imported>Saehrimnir: /* Das V-Modell als Datenstruktur */ BKL Fix

2025-08-12T15:05:12Z

Das V-Modell als Datenstruktur: BKL Fix

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{{Dieser Artikel|beschreibt das Vorgehensmodell in der Softwareentwicklung. Für den IT-Entwicklungsstandard der öffentlichen Hand in der Bundesrepublik Deutschland siehe [[V-Modell (Entwicklungsstandard)]].}}
[[Datei:V-Modell.svg|mini|hochkant=2|Phasen des V-Modells über Zeit und Detaillierung]]
Das '''V-Modell''' ist ein [[Vorgehensmodell (Software)|Vorgehensmodell]] bzw. Prozessreferenzmodell<ref>{{Literatur |Autor=G. Müller-Ettrich |Titel=System Development with V-Model and UML |Sammelwerk=The Unified Modeling Language |Verlag=Physica-Verlag HD |Ort=Heidelberg |Datum=1998 |Sprache=en |ISBN=978-3-7908-1105-6 |DOI=10.1007/978-3-642-48673-9_16 |Seiten=238–249 |Online=https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-48673-9_16 |Abruf=2023-11-29}}</ref>, welches ursprünglich für die Softwareentwicklung konzipiert wurde. Ähnlich dem [[Wasserfallmodell]] organisiert es den [[Softwaretechnik|Softwareentwicklungsprozess]] in Phasen. Zusätzlich zu diesen Entwicklungsphasen definiert das V-Modell auch das Vorgehen zur Qualitätssicherung ([[Softwaretest|Testen]]), indem den einzelnen Entwicklungsphasen Testphasen gegenübergestellt werden. Auf der linken Seite wird mit einer funktionalen/fachlichen Spezifikation begonnen, die immer tiefer detailliert zu einer technischen Spezifikation und Implementierungsgrundlage ausgebaut wird. In der Spitze erfolgt die [[Implementierung]], die anschließend auf der rechten Seite gegen die entsprechenden Spezifikationen der linken Seite getestet wird. So entsteht bildlich das namensgebende „V“, welches die einzelnen Entwicklungsebenen ihren jeweiligen Testebenen gegenüberstellt.

Zum V-Modell im Allgemeinen werden in der Literatur die Anzahl der Phasen und auch deren Bezeichnungen unterschiedlich dargestellt, jedoch immer mit 1:1-Gegenüberstellung von Entwurfs- und Teststufen.

Die Prozesse des V-Modells werden mit einem Prozessbewertungsmodell, z. B. nach ISO 33000-Familie bewertet. Eine Umsetzung der Norm ist die [[Automotive SPICE]].

Das V-Modell ist nicht zu verwechseln mit dem [[Verfügbarkeitsmodell (Transportsysteme)|Verfügbarkeitsmodell]] (auch abgekürzt als "V-Modell").<ref>{{Internetquelle |url=https://www.bmdv.bund.de/SharedDocs/DE/Artikel/StB/oepp-geschaeftsmodelle-v-modell.html |titel=BMDV - Das V-Modell (Verfügbarkeitsmodell) |hrsg=[[Bundesministerium für Digitales und Verkehr]] |datum=2023 |abruf=2023-11-29}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Johannes Fottner, Stefan Galka, Sebastian Habenicht, Eva Klenk, Ingolf Meinhardt, Thorsten Schmidt |Titel=Allgemeine Grundlagen für die Planung von Transportsystemen |Sammelwerk=Planung von innerbetrieblichen Transportsystemen |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Datum=2022 |ISBN=978-3-662-63972-6 |DOI=10.1007/978-3-662-63973-3_4 |Seiten=77–120 |Online=https://link.springer.com/10.1007/978-3-662-63973-3_4 |Abruf=2023-11-29}}</ref>

