【要件定義、基本設計、製造、テスト】システム開発のフェーズを易しく解説！
システム開発にはいくつもの工程があり、主に要件定義から設計、製造、テストと進みます、開発手法によっては細分化されることがありますが、最低限、この流れを理解しておくと良いでしょう。
これからシステム開発に従事するならば、この流れを理解しておくことは非常に重要です。今回は、システム開発のフェーズをそれぞれ解説します。
システム開発のフェーズとは
システム開発は、複雑なタスクを効率的かつ効果的に進めるために、複数のフェーズに分割されています。各フェーズごとにゴールが設定され、前後のフェーズと連携して、システム開発を円滑に進める仕組みです。
また、フェーズに分割する背景には「開発プロセス全体を管理しやすくしたい」という思考があります。例えば、各フェーズが独立していれば、問題が発生した場合に特定のフェーズに焦点を当てて対処することができます。また、フェーズごとに成果物や検証のポイントが設定されているため、プロジェクト全体の進捗状況や品質をスムーズに把握可能です。開発チームは効率的な開発サイクルを実現し、より高品質なシステムを構築できるため、システム開発のフェーズは分割されているのです。
システム開発の具体的なフェーズ
システム開発には、いくつものフェーズがあるため、それぞれ解説します。
要件定義
要件定義フェーズは、システム開発の初期段階で、開発すべきシステムの目的や機能を明確にするためのフェーズです。顧客や利用者と共にシステムの要件を洗い出し、それを満たすためにシステムがどのような機能や性能を持つべきかを資料にまとめます。例えば、以下の観点からまとめなければなりません。
- システムの対象範囲
- 主要な機能
- 性能要件
- 制約条件
- ユーザーインターフェース
- セキュリティ要件
要件定義の正確さは、プロジェクトの成功に大きく影響します。要件定義が不十分であると、開発中やリリース後に機能の追加や変更が必要になるかもしれません。そのため、要件定義フェーズでは、関係者とのコミュニケーションを重視し、適切な要件を策定することが重要です。要件定義が適切に実施されれば、開発チームは顧客の期待に沿ったシステムを効率的に構築できるでしょう。
基本設計（外部設計）
基本設計（外部設計）は、要件定義が完了した後に実施されます。このフェーズでは、システム全体の構成や機能、性能要件を満たすための仕様や設計が中心です。例えば、システムのハードウェアやソフトウェアの構成要素、それらの相互作用やインターフェース、データ構造やデータフローなどを明確にします。また、全体像を理解しやすくするための設計書や図を作成しなければなりません。
基本設計の目的は、システムの全体構成を把握し、開発チームや顧客が共通の認識を持てるようにすることです。このフェーズがあることで、後続の詳細設計（内部設計）や製造（プログラミング）フェーズにおいて、効率的に開発作業が進められるようになります。また、システム全体の品質や開発スケジュールにも良い影響を与えるのです。
詳細設計（内部設計）
詳細設計（内部設計）フェーズでは、基本設計（外部設計）で定められたシステム全体の構造や機能を、より具体的な内容に落とし込みます。例えば、プログラマが効率的にコーディングできるように、アルゴリズム、データ構造、インターフェース、エラー処理などの技術的な詳細を明確に定義するのです。
このフェーズでは、各機能やモジュールの内部ロジックが明確化され、実際のプログラムを書くための設計書を作成します。この設計書は、プログラマがソフトウェアを開発する際の主な指示であり、後々の保守や改修の際にも参照される重要なドキュメントです。
製造（プログラミング）
製造（プログラミング）フェーズは、システム開発プロセスの中心的な部分です。設計段階で定義された仕様に基づいて実際にソフトウェアを構築します。このフェーズでは、プログラマーが選定されたプログラミング言語やツールを使用して、ソースコードを記述するプログラミング作業が中心です。また、必要に応じて、データベースの設計や構築など、製造に関連するさまざまなミドルウェアの作業も実施されます。
一般的に、製造フェーズは、開発チームがソフトウェアの品質やパフォーマンスに対する責任を担う重要な部分です。コードの品質や効率性が重視され、適切なエラー処理やセキュリティ対策の実装が求められます。また、効果的なコードの管理やバージョン管理のために、バージョン管理システム（Gitなど）を活用しなければなりません。
製造フェーズが完了すると、次のテストフェーズに進みます。製造工程で、基本的な品質を確かめることもありますが、テストフェーズで開発されたソフトウェアの機能や品質が検証されます。
単体テスト
単体テストは、個々のコンポーネントやモジュールが正しく機能するかどうかを確認するためのテストです。開発者は単体テストを通じて、プログラムの各部分が正しく動作したり、設計通りの機能を果たしているか検証します。単体テストでは、コードの内部構造やアルゴリズムが正しいかを評価することが重要です。そのため、各関数やクラスに対してテストケースを実行し、期待される出力と実際の出力が一致するかを確認します。
なお、単体テストの目的は「開発フェーズの初期段階でバグや問題点を特定・修正すること」です。このテストを実施することで、各コンポーネントの品質を確保し、全体としてもシステムの安定性と信頼性を向上させられます。
結合テスト
結合テストは、個々のモジュールを仕様通りに連携し、正しく機能することを検証するプロセスです。単体テストが完了した後に開始され、それまで独立して開発された各モジュールやコンポーネントを組み合わせて評価します。
