Nicht-funktionale Anforderungen erklärt: Beispiele, Arten, Tools

1. Leistungsanforderungen

Leistungsanforderungen konzentrieren sich auf die Geschwindigkeit und Effizienz eines Systems. Sie definieren, wie schnell das System die Anfragen der Benutzer verarbeiten und darauf reagieren sollte. Benutzer sind oft frustriert, wenn sie mit leistungsschwachen Systemen arbeiten, was zu hohen Absprungraten führt.

Beispiele (generatives KI-System)

• Das System muss innerhalb von 1,2 Sekunden auf die Anfragen des Benutzers reagieren.
• Bei der Eingabe der Abfrage in das Eingabefeld sollte die Latenz nicht mehr als 500 ms betragen.

2. Anforderungen an die Skalierbarkeit

Skalierbarkeit bezieht sich auf die Fähigkeit eines Systems, zu wachsen und dabei weiterhin eine gute Leistung zu erbringen. Wenn die Anzahl der Systembenutzer oder Datenverarbeitungsanfragen zunimmt, funktioniert ein skalierbares System, ohne dass eine vollständige Neukonfiguration des Systems erforderlich ist.

Skalierbarkeitsanforderungen sind wichtig für Unternehmen, die zukünftiges Wachstum oder saisonale Traffic-Spitzen erwarten. Werden Skalierbarkeitsanforderungen ignoriert, kann das System zusammenbrechen, wenn es die Last während Traffic-Spitzen nicht bewältigen kann.

Beispiele

• Das Messaging-System sollte auch dann noch reibungslos funktionieren, wenn die Nutzerzahl von 100.000 auf 5 Millionen aktive Nutzer ansteigt.
• Während des Verkaufs sollte der E-Commerce-Shop in der Lage sein, das Zehnfache des Datenverkehrs ohne Leistungseinbußen zu bewältigen.

3. Verfügbarkeitsanforderungen

Verfügbarkeitsanforderungen beschreiben, wie lange das System für Benutzer zugänglich sein sollte. Die hohe Verfügbarkeit des Systems reduziert Ausfallrisiken erheblich und verbessert das Vertrauen der Benutzer. Bei einigen Systemen können bereits wenige Minuten Ausfallzeit zu Verlusten in Millionenhöhe, zum Verlust von Benutzern und zum Verlust des guten Rufs führen.

Beispiel

• Das Online-Banking-System sollte zu 99,95 % der Zeit verfügbar sein. Aufgrund von Wartungsarbeiten kann es zwischen 2:00 und 4:00 Uhr Ortszeit zu einer Ausfallzeit von 30 Minuten kommen.

4. Anforderungen an die Portabilität

Portabilität NFRs beziehen sich darauf, wie einfach das System mit verschiedenen Umgebungen, einschließlich Betriebssystemen, Cloud-Anbietern oder Geräten, zusammenarbeiten kann. Ein portables System spart Zeit und Aufwand beim Übergang von der Entwicklung zur Produktion oder bei der Erweiterung auf neue Plattformen.

Beispiele (Social-Media-Plattform)

• Eine Anwendung sollte auf allen mobilen Geräten laufen.
• Android- und iOS-Nutzer sollten die gleichen Kernfunktionen erhalten.
• Das System sollte containerfähig sein (z. B. Docker), um eine schnelle Bereitstellung in verschiedenen Cloud-Umgebungen wie AWS, Azure oder GCP zu unterstützen.

5. Kompatibilitätsanforderungen

Kompatibilität NFRs definieren, wie gut das System mit anderen Systemen, Software oder Hardware zusammenarbeitet. Dies ist in Umgebungen wichtig, in denen das System eine Verbindung zu APIs, Datenbanken, Browsern oder Diensten von Drittanbietern herstellen muss. Eine schlechte Kompatibilität kann zu Funktionsstörungen, Beschwerden von Benutzern und Integrationsproblemen führen.

Beispiele

• Die Bildschirmfreigabe-Option in einer Videokonferenzanwendung sollte in mobilen und Desktop-Browsern funktionieren.
• Ein Projektmanagement-Tool sollte sich nahtlos in verschiedene Plattformen wie Google Kalender, Slack usw. integrieren lassen, ohne dass die Benutzer es manuell konfigurieren müssen.

6. Zuverlässigkeitsanforderungen

Zuverlässigkeitsanforderungen bewerten, wie oft das System auch bei unerwarteten Ereignissen ohne Ausfälle funktioniert. Dies ist wichtig für Anwendungen wie Bankensoftware, Gesundheitssysteme usw., die täglich von Menschen genutzt werden.

Beispiele (Krankenhaus-Patientenverwaltungssystem)

• Das System sollte während eines Zeitraums von 30 Tagen zu 99,95 % der Zeit störungsfrei funktionieren.
• Wenn die Datenbankverbindung fehlschlägt, sollte das System drei Wiederholungsversuche zur automatischen Wiederherstellung durchführen.
• Wenn das System abstürzt, sollte es die letzte Bereitstellung zur Wiederherstellung zurücksetzen.

