소프트웨어 공학: 요구공학과 요구사항 분석 (SMART)

출처: Linkedin

 

소프트웨어 개발의 성공은 무엇보다도 사용자와 이해관계자의 요구를 명확히 이해하고 충족하는 데 달려 있습니다. 이를 위한 체계적인 접근 방식이 요구공학(Requirements Engineering)입니다. 요구공학은 소프트웨어 시스템이 충족해야 할 기능적 및 비기능적 요구사항을 정의하고 관리하는 과정을 포함합니다. 이번 글에서는 요구공학의 중요성, 과정, 기법을 살펴보겠습니다.

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1. 요구공학의 중요성

1-1 프로젝트 성공의 기초

요구공학은 소프트웨어 개발 프로젝트의 성공적인 완료를 위한 기초를 다집니다. 명확하고 정확한 요구사항 정의는 프로젝트가 올바른 방향으로 진행될 수 있도록 합니다.

• 명확한 목표 설정: 요구사항을 명확히 정의함으로써 프로젝트의 목표와 범위를 분명히 설정할 수 있습니다. 이는 프로젝트 팀이 일관되게 작업하고, 불필요한 변경을 줄이는 데 도움을 줍니다. 이를 위해 제일 먼저 이해관계를 적절하게 식별해야 하며, 여기에는 고객, 사용자, 개발팀, 검증팀, 경영진 등이 모두 포함되며, 적극적인 소통을 통해 그들의 요구와 기대를 명확하게 이해야 합니다.
  일반적으로 명확한 목표를 설정하기 위해 SMART 원칙에 따라 구체적이고 측정 가능한 목표를 설정하게 됩니다. (Specific, Measurable, Achievable, Relevant, Time-bound)
• 효율적인 자원 배분: 정확한 요구사항 분석을 통해 프로젝트 자원(인력, 시간, 비용)을 효율적으로 배분할 수 있습니다. 이는 프로젝트 비용 절감과 일정 준수에 기여합니다.

1-2 이해관계자 만족도 향상

요구공학은 모든 이해관계자의 요구와 기대를 충족시키는 소프트웨어를 개발하는 데 필수적입니다.

• 이해관계자 요구 반영: 다양한 이해관계자의 요구를 체계적으로 수집하고 분석함으로써, 소프트웨어가 실제 사용자와 비즈니스의 필요를 충족할 수 있습니다.
• 기대 관리: 요구사항을 명확히 문서화하고 검토함으로써 이해관계자 간의 기대를 관리하고, 프로젝트 진행 중 발생할 수 있는 오해를 줄일 수 있습니다.

1-3 리스크 관리

요구공학은 프로젝트 초기 단계에서 잠재적인 리스크를 식별하고 관리하는 데 도움을 줍니다.

• 리스크 식별: 요구사항을 체계적으로 분석함으로써 프로젝트 초기 단계에서 잠재적인 기술적, 운영적 리스크를 식별할 수 있습니다.
• 리스크 완화: 명확한 요구사항 정의는 리스크를 완화하고, 프로젝트 진행 중 발생할 수 있는 문제를 사전에 방지하는 데 기여합니다.

1-4 품질 향상

요구공학은 소프트웨어 품질을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.

• 요구사항 기반 테스트: 명확하게 정의된 요구사항을 바탕으로 테스트 케이스를 작성하고, 이를 통해 소프트웨어가 요구사항을 충족하는지 확인할 수 있습니다.
• 결함 감소: 정확한 요구사항 정의는 개발 과정에서 발생할 수 있는 결함을 줄이고, 소프트웨어의 안정성을 높입니다.

1-5 변경 관리 용이

요구공학은 요구사항 변경을 체계적으로 관리하고, 변경에 유연하게 대응할 수 있도록 합니다.

• 변경 추적: 요구사항 관리 도구를 사용하여 요구사항 변경을 추적하고, 변경 이력과 영향을 명확히 파악할 수 있습니다.
• 변경 관리 프로세스: 요구공학은 요구사항 변경 관리 프로세스를 구축하여, 변경 요청을 체계적으로 검토하고 승인할 수 있도록 합니다.