結合テストによって、異なるモジュール間のインターフェースやデータのやり取りが適切に機能しているかを確認可能です。ときには、システム全体の機能や性能に関わる問題や不具合を発見できるでしょう。この場合、修正することで、システムが要件に適合しているかを改めて評価します。
システムテスト
システムテストは、「開発されたシステムが全体として機能要件を満たしているか」「適切に統合されているか」を確認するためのプロセスです。このフェーズでは、実際の運用環境に近い条件下で、システムが想定通り動作することを検証します。そのため、設計や開発段階で想定されたシナリオやユースケースに対してシステムが適切に対応できるかをテストすることが一般的です。
このようなテストによって、機能面だけでなく性能やセキュリティ、互換性、信頼性などの非機能要件についても検証できます。また、システムテストを通じて発見された問題点やバグに対応することで、最終的な製品の品質を向上可能です。
システムの開発モデルとは
システム開発においては、フェーズだけではなく開発モデルを理解することも重要です。採用されているモデルによって、開発の進め方に違いがあります。
ウォーターフォール型開発
ウォーターフォール型開発は、一連の開発フェーズが上流から下流へと線形に進む形式です。一般的に、要件定義、基本設計、詳細設計、製造、テスト、リリース、運用・保守のフェーズが順番に実施されます。上記で解説した、システム開発のフェーズは、このウォーターフォール型開発に準じたものです。
この開発モデルは、1つのフェーズが完了してから次のフェーズに進むという進行方法が特徴です。ウォーターフォール型開発は、各フェーズの成果物や検証ポイントが明確で、全体の計画立案や進捗管理がしやすいメリットがあります。
ただ、前のフェーズが完了しないと次のフェーズに進めないため、柔軟性に欠けることがデメリットです。例えば、要件定義の段階で不十分な情報があった場合、後のフェーズでその影響が顕在化し、大幅な手戻りやコスト増加に繋がりかねません。
アジャイル型開発
アジャイル型開発は、短期間の反復開発サイクル（イテレーション）を通じて、柔軟性と迅速性を重視する開発方法です。プロジェクトの要件が逐次的に明確化され、開発チームはその都度、機能を追加・改善していく仕組みを採用します。そのため、アジャイル型開発は変化に対応しやすく、コミュニケーションを踏まえたより適切なシステム開発が可能です。
大きな特徴としては、上記のとおり柔軟性の高い開発プロセスとコミュニケーションに重点を置いていることです。従来のウォーターフォール型開発に比べ、アジャイル型開発は開発サイクルが短くなる傾向にあります。結果、プロジェクトの進捗を随時評価し、必要に応じて方向性を変更可能です。また、開発チームと関係者が密にコミュニケーションを取ることで、必要に応じた方向転換にも対応できます。
スパイラル型開発
スパイラル型開発は、繰り返しプロトタイプ開発を進めながら、システムの要件や設計を段階的に洗練していく方法です。この開発モデルでは、短いサイクルでプロトタイプを作成・評価し、フィードバックを得ることで、システムの品質を向上させます。また、顧客や利用者のニーズに柔軟に対応することも可能です。スパイラル型開発は、ウォーターフォール型開発などの線形的な開発プロセスとは異なり、反復的かつ逐次的なプロセスを特徴としています。
他の開発モデルと異なるメリットとして、プロジェクトの進行に伴ってリスクを管理しやすくなることや、顧客や利用者のフィードバックを継続的に取り入れられることがあります。結果、最終的なシステムがよりニーズに適合したものになることもメリットです。
また、短い開発サイクルを続けるため、変更や追加要件へ容易に対応できます。プロジェクトの途中での方針転換など、不明確な要素がある場合には、スパイラル型開発が適しているのです。
フェーズに沿ったシステム開発をおこなう際の注意点
フェーズに沿ったシステム開発をおこなうことは重要ですが、その際にも注意点があります。以下を踏まえて、開発を進めるように意識してください。
文章に残す
どのようなシステム開発であっても、決まった内容は文章に残すことが重要です。文章がなければ「何がどのように決定したか」を後から参照することが難しくなります。プロジェクトを安心して推進するためにも、ドキュメント作りには時間を割きましょう。
また、文章はシステム開発の過程だけではなく、システムの運用が開始されてからも参照されるものです。システムの仕様を把握できなければ、運用に支障が出るかもしれません。長い目で見ても、システムの結果を文章に残しておくことが重要です。
コミュニケーションに力を入れる
システム開発はコミュニケーションに力を入れるようにすべきです。フェーズに沿ってシステム開発に取り組んでも、コミュニケーションが少なければ失敗する可能性があります。積極的にコミュニケーションを取り、それぞれの認識がズレないようにすることが重要です。
特に、ウォーターフォール型開発以外を採用するならば、密なコミュニケーションが求められます。これが不足すると、認識齟齬から誤った方向に進むかもしれません。明確に決めてから進めない開発モデルでは、よりコミュニケーションの重要性が増します。
まとめ
システム開発のフェーズについて解説しました。いくつものフェーズに分割されていて、それぞれに意味があります。適切に理解しておくことで、フェーズの役割を最大限、活かすことができるでしょう。
なお、主な開発モデルはウォーターフォール型ですが、現在ではアジャイル開発も多用されています。システム開発のフェーズは、時代とともに変化する部分があるため、その点も考慮しながら進めることが重要です。
