spezifischer, grundlegender Rahmen für die Projektdurchführung im V-Modell vorgegeben. Die V-Modell-Referenz Tailoring beschreibt die Abfolge der Entscheidungspunkte für jede der verfügbaren Projektdurchführungsstrategien im Detail.

Abbildung 8: Entscheidungspunkte der Projektdurchführungsstrategien

Abbildung 8: Entscheidungspunkte der Projektdurchführungsstrategien

Die Entscheidungspunkte legen zusammen mit den Projektdurchführungsstrategien das "Wann" und "Was" fest, also wann welche Produkte fertiggestellt sein müssen.

Grundkonzepte im Überblick

Ein wesentliches Prinzip des V-Modells ist seine ziel- und ergebnisorientierte Vorgehensweise. Diese Grundphilosophie ist an vielen Stellen im V-Modell sichtbar:

  • Produkte stehen im Mittelpunkt des V-Modells. Sie sind die zentralen Projektergebnisse.
  • Projektdurchführungsstrategien und Entscheidungspunkte geben die Reihenfolge der Produktfertigstellung und somit die grundlegende Struktur des Projektverlaufs vor.
  • Die detaillierte Projektplanung und -steuerung wird auf der Basis der Bearbeitung und Fertigstellung von Produkten durchgeführt.
  • Für jedes Produkt ist eindeutig eine Rolle verantwortlich, und in einem konkreten Projekt dann eine dieser Rolle zugeordnete Person oder Organisationseinheit.
  • Die Produktqualität ist durch definierte Anforderungen an das Produkt und explizite Beschreibungen der Abhängigkeiten zu anderen Produkten überprüfbar.

Die im V-Modell definierten Produkte sind somit die zentralen Zwischen- und Endergebnisse des Projektes. Ausgehend von den Projektzielen werden diese Ergebnisse bei der Projektkonzeption und -planung definiert und im Zuge einer professionellen Vorgehensweise während des Projektverlaufs bearbeitet und fertig gestellt.

Die Ziel- und Ergebnisorientierung des V-Modells vermeidet unnötige, nicht an Ergebnissen ausgerichtete Tätigkeiten. Aktivitäten und Teilaktivitäten, die keinen Beitrag zur Ergebniserstellung liefern, werden im V-Modell nicht beschrieben. Diese Fokussierung des V-Modells stellt eine wesentliche Grundvoraussetzung für eine effiziente Projektabwicklung dar.

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