Waterfall — ставка на надежность или потеря в производительности?

В мире информационных технологий и разработки программного обеспечения существует множество методологий, каждая из которых имеет свои особенности и подходы к управлению проектами. Одной из самых старых и широко применяемых методологий является Waterfall, или каскадная модель разработки. Этот подход был разработан более полувека назад, но до сих пор находит свое место в различных областях, где требуется строгое соблюдение сроков, четкая документация и предсказуемость процесса.

В данной статье мы рассмотрим основные аспекты методологии Waterfall, ее назначение, область применения, принципы работы, особенности, а также плюсы и минусы. Мы также сравним каскадную модель с другими современными методологиями разработки, чтобы помочь вам определить, когда и в каких проектах применение Waterfall может быть наиболее эффективным решением.

Общие сведения

Методология «водопад» — это традиционный способ разработки программного обеспечения, при котором каждый последующий этап начинается только после завершения предыдущего. Основная идея этого подхода заключается в выполнении задач в линейной последовательности, что делает его подходящим для проектов, характеризующихся повторяемостью и предсказуемостью.

Еще одной важной чертой каскадного метода разработки является акцент на детальной документации. Перед началом работы над проектом команда обсуждает и фиксирует все важные аспекты, начиная от требований к продукту и заканчивая установкой сроков выполнения.

Классическая модель «водопада» включает в себя 5 этапов:

1. Сбор требований. На этом этапе определяются требования к продукту и формируется техническое задание. Здесь также разрабатывается план работы, распределяются роли в команде и определяются временные рамки и риски проекта.
2. Проектирование. На этом этапе определяются функциональные и архитектурные аспекты продукта, например, логика и структура сайта. Также выбираются необходимые инструменты, такие как язык программирования и методы разработки.
3. Разработка. На этом этапе команда разрабатывает продукт в соответствии с техническим заданием, макетами и требованиями, следуя им строго.
4. Тестирование. Здесь происходит проверка продукта на соответствие требованиям и выявление ошибок и дефектов, которые необходимо исправить перед релизом.
5. Поддержка. После выпуска продукта на рынок команда обеспечивает его работоспособность и собирает обратную связь от клиентов. В зависимости от необходимости, продукт может дополняться новыми функциями и улучшениями.

Краткая историческая справка

Waterfall, или «водопад», представляет собой классическую модель разработки продуктов. Ее создателем был американский ученый-информатик Уинстон Уокер Ройс, который описал этот подход еще в 1970 году. Название «водопад» было дано этой модели в 1976 году учеными Томасом Беллом и Томасом Тэйером.

Изначально Waterfall использовалась в разработке любого программного обеспечения, но впоследствии появилась методология Agile, и каскадная модель стала уступать популярности в этой области. В настоящее время модель «водопад» применяется в авиастроении, военной и космической промышленности, медицине и финансовом секторе.

В этих сферах она находит применение из-за необходимости строгих и четко определенных процессов и сроков, что является ключевой особенностью каскадной модели. Поэтому она ассоциируется с водопадом, где каждый этап разработки продукта продолжает предыдущий и не начинается, пока предыдущий этап не завершен.

Этапы работы Waterfall

Waterfall состоит из следующих этапов, которые были придуманы Уинстоном Уокером Ройсом более 50 лет назад, и они остались практически неизменными с тех пор. Эти этапы всегда выполняются в строгой последовательности, и нельзя пропустить ни один из них:

1. Анализ. Этот этап является самым продолжительным. На нем исполнитель обсуждает проект с заказчиком, получает требования, разрабатывает и утверждает планы, цели, бюджет, графики работ, процессы и риски. Также создается техническое задание и инструкции, которых необходимо строго придерживаться на последующих этапах.
2. Проектирование. На этом этапе создается прототип программного продукта, а также выбирается платформа для программирования и утверждаются роли в команде.
3. Разработка. Здесь происходит написание кода продукта в строгом соответствии с техническим заданием.
4. Тестирование. На этом этапе код проверяется на соответствие техническому заданию и выявление багов и ошибок.
5. Эксплуатация. Исполнитель выпускает продукт и согласовывает его с заказчиком. Затем происходит анализ результатов, сбор обратной связи и выявление критических ошибок. Если их много, может потребоваться начать весь процесс сначала.
6. Поддержка. На завершающем этапе исполнитель поддерживает работоспособность продукта, устраняет сбои и собирает обратную связь от пользователей, что может привести к дальнейшему расширению или модификации функционала.

Особенности

Важной особенностью водопадной модели разработки, в отличие от других методологий, является ее жесткая и последовательная природа. В Waterfall этапы разработки выполняются строго поочередно, и нет возможности для параллельной работы или быстрых изменений. В то время как методологии, такие как Agile или Scrum, позволяют этапам развиваться параллельно и допускают изменения и корректировки по ходу работы. Например, в гибких методологиях части продукта могут разрабатываться и тестироваться независимо друг от друга, что делает процесс более гибким и адаптивным.