7. Anforderungen an die Wartbarkeit

Wartbarkeit NFRs definieren, wie einfach und schnell das System aktualisiert oder repariert werden kann. Sie umfassen den Zeit- und Ressourcenaufwand, der für die Wartung des Systems erforderlich ist. Wartbarkeit ist bei Großprojekten oder Produkten, die ständig verbessert werden, immer wichtig.

Beispiele (CRM-System für Vertriebsteams)

• Alle Fehler sollten innerhalb von 30 Minuten behoben werden.
• Entwickler müssen in der Lage sein, die neue Version oder Updates bereitzustellen, ohne die aktiven Benutzersitzungen zu beeinträchtigen.

8. Sicherheitsanforderungen

Sicherheits-NFRs legen fest, wie das System sensible Benutzerdaten vor unbefugtem Zugriff, Sicherheitsverletzungen und Cyberangriffen schützen und sichern soll. Dazu gehört vor allem die Implementierung von Authentifizierungs- und Verschlüsselungsmechanismen zum Schutz der Daten.

Beispiele (Aktienhandelsanwendung)

• Die Daten des Benutzers müssen verschlüsselt werden, wenn eine API-Anfrage zwischen dem Frontend und dem Backend des Systems gestellt wird, um die Daten zu aktualisieren.
• Benutzer müssen sich für alle finanziellen Transaktionen mit einer Zwei-Faktor-Authentifizierung (2FA) anmelden.
• Das System sollte ein Konto nach fünf fehlgeschlagenen Anmeldeversuchen sperren und den Benutzer per E-Mail benachrichtigen.

9. Anforderungen an die Benutzerfreundlichkeit

Die Benutzerfreundlichkeit konzentriert sich darauf, wie einfach es für Benutzer ist, mit dem System zu interagieren. Ein Produkt mit hoher Benutzerfreundlichkeit verbessert die Benutzererfahrung und kann von neuen Benutzern mit minimalem Schulungsaufwand angenommen werden. Eine schlechte Benutzerfreundlichkeit führt zu Frustration und erhöht die Supportkosten.

Beispiel

• In der Online-App für die Lieferung von Lebensmitteln sollten alle wichtigen Aktionen (zum Warenkorb hinzufügen, Gutschein einlösen, nachbestellen) mit maximal zwei Fingertipps auf dem Mobilgerät zugänglich sein.

Warum nicht-funktionale Anforderungen wichtig sind: Fehler und Lehren aus der Praxis

Produktentwicklungsteams konzentrieren sich hauptsächlich auf funktionale Anforderungen, schenken jedoch nicht-funktionalen Anforderungen keine Beachtung. Die Teams sind der Meinung, dass eine Funktion als fertiggestellt gilt, sobald sie funktioniert. Sie berücksichtigen jedoch nicht die Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit und andere NFRs.

Hier erfahren Sie, wie das Überspringen nicht-funktionaler Anforderungen zu schwerwiegenden Ausfällen in realen Systemen geführt hat.

Amazon: Ausfall während des Prime Day (2018)

Im Jahr 2018 kam es bei Amazon während des Prime Day zu einem größeren Ausfall. Die Zahl der Website-Nutzer stieg unerwartet stark an, sodass das System überlastet war. Infolgedessen stürzte die Amazon-Website ab und Käufer erhielten Fehlermeldungen. Amazon verlor während dieses einstündigen Ausfalls fast 90 bis 100 Millionen US-Dollar.

Dieser Ausfall ist auf ein unzureichendes Skalierbarkeitsmanagement zurückzuführen. Das System sollte daher jederzeit skalierbar sein und die meiste Zeit verfügbar sein.

Knight Capital: Ausfall des Handelssystems (2012)

Im Jahr 2012 führte Knight Capital die Handelssoftware ohne ordnungsgemäße Tests ein. Innerhalb von 45 Minuten nach der Einführung begann das System, fehlerhafte Handelsgeschäfte zu tätigen, die dem Unternehmen einen Verlust von 440 Millionen Dollar verursachten.

Dieser Systemausfall trat auf, weil die Zuverlässigkeit der Software nicht ordnungsgemäß getestet worden war und es keine Sicherheitskontrollen gab, um die fehlerhaften Aktionen zu stoppen.

TSB Bank: IT-Migrationskatastrophe (2018)

Die TSB Bank in Großbritannien geriet 2018 in ernsthafte Schwierigkeiten, nachdem sie Kundendaten auf ein neues System übertragen hatte. Die Datenmigration von der alten auf die neue Plattform verlief erfolgreich. Danach konnten sich jedoch viele Kunden nicht mehr einloggen, einige sahen falsche Angaben in ihrem Profil und einige wenige Nutzer konnten die privaten Daten anderer Personen einsehen. Letztendlich zahlte die Bank rund 330 Millionen Pfund, um alles zu reparieren, und verlor das Vertrauen ihrer Kunden.

Die Gründe für dieses Scheitern waren eine mangelhafte Systemzuverlässigkeit und unzureichende Sicherheitsmaßnahmen.