== Geschichte ==
Vorgeschlagen wurde dieses Vorgehen zuerst von dem US-amerikanischen Softwareingenieur [[Barry Boehm]] im Jahre 1979 und basiert auf dem [[Wasserfallmodell]]: Die Phasenergebnisse sind bindende Vorgaben für die nächsttiefere [[Projektphase]]. Der linke, nach unten führende Ast für die Spezifizierungsphasen schließt mit der Realisierungsphase ab. Eine Erweiterung gegenüber dem Wasserfallmodell sind die zeitlich nachfolgenden Testphasen, die im rechten, nach oben führenden Ast dargestellt werden. Den spezifizierenden Phasen stehen jeweils testende Phasen gegenüber, was in der Darstellung ein charakteristisches „V“ ergibt, das dem Modell auch den Namen gab.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.cio.bund.de/SharedDocs/faq-liste/Webs/CIO/DE/digitaler_wandel_fragen_antworten.html?nn=18094882 |titel=Fragen und Antworten |hrsg=Bundesministerium des Innern und für Heimat |datum=2023 |sprache=de |abruf=2023-11-29}}</ref> Diese Gegenüberstellung soll zu einer möglichst hohen [[Testabdeckung]] führen, weil die [[Spezifikation]]en der jeweiligen Entwicklungsstufen die Grundlage für die Tests ([[Testfall|Testfälle]]) in den entsprechenden [[Softwaretest#Teststufen|Teststufen]] sind.

== Anwendungen ==

=== IT-Entwicklungsprojekte ===
Das allgemeine V-Modell ist die Grundlage von Entwicklungsstandards wie z. B. dem [[V-Modell (Entwicklungsstandard)]] der öffentlichen Hand in Deutschland.

=== Das V-Modell in der Entwicklung mechatronischer Systeme ===
[[Datei:V-Modell VDI-VDE-2206 Nov2021.png|mini|V-Modell nach VDI/VDE 2206 aus dem Jahr 2021]]
Spätestens seit 2004 wird das V-Modell auch allgemeiner in Entwicklungsprozessen verwendet. So empfiehlt die Richtlinie VDI/VDE 2206 das V-Modell als Teil der „Entwicklungsmethodik für [[Mechatronik|mechatronische]] Systeme“. Hintergrund ist dabei die zunehmende Integration von [[Mechanik|mechanischen]], [[Elektrizität|elektrischen]] und [[Software|informationstechnischen]] Komponenten in mechatronischen Systemen und die damit verbundene Steigerung der Komplexität<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Iris Graessler, Julian Hentze |Titel=The new V-Model of VDI 2206 and its validation |Sammelwerk=at - Automatisierungstechnik |Band=68 |Nummer=5 |Datum=2020-05-01 |ISSN=2196-677X |DOI=10.1515/auto-2020-0015 |Seiten=312–324 |Online=https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/auto-2020-0015/html |Abruf=2022-01-05}}</ref>.

Ausgangspunkt ist dabei meist eine konkrete Anforderung bzw. eine Anforderungsliste in Form eines Entwicklungsauftrags. Diese Anforderungen stellen zugleich den Maßstab dar, nach dem das spätere Produkt zu bewerten ist. Im Systementwurf wird die Gesamtfunktion des Systems bzw. des späteren Produktes in Teilfunktionen zerlegt. Sind die Teilfunktionen ermittelt erfolgt die Konkretisierung des Lösungskonzeptes meist getrennt in den einzelnen Fachdisziplinen (Domänen). Die konkreten Lösungen der einzelnen Disziplinen werden im Rahmen der Systemintegration zu einem Gesamtsystem verbunden und ihr Zusammenwirken untersucht. Fortlaufend wird dabei im Zuge der Eigenschaftsabsicherung der jetzige Entwurf gegen die spezifizierten Anforderungen geprüft, dadurch wird sichergestellt, dass die gewünschten Eigenschaften mit den tatsächlichen Eigenschaften übereinstimmen. Der gesamte Prozess kann dabei durch rechnergestützte Modellierung und Simulation unterstützt werden. Ergebnis eines durchlaufenen Zyklus des V-Modells ist das „Produkt“, wobei es sich hierbei um einen bestimmten Reifegrad (Funktionsmuster, [[Prototyp (Technik)|Prototyp]], Vorserienmuster etc.) des geplanten Endproduktes handeln kann. Das V-Modell stellt also einen iterativen Prozess dar, der sich schrittweise der endgültigen Lösung annähert und je nach Komplexität des Endproduktes vielfach durchlaufen wird.<ref>{{Literatur |Autor= |Titel=VDI 2206 - Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme |Hrsg=Verein Deutscher Ingenieure |Sammelwerk= |Band= |Nummer= |Auflage= |Verlag=Beuth Verlag GmbH |Ort= |Datum= |Seiten= |ISBN=}}</ref>

=== Das V-Modell als Datenstruktur ===
Neben der Funktion als Prozessmodell kann das V-Modell auch die Grundlage für die [[Datenstruktur]] in der Entwicklung übernehmen. Dabei werden die verschiedenen Artefakte der Entwicklung auf dem V positioniert: Links oben die Anforderungen, bis zur Mitte unten zur Implementierung und auf dem rechten Arm die dazugehörigen [[Verifizierung und Validierung|Verifizierungs- und Validierungs]]-Artefakte. Eine [[Rückverfolgbarkeit (Anforderungsmanagement)|Rückverfolgbarkeit (engl. "Traceability")]] zwischen den Artefakten unterstützt das Arbeiten mit den Artefakten. Diese Umsetzung ist in den gängigen [[Anforderungsmanagement-Software|Anforderungsmanagementwerkzeugen]] üblich<ref>SE-Trends: [https://www.se-trends.de/was-ist-eigentlich-das-v-modell/ Was ist eigentlich das V-Modell?]</ref>.