Преимущество гибких методологий заключается в том, что работа разделяется на небольшие автономные участки, и если возникают ошибки, их можно легко и дешево исправить, не затрагивая всю разработку. В случае серьезных ошибок в Waterfall, связанных с проектированием, может потребоваться переделывать весь продукт, что может быть дорого и затратно по времени.

Именно поэтому водопадная модель уделяет большое внимание проектированию. При проектировании необходимо учесть все возможные сценарии и исключить ошибки, так как отсутствует возможность промежуточных тестирований, и продукт проверяется только в конечной версии. Это можно сравнить с проектированием самолета: если конструкторы и проектировщики не правильно рассчитали прочность фюзеляжа, ошибка станет очевидной только при испытаниях, и это может привести к серьезным последствиям.

Область применения

Существуют сценарии, в которых применение модели Waterfall оправдано, несмотря на её критику и недостатки. Вот несколько таких случаев:

1. Сложные и нестандартные проекты, требующие индивидуального подхода, где невозможно использовать стандартные шаблоны, и каждый аспект технической документации должен быть разработан с нуля.
2. Проект, в котором условия ожидаемо не изменяются, и требования к продукту остаются стабильными на протяжении всего процесса разработки.
3. Когда существует возможность смены подрядчика или участие разных специалистов на разных этапах проекта. В этом случае, качественная документация позволяет безболезненно передавать проект между разными исполнителями.
4. Если к проекту предъявляются четкие и жесткие требования, которые должны быть строго соблюдены.
5. В случаях, когда гибкие методологии, такие как Scrum или Agile, не подходят по каким-либо причинам или не соответствуют ожиданиям заказчика.

Таким образом, Waterfall может быть оправданным выбором в ситуациях, где требуется более формальный и строгий подход к управлению проектом, и когда соблюдение жестких стандартов и документации играет ключевую роль в успешной реализации проекта.

Примеры использования

Примеры использования каскадной методологии, или «водопада», могут включать в себя различные комбинации методологий и их адаптацию к конкретным ситуациям.

Вот некоторые примеры:

Итерации Agile как «микроводопады»

Agile методологии, такие как Scrum или Kanban, могут быть адаптированы с использованием элементов каскадной модели. Например, каждая итерация Agile может включать в себя более строгую документацию, жесткую структуру и другие атрибуты, характерные для Waterfall.

Историческое использование каскадной модели

В конце прошлого века, каскадная модель была широко применяется крупными компаниями, такими как IBM, Microsoft, Toyota и другими. Эти компании использовали Waterfall в своих проектах. Даже в настоящее время в консервативных отраслях, таких как медицина, банковский сектор, и государственные заказы, Waterfall остается популярным. Это связано с тем, что в таких областях заказчикам часто требуется точное планирование, строгое соблюдение сроков и бюджетов, что делает каскадную методологию более подходящей для выполнения формальных требований.

Отличия от Agile

Методологию Waterfall и Agile часто сравнивают, и их ключевые различия можно выразить следующим образом:

Waterfall (Водопад):

• Стремится к заранее известному и жестко заданному результату.
• Этапы разработки выполняются последовательно, один за другим.
• Вся работа зависит от качества проектирования, и изменения могут быть дорогостоящими и сложными.
• Не предусматривает гибкости внутри каждого этапа, и изменения трудно внести после начала разработки.
• Результат зависит от того, насколько хорошо продуманы и задокументированы требования с самого начала.
• Заказчик обычно участвует в начальном этапе, но его роль ограничивается после этого.

Agile:

• Ставит в приоритет качество продукта, удовлетворение заказчика и скорость доставки.
• Работа делится на несколько итераций, в каждой из которых выполняются этапы проектирования, разработки и тестирования.
• Каждая часть работы (итерация) завершается работоспособным результатом, что обеспечивает гарантию качества и упрощает внесение изменений.
• Гибкость внутри каждой итерации позволяет команде быстро реагировать на изменения и улучшать продукт.
• Идеи по улучшению приветствуются, и результат зависит от эффективности работы команды.
• Заказчик активно участвует на всех этапах разработки и может вносить изменения и корректировки в процесс.

В итоге, Waterfall стремится к заранее определенному результату, зависящему от качества проектирования, в то время как Agile ориентирован на гибкую работу над каждой частью проекта с активным участием заказчика и стремится к наилучшему результату с учетом изменений и улучшений по ходу работы.