Tipps und bewährte Verfahren zum Verfassen klarer nicht-funktionaler Anforderungen

Wie bereits erwähnt, sind nicht-funktionale Anforderungen entscheidend für den Erfolg eines Projekts. Allerdings ist es schwierig, sie korrekt zu formulieren. Viele Teams begehen häufige Fehler, die später zu Verzögerungen oder einem schlechten Systemverhalten führen können. Teams sollten die folgenden Best Practices befolgen, um häufige Fehler zu vermeiden und gute Softwareanforderungen zu formulieren.

1. Seien Sie konkret und vermeiden Sie vage Formulierungen: Seien Sie bei der Definition der nicht-funktionalen Anforderungen klar und vermeiden Sie Unklarheiten. Anstatt beispielsweise zu sagen: „Das System sollte schnell sein“, sagen Sie lieber: „Das System sollte das Dashboard für 90 % der Benutzer in weniger als 2 Sekunden laden.“ Auf diese Weise kann jedes Teammitglied das klare Ziel der NFR verstehen.
2. Machen Sie alle NFRs messbar und überprüfbar: Legen Sie immer Metriken oder Bereiche fest, um die Erfolgskriterien zu messen. Anstatt beispielsweise anzugeben, dass eine Anwendung „hohe Skalierbarkeit“ aufweisen sollte, sagen Sie: „Die Anwendung sollte 500 gleichzeitige Benutzer unterstützen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.“ Dies hilft den Teams, den Fortschritt zu verfolgen und sicherzustellen, dass die Anwendung die NFR erfolgreich erfüllt.
3. Definieren Sie NFRs für Systemkomponenten: Anstatt eine bestimmte NFR für das gesamte System zu definieren, definieren Sie diese für die jeweilige Komponente. Bei der Entwicklung eines E-Commerce-Shops müssen Sie beispielsweise keine Skalierbarkeitsanforderungen für das Admin-Panel definieren, wenn nur eine feste Anzahl von Administratoren damit interagieren wird.
4. Arbeiten Sie mit allen wichtigen Stakeholdern zusammen: Beziehen Sie bei der Definition nicht-funktionaler Anforderungen alle wichtigen Stakeholder mit ein, darunter Entwickler, QA-Tester, Sicherheitsteams, Architekten, Product Owner und bei Bedarf sogar Endnutzer. Jeder kann mit seinen unterschiedlichen Aspekten dazu beitragen, die NFRs zu stärken.
5. Verbinden Sie Anforderungen mit Geschäftszielen: Jede NFR sollte einem konkreten Zweck dienen. Wenn Verfügbarkeit, Geschwindigkeit oder Sicherheit Ihrem Unternehmen helfen, Geld zu verdienen oder Kunden zu binden, muss dies in Ihren Anforderungen klar zum Ausdruck kommen. Sagen Sie „99,9 % Verfügbarkeit, um Online-Bestellungen zu erfüllen“ statt nur „hohe Verfügbarkeit“. So stellen Sie sicher, dass das Team versteht, warum die Anforderung wichtig ist.
6. Gruppieren Sie NFRs in Kategorien: Anstatt eine lange Liste von NFRs zu erstellen, gruppieren Sie diese nach Typen, wie z. B. Leistung, Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit usw.
7. Verwenden Sie eine einheitliche Formatierung und Terminologie: Achten Sie darauf, ein Standardformat für die Beschreibung der Anforderungen zu verwenden. Sie können für jede Anforderung eine Anforderungs-ID, eine Beschreibung, eine Priorität und Bewertungskriterien festlegen.
8. Verwenden Sie die richtigen Tools, um die Arbeit zu vereinfachen: Verwenden Sie die richtigen Tools für das Anforderungsmanagement. Modern Requirements4DevOps, eine nativ in Azure DevOps integrierte Lösung für das Anforderungsmanagement, bietet Funktionen wie Rückverfolgbarkeit von Anforderungen, Versions- und Variantenmanagement, Dokumentenmanagement, Überprüfungsmanagement usw.

Mit Modern Requirements4DevOps bessere Dokumente für nicht-funktionale Anforderungen erstellen

Die Dokumentation nicht-funktionaler Anforderungen ist wichtig, um sicherzustellen, dass alle Teammitglieder und Stakeholder ein gemeinsames Verständnis der Projektziele haben. Mit einer klaren Dokumentation können Teams das Risiko von Missverständnissen minimieren, die zu kostspieligen Nacharbeiten führen können.

Hier haben wir einige wichtige Funktionen von Modern Requirements4DevOps vorgestellt, die den Workflow zur Erstellung von Anforderungsdokumentationen vereinfachen können.

1. Smart Docs: Mit diesem Modul können Teams direkt in Azure DevOps aktuelle Anforderungsdokumente erstellen und verwalten. Es bietet eine Microsoft Word-ähnliche Oberfläche zum Erstellen und Bearbeiten von Dokumenten. Darüber hinaus können Teams die Anforderungen aus Backlogs direkt mit Dokumenten verknüpfen. Wenn also Anforderungsdaten geändert werden, werden diese Änderungen sofort im Dokument angezeigt.