== Weiterentwicklung ==
Auf Basis von Erfahrungen aus der industriellen Anwendung und dem technologischen Fortschritt wurde seither eine Vielzahl von Weiterentwicklungen des V-Modells publiziert<ref>{{Literatur |Autor=Iris Graessler, Julian Hentze, Tobias Bruckmann |Titel=V-MODELS FOR INTERDISCIPLINARY SYSTEMS ENGINEERING |Sammelwerk=DS 92: Proceedings of the DESIGN 2018 15th International Design Conference |Datum=2018 |DOI=10.21278/idc.2018.0333 |Seiten=747–756 |Online=https://www.designsociety.org/publication/40489/V-MODELS+FOR+INTERDISCIPLINARY+SYSTEMS+ENGINEERING |Abruf=2022-01-05}}</ref>. Durch Hinwendung zu [[Agile Methoden|agilen Methoden]], [[Simultaneous Engineering|Concurrent-Engineering]]-Prozessen und die zeitgleiche Relevanz des [[Systems Engineering]]s wurde das V-Modell um 2000 beispielsweise zum ''W-Modell'' weiterentwickelt.<ref>{{Internetquelle |autor=A. Spillner |url=https://www.tib.eu/de/suchen/id/BLCP%3ACN039119328/From-V-model-to-W-model-Establishing-the-Whole/ |titel=From V-model to W-model. Establishing the Whole Test Process |werk=Leibniz-Informationszentrum Technik und Naturwissenschaften Universitätsbibliothek |hrsg=Technische Informationsbibliothek (TIB) Hannover |datum=2000 |abruf=2019-06-18 |sprache=en}}</ref> Mit einer vorgezogenen Testphase und der Einbindung von [[Simulationsbasierte Optimierung|Simulationsprozessen]] und statistischen Methoden zur Fehlervermeidung greift das W-Modell Maßnahmen auf, die zur Parallelisierung von Arbeitsschritten genutzt werden können.<ref>{{Internetquelle |autor=Reiner Anderl, Roland Nattermann, Thomas Rollmann |url=https://d-nb.info/1019526661/34 |titel=Das W-Modell. Systems Engineering in der Entwicklung aktiver Systeme |werk=Katalog der Deutschen Nationalbibliothek |hrsg=Technische Universität Darmstadt. Fachgebiet Datenverarbeitung in der Konstruktion |datum= |abruf=2019-06-18 |sprache=}}</ref> Es dient damit als Möglichkeit, agile Ansätze in klassische Arbeitsumfelder einzubetten.<ref>{{Internetquelle |autor=A. Spillner |url=https://www.gi-hb-ol.de/uta/gi-rg/WModellSpillner.pdf |titel=Das W-Modell. Vorteile der agilen Prozesse in einem konservativen Umfeld nutzen |werk=Gesellschaft für Informatik. Regionalgruppe Bremen Oldenburg |hrsg=Hochschule Bremen |datum=2003-05-13 |abruf=2019-06-18 |sprache=}}</ref> Der Begriff findet vorrangig im deutschsprachigen Raum Verwendung.

Die Richtlinie VDI 2206 wurde im VDI in den Jahren 2014 bis 2021 von dem Fachausschuss 4.10 „Interdisziplinäre Produktentstehung“ der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik überarbeitet und im November 2021 veröffentlicht. Hierbei wurden auf Basis einer Schwachstellenanalyse<ref>Gräßler I, Hentze J, Yang X. Eleven Potentials for mechatronic V-model. In: ''Production Engineering and Management, 6th International Conference, Band 01/2016''. Vol 01/2016. Lemgo: Ostwestfalen-Lippe University of Applied Sciences ; 2016:257-268.</ref> der hohen Interdisziplinarität, Komplexität und Heterogenität moderner Systeme<ref>Gräßler I. A New V-Model for Interdisciplinary Product Engineering. In: Technische Universität Ilmenau, Marketing Division, ed. ''59th IWK. Ilmenau Scientific Colloquium''. Technische Universität Ilmenau; 2017:1-6.</ref> Rechnung getragen und das V-Modell erneuert. Die Entwicklungen moderner Produkte, die neben einem mechanischen, häufig elektronischen sowie möglichen Software-Anteile mit einer Verbindung zum [[Internet der Dinge]] und Dienste umfassen kann, angepasst. Es existieren neben der neuen Richtlinie VDI/VDE 2206 „Entwicklung mechatronischer und cyber-physischer Systeme“ weitere wissenschaftliche Veröffentlichungen<ref name=":0" />. Zentral war die Erneuerung des Bildes des V-Modells, das zum Download zur Verfügung steht, siehe bei den '''Weblinks'''.

