Wasserfallmodell

Das Wasserfallmodell ist ein lineares (nicht iteratives) Vorgehensmodell, insbesondere für die Softwareentwicklung, das in Phasen organisiert wird. Dabei gehen die Phasenergebnisse wie bei einem Wasserfall immer als bindende Vorgaben für die nächsttiefere Phase ein.

Im Wasserfallmodell hat jede Phase vordefinierte Start- und Endpunkte mit eindeutig definierten Ergebnissen. In Meilensteinsitzungen am jeweiligen Phasenende werden die Ergebnisdokumente verabschiedet. Zu den wichtigsten Dokumenten zählen dabei das Lastenheft sowie das Pflichtenheft. In der betrieblichen Praxis gibt es viele Varianten des reinen Modells. Es ist aber ein traditionell weit verbreitetes Vorgehensmodell.

Der Name „Wasserfall“ kommt von der häufig gewählten grafischen Darstellung der fünf bis sechs als Kaskade angeordneten Phasen.

Ein erweitertes Wasserfallmodell mit Rücksprungmöglichkeiten (gestrichelt)

Erweiterungen des einfachen Modells (Wasserfallmodell mit Rücksprung) führen iterative Aspekte ein und erlauben ein schrittweises „Aufwärtslaufen“ der Kaskade, sofern in der aktuellen Phase etwas schieflaufen sollte, um den Fehler auf der nächsthöheren Stufe beheben zu können.

Das Wasserfallmodell wird allgemein dort vorteilhaft angewendet, wo sich Anforderungen, Leistungen und Abläufe in der Planungsphase relativ präzise beschreiben lassen.

Phasen

1. Anforderungsanalyse und -spezifikation (engl. Requirement analysis and specification)
2. Systemdesign und -spezifikation (engl. System design and specification)
3. Programmierung und Modultests (engl. Coding and module testing)
4. Integrations- und Systemtest (engl. Integration and system testing)
5. Auslieferung, Einsatz und Wartung (engl. Delivery, deployment and maintenance)

Eine andere Variante macht daraus sechs Schritte:

1. Planung (mit Erstellung des Lastenhefts, Projektkalkulation und Projektplan) (engl. Systems Engineering)
2. Definition (mit Erstellung des Pflichtenhefts, Produktmodell, GUI-Modell und evtl. schon Benutzerhandbuch) (engl. Analysis)
3. Entwurf (UML, Struktogramme) (engl. Design)
4. Implementierung (engl. Coding)
5. Testen (engl. Testing)
6. Einsatz und Wartung (engl. Maintenance)

„Definition und Entwurf“ entsprechen dabei ungefähr dem untergliederten Punkt „Systemdesign und -spezifikation“ in der ersten Variante, während die zweite Variante die zwei möglichen Ebenen des Software Testing (auf Modul- und Gesamtsystemebene) zusammenfasst.

Eigenschaften

1. Aktivitäten sind in der vorgegebenen Reihenfolge und in der vollen Breite vollständig durchzuführen.
2. Am Ende jeder Aktivität steht ein fertiggestelltes Dokument, d. h. das Wasserfallmodell ist ein „dokumentgetriebenes“ Modell.
3. Der Entwicklungsablauf ist sequenziell, d. h., jede Aktivität muss beendet sein, bevor die nächste anfängt.
4. Es orientiert sich am sogenannten Top-down-Verfahren.
5. Es ist einfach und verständlich.
6. Eine Benutzerbeteiligung ist in der Anfangsphase vorgesehen, anschließend erfolgen der Entwurf und die Implementierung ohne Beteiligung des Benutzers bzw. Auftraggebers. Weitere Änderungen stellen danach Neuaufträge dar.

Vorteile

• klare Abgrenzung der Phasen
• einfache Möglichkeiten der Planung und Kontrolle
• bei stabilen Anforderungen und klarer Abschätzung von Kosten und Umfang sehr effektives Modell

Probleme und Nachteile

• Abgrenzungsproblem: Klar voneinander abgegrenzte Phasen sind häufig unrealistisch – der Übergang zwischen ihnen ist fließend: Teile eines Systems können sich noch in der Planung befinden, während andere schon in der Ausführung oder im Gebrauch sind.
• Abfolgeproblem: Einzelne Phasen laufen in der Theorie nacheinander ab, in der Praxis sind jedoch Rückschritte oft unvermeidlich.
• Unflexibel gegenüber Änderungen und im Vorgehen (Phasen müssen sequenziell abgearbeitet werden)
• Frühes Festschreiben der Anforderungen ist oft problematisch, da es eventuell zu teuren Änderungen führt (mehrmals wiederholtes Durchlaufen des Prozesses bei Änderungen)
• Einführung des Systems sehr spät nach Beginn des Entwicklungszyklus, deshalb ein später Return on Investment
• Fehler werden unter Umständen spät erkannt (Big Bang) und müssen mit erheblichem Aufwand entfernt werden

Da es schwierig ist, bereits zu Projektbeginn alles endgültig und im Detail festzulegen, besteht das Risiko, dass das letztendlich fertiggestellte Ergebnis (z.B. Software) nicht den tatsächlichen Anforderungen entspricht. Um dem zu begegnen, wird oftmals ein unverhältnismäßig hoher Aufwand in der Analyse- und Konzeptionsphase betrieben. Zudem erlaubt das Wasserfallmodell nicht bzw. nur sehr eingeschränkt, im Laufe des Projekts Änderungen aufzunehmen. Das fertiggestellte Ergebnis bildet folglich nicht den aktuellen, sondern den Anforderungsstand zu Projektbeginn ab. Da größere Softwareprojekte meist auch eine sehr lange Laufzeit haben, kann es vorkommen, dass die neue Software bereits zum Zeitpunkt ihrer Einführung inhaltlich veraltet ist.

Andere Vorgehensmodelle

Wegen der teilweise gravierenden Nachteile des Wasserfallmodells mit teilweise erheblichen wirtschaftlichen Konsequenzen hat die IT-Industrie eine Vielfalt alternativer oder ergänzender Vorgehensweisen, Softwaretechnologien, Vorschläge und Hilfsmittel entwickelt. Beispiele hierfür sind:

• Spiralmodell (Weiterentwicklung)
• Rational Unified Process
• Extreme Programming
• Agile Softwareentwicklung
• Iteratives Prototyping und Evolutionäres Prototyping
• Weitgehende Verwendung von konfigurierbarer Standardsoftware, z. B. für das Workflow-Management, die Benutzerverwaltung u.v.a.
• Universal Application
• Auf die Entwicklungsphase ausgeweitetes Veränderungsmanagement
• Auslagerung weniger priorisierter Teilaufgaben an Power User, siehe auch unter End-user Computing
• Ausgeprägte Modularisierung, bis hin zum Aufsplitten großer in kleinere, besser überschaubare Projekte mit kurzer Laufzeit
• V-Modell

Siehe auch

• Liste von Softwareentwicklungsprozessen
• Generik

Literatur

• Karl Pfetzing, Adolf Rohde: Ganzheitliches Projektmanagement. 4 Auflage. Gießen 2011, ISBN 978-3-921313-85-5.

Weblinks

• Institut für Gestaltungs- und Wirkungsforschung: Beschreibung Wasserfallmodell
• Dr. Winston W. Royce: Managing the developement of large Software Systems (436 KB; PDF-Datei)