 

2. SMART 원칙을 적용한 요구사항 분석

SMART 원칙을 적용하여 요구사항을 정의하면, 요구사항이 명확하고, 실현 가능하며, 추적 가능한 형태로 관리할 수 있습니다. 각 요소를 요구사항 분석에 어떻게 적용할 수 있는지 살펴보겠습니다.

2-1 Specific (구체적)

요구사항 명확화: 요구사항을 구체적이고 명확하게 정의합니다. 모호하거나 일반적인 표현 대신, 특정한 동작이나 기능을 상세히 기술합니다.

모호한 요구사항: "시스템이 사용자 친화적이어야 한다."
구체적 요구사항: "사용자가 제품을 검색할 수 있는 검색 창을 제공하며, 검색 결과는 2초 이내에 표시된다."

2-2 Measurable (측정 가능)

측정 가능한 지표 정의: 요구사항이 충족되었는지 여부를 평가할 수 있는 명확한 지표를 정의합니다. 이는 요구사항의 성과를 측정하고 검증하는 데 중요합니다.

측정 가능한 요구사항: "시스템의 응답 시간은 1초 이내여야 한다."

2-3 Achievable (달성 가능)

실현 가능성 평가: 요구사항이 기술적, 운영적, 시간적 제약 내에서 실현 가능한지 평가합니다. 이를 통해 비현실적인 요구사항을 조기에 식별하고 수정할 수 있습니다.

달성 가능한 요구사항: "데이터베이스는 초당 1,000건의 트랜잭션을 처리할 수 있어야 한다."

2-4 Relevant (관련성)

프로젝트 목적과의 일치성: 요구사항이 프로젝트의 주요 목적과 일치하는지 확인합니다. 중요하지 않거나 관련성이 낮은 요구사항은 우선순위를 낮추거나 제외합니다.

관련성 높은 요구사항: "사용자는 주문 내역을 조회하고, 주문 상태를 확인할 수 있어야 한다."

2-5 Time-bound (시간 제한)

명확한 기한 설정: 요구사항 달성에 대한 명확한 기한을 설정합니다. 이는 프로젝트 일정 관리와 자원 배분에 도움을 줍니다.

시간 제한이 있는 요구사항: "시스템은 2024년 12월 31일까지 사용자 인증 기능을 구현해야 한다."

 

 

3. SMART 원칙 적용 사례

3-1 xEV 구동시스템 제어 소프트웨어의 기능 요구사항

모터 제어:

• 구체적(Specific): 소프트웨어는 차량의 모터를 제어하여 원하는 속도와 토크를 제공합니다.
• 측정 가능(Measurable): 모터의 응답 시간은 10ms 이내여야 하며, 출력 토크는 ±5% 이내의 오차 범위를 가져야 합니다.
• 달성 가능(Achievable): 현재 기술로 구현 가능한 응답 시간과 정확도입니다.
• 관련성(Relevant): 정확한 모터 제어는 차량 성능과 승차감에 중요합니다.
• 시간 제한(Time-bound): 이 기능은 2024년 6월까지 구현되어야 합니다.

배터리 관리 시스템(BMS):

• 구체적(Specific): 소프트웨어는 배터리 상태를 모니터링하고, 과충전, 과방전, 과열을 방지해야 합니다.
• 측정 가능(Measurable): 배터리 셀의 온도는 5초마다 측정되어야 하며, 허용 온도 범위는 20-60°C입니다.
• 달성 가능(Achievable): 현재 센서 기술로 충분히 측정 가능한 주기와 범위입니다.
• 관련성(Relevant): 배터리의 안전과 수명을 보장하기 위해 중요합니다.
• 시간 제한(Time-bound): 이 기능은 2024년 12월까지 구현되어야 합니다.

에너지 회수 시스템:

• 구체적(Specific): 소프트웨어는 차량 감속 시 회생제동을 통해 배터리를 충전합니다.
• 측정 가능(Measurable): 회생제동 효율은 90% 이상이어야 하며, 충전된 에너지는 kWh 단위로 기록됩니다.
• 달성 가능(Achievable): 현재 기술로 달성 가능한 효율입니다.
• 관련성(Relevant): 에너지 효율성을 높여 주행 거리를 증가시키는 데 중요합니다.
• 시간 제한(Time-bound): 이 기능은 2025년 3월까지 구현되어야 합니다.