== Weblinks ==
{{Commonscat|V-models|V-Modell}}
* {{Internetquelle |url=https://www.vdi.de/richtlinien/programme-zu-vdi-richtlinien/vdi-2206 |titel=Richtlinie VDI/VDE 2206 "Entwicklung mechatronischer und cyber-physischer Systeme" |werk=VDI |zugriff=2022-11-16}}
* V-Modell VDI/VDE 2206 Deutsch ([https://www.vdi.de/fileadmin/pages/vdi_de/redakteure/richtlinien/dateien/VDI_2206_V-Modell_de.pdf PDF])
* V-model VDI/VDE 2206 English ([https://www.vdi.de/fileadmin/pages/vdi_de/redakteure/richtlinien/dateien/VDI_2206_V-model_en.pdf PDF])

== Siehe auch ==
* [[Liste von Softwareentwicklungsprozessen]]
* [[V-Modell (Entwicklungsstandard)]]

== Literatur ==

=== Fachbücher ===
* {{Literatur |Autor=Paul Alpar, Rainer Alt, Frank Bensberg, Peter Weimann |Titel=Anwendungsorientierte Wirtschaftsinformatik: Strategische Planung, Entwicklung und Nutzung von Informationssystemen |Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden |Ort=Wiesbaden |Jahr=2019 |ISBN=978-3-658-25580-0 |DOI=10.1007/978-3-658-25581-7 |Seiten=347 ff.}}
* {{Literatur |Autor=Kai Borgeest |Titel=Elektronik in der Fahrzeugtechnik: Hardware, Software, Systeme und Projektmanagement |Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden |Ort=Wiesbaden |Jahr=2021 |ISBN=978-3-658-23663-2 |DOI=10.1007/978-3-658-23664-9}}
* {{Literatur |Autor=Jan Friedrich, Marco Kuhrmann, Marc Sihling, Ulrike Hammerschall |Titel=Das V-Modell XT |Verlag=Springer Berlin Heidelberg |Ort=Berlin, Heidelberg |Jahr=2008 |Reihe=Informatik im Fokus |ISBN=978-3-540-76403-8 |DOI=10.1007/978-3-540-76404-5}}
* Thomas Grechenig, Mario Bernhart, Roland Breiteneder, Karin Kappel: ''Softwaretechnik.'' Pearson Studium, München u. a. 2010, ISBN 978-3-86894-007-7, [https://books.google.de/books?id=RcSvlD2-QQ0C&pg=PA375&hl=de S. 375].
* Ernest Wallmüller: ''Software-Qualitätsmanagement in der Praxis.'' 2. völlig überarbeitete Auflage. Hanser Verlag, München u. a. 2001, ISBN 3-446-21367-8, [https://books.google.de/books?id=BdWJuc7i0QEC&pg=PA131&hl=de S. 131].
* {{Literatur |Autor=Fabian Wolf |Titel=Fahrzeuginformatik: Eine Einführung in die Software- und Elektronikentwicklung aus der Praxis der Automobilindustrie |Verlag=Springer Fachmedien Wiesbaden |Ort=Wiesbaden |Jahr=2018 |ISBN=978-3-658-21223-0 |DOI=10.1007/978-3-658-21224-7}}

=== Historische Werke und Klassiker ===

* {{Literatur |Titel=Software state-of-the-art: selected papers |Hrsg=Tom DeMarco, Timothy R. Lister |Verlag=Dorset House Pub |Ort=New York, N.Y |Datum=1990 |ISBN=978-0-932633-14-9 |Online=https://archive.org/details/softwarestateoft0000unse}}

== Einzelnachweise ==
<references />
[[Kategorie:Vorgehensmodell (Software)]]

V-Modell - Versionsgeschichte

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