Как определить подходит ли Waterfall текущему проекту

Вот чек-лист, который поможет определить, подходит ли каскадная методология (Waterfall) для вашего проекта:

1. Вы четко знаете, какой конечный продукт вам необходим.
2. У вас есть достаточно времени и ресурсов для выполнения проекта без срывов.
3. Вам требуется детальная документация, охватывающая все аспекты разработки.
4. Ваш проект может быть разделен на строго последовательные этапы, где каждый зависит от завершения предыдущего.
5. Большая часть работ по проекту может быть передана на аутсорсинг.

Подсказка: Каскадная модель идеально подходит для проектов в сферах, таких как строительство, авиастроение, медицина, финансовый сектор, военная или космическая промышленность, где требуется строгое соблюдение сроков и документации.

В случае проектов для стартапов или IT-компаний, где требуется гибкость и быстрые изменения, рекомендуется отказаться от Waterfall в пользу методологий, таких как Agile.

Преимущества

Преимущества каскадной методологии (Waterfall) включают в себя следующее:

Четкость и предсказуемость

Перед началом проекта требования заказчика подробно собираются, и решение о характеристиках продукта принимается на основе анализа данных. Этапы разработки определяются заранее, что обеспечивает четкость и предсказуемость процесса.

Понимание того, что и как делать

В рамках каскадной модели существует техническое задание, которого придерживается команда. Для каждого этапа разработки создается документация, в которой детально описаны все результаты и требования к следующему этапу. Это делает процесс понятным и структурированным.

Подходит для крупных проектов с контролем бюджета

Waterfall позволяет заранее просчитать стоимость и время выполнения работ. Заказчик знает, что именно он хочет, и требования остаются неизменными в течение всего процесса разработки, что обеспечивает более жесткий контроль над бюджетом.

Подходит для типовых проектов с опытной командой

Если команда уже имеет опыт в реализации подобных проектов, то Waterfall может быть удобным выбором. В этом случае нет необходимости проводить дополнительные исследования, ознакомиться с новыми технологиями или инструментами, так как все это заранее известно и опробовано.

Заказчик не участвует в каждом этапе разработки

Waterfall предусматривает ограниченное взаимодействие заказчика на промежуточных этапах. Это удобно, например, для крупных проектов в банковской сфере, где соблюдаются четкие документационные и регламентные требования, и заказчик не всегда готов постоянно взаимодействовать с командой разработчиков.

Недостатки

Как и любой другой методики, “Вотерфолл” обладает и своими слабыми сторонами. Их мы и рассмотрим в этом разделе.

Отсутствие гибкости

В случае возникновения проблем на любом этапе разработки, изменения требований или упущений, необходимо начинать проект заново. Это ограничивает способность адаптироваться к изменяющимся обстоятельствам.

Высокий уровень рисков

Waterfall не предусматривает изменений на более поздних этапах разработки. Если приходится вносить изменения, это может сорвать сроки выполнения проекта или заставить команду работать сверхурочно.

Жесткое ограничение бюджета и ответственность исполнителя

Весь контроль за соблюдением сроков и бюджета лежит на исполнителе. Если, например, руководитель команды уходит или объем работ неправильно оценивается в начале проекта, исполнитель вынужден брать на себя ответственность за возможные срывы и дополнительные расходы.

Непригодность для проектов с изменяющимися требованиями

Если требования к продукту меняются после начала проекта, Waterfall не способен адаптироваться. Это может привести к риску завершения проекта, который уже устарел к моменту его завершения.

Ограниченное участие заказчика в разработке

Waterfall предусматривает ограниченное взаимодействие заказчика на промежуточных этапах. Это может привести к недоразумениям и непониманию требований заказчика, что может привести к тому, что конечный продукт не соответствует его ожиданиям.

Заключение

В заключение, методология Waterfall, или каскадная модель разработки, представляет собой структурированный и последовательный подход к выполнению проектов, где каждый этап начинается только после завершения предыдущего. Ее назначение заключается в обеспечении четкости, предсказуемости и контроля в процессе создания продукта. Waterfall нашел свое применение в областях, где требуется строгое соблюдение сроков и документации, таких как авиастроение, медицина, финансовый сектор и другие консервативные отрасли.

Основные принципы каскадной модели включают в себя четкое определение требований, строгую последовательность этапов и подробную документацию. Ее преимущества включают в себя четкость и предсказуемость, что позволяет заказчику точно знать, что он получит в итоге, а также контролировать бюджет и сроки. Однако, Waterfall также имеет недостатки, включая отсутствие гибкости, высокие риски и ограниченное участие заказчика на промежуточных этапах.

В сравнении с другими методологиями, такими как Agile, Waterfall представляет собой более формальный и структурированный подход, который подходит для проектов с четкими требованиями и фиксированными бюджетами. Однако он не подходит для быстро меняющихся проектов, где гибкость и быстрые адаптации являются ключевыми факторами успеха.