3-2 xEV 구동시스템 제어 소프트웨어의 비기능 요구사항

• 성능(Performance): 시스템의 응답 시간은 최대 50ms를 넘지 않아야 하며, 동시에 1000개의 센서 데이터를 처리할 수 있어야 합니다.
• 안전성(Safety): 소프트웨어는 ISO 26262 표준을 준수해야 하며, 모든 안전 관련 기능은 SIL(안전 무결성 수준) 3 등급 이상이어야 합니다.
• 확장성(Scalability): 시스템은 향후 추가될 센서와 제어 장치들을 쉽게 통합할 수 있도록 확장 가능해야 합니다.
• 보안(Security): 소프트웨어는 모든 통신 데이터를 암호화하여 외부 공격으로부터 보호해야 하며, 인증된 사용자만 접근할 수 있어야 합니다.

 

4. 요구사항 분석 프로세스

xEV 구동시스템 제어 소프트웨어의 요구사항 분석 프로세스는 다음과 같습니다:

요구사항 분석 프로세스

4-1 요구사항 추출(Requirements Elicitation):

• 이해관계자 인터뷰, 워크숍, 설문조사를 통해 요구사항을 수집합니다.
• 차량 제조사, 부품 공급업체, 최종 사용자 등 다양한 이해관계자로부터 요구사항을 도출합니다.

4-2 요구사항 분석(Requirements Analysis):

• 수집된 요구사항을 분석하여 중복되거나 모순되는 부분을 제거하고, 우선순위를 정합니다.
• 타당성 및 실현 가능성을 평가하여 현실적인 요구사항으로 구체화합니다.

4-3 요구사항 명세(Requirements Specification):

• 분석된 요구사항을 명확하고 구체적으로 문서화합니다. SRS(Software Requirements Specification) 문서를 작성합니다.

4-4 요구사항 검토 및 승인(Requirements Review and Approval):

• 이해관계자와 개발팀이 요구사항 문서를 검토하고, 최종 승인을 받습니다.

4-5 요구사항 관리(Requirements Management):

• 프로젝트 진행 중 발생하는 요구사항의 변경을 관리하고, 추적합니다.
• 변경된 요구사항이 시스템의 다른 부분에 미치는 영향을 분석하고 조정합니다.

 

5. 요구사항 분석의 SMART 원칙 적용 예시

예시 1: 모터 제어 요구사항

• 구체적(Specific): “소프트웨어는 차량의 모터를 제어하여 원하는 속도와 토크를 제공합니다.”
• 측정 가능(Measurable): “모터의 응답 시간은 10ms 이내여야 하며, 출력 토크는 ±5% 이내의 오차 범위를 가져야 합니다.”
• 달성 가능(Achievable): “현재 기술로 구현 가능한 응답 시간과 정확도입니다.”
• 관련성(Relevant): “정확한 모터 제어는 차량 성능과 승차감에 중요합니다.”
• 시간 제한(Time-bound): “이 기능은 2024년 6월까지 구현되어야 합니다.”

예시 2: 배터리 관리 시스템 요구사항

• 구체적(Specific): “소프트웨어는 배터리 상태를 모니터링하고, 과충전, 과방전, 과열을 방지해야 합니다.”
• 측정 가능(Measurable): “배터리 셀의 온도는 5초마다 측정되어야 하며, 허용 온도 범위는 20-60°C입니다.”
• 달성 가능(Achievable): “현재 센서 기술로 충분히 측정 가능한 주기와 범위입니다.”
• 관련성(Relevant): “배터리의 안전과 수명을 보장하기 위해 중요합니다.”
• 시간 제한(Time-bound): “이 기능은 2024년 12월까지 구현되어야 합니다.”

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마치며...

xEV 구동시스템 제어 소프트웨어의 요구사항 분석은 소프트웨어의 성능과 안정성을 보장하기 위한 중요한 단계입니다. SMART 원칙을 적용하여 요구사항을 구체적이고 명확하게 정의함으로써, 개발팀은 명확한 목표를 가지고 효율적으로 작업할 수 있습니다. 이러한 체계적인 접근은 프로젝트의 성공 가능성을 높이고, 최종 제품의 품질을 보장하는 데 필수적입니다.

 

 

2024.07.07 - [System & Software Engineering] - 소프트웨어 기능 요구사항 상세화 수준

소프트웨어 기능 요구사항 상세화 수준