Qualitätsengineering gegenüber Qualitätssicherung
Systeme, die Qualitätssicherung als etwas betrachten, das erst am Ende des Produktionszyklus durchgeführt werden sollte, werden zunehmend überflüssig, da die meisten modernen Systeme inzwischen die Produktqualität in jeder Phase des Prozesses sicherstellen können.
Im Fertigungsbereich, insbesondere in der Softwareentwicklung, wenden sich hybride und Remote-QE-Teams von der Qualitätssicherung (QA) hin zum Qualitätsengineering (QE). Doch worin besteht der Unterschied zwischen diesen beiden Konzepten, und was treibt die QE-Trends voran?
In diesem Artikel befasse ich mich mit Methoden, Tools und Zertifizierungen im Qualitätsengineering für alle, die eine Karriere in diesem Bereich in Betracht ziehen.
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Was ist Qualitätsengineering?
Qualitätsengineering ist eine relativ neue Methode zur Sicherstellung hochwertiger Produkte, bei der in jeder Phase der Produktentwicklung strenge Qualitätsprüfungen durchgeführt werden. Dieses Modell basiert auf der Annahme, dass jeder, der an der Entwicklung des Produkts beteiligt ist, für die Qualität des Produkts in der Phase verantwortlich ist, in der er tätig ist.
Wird diese Perspektive auf alle Phasen der Produktentwicklung angewendet, wird davon ausgegangen, dass das Gesamtprodukt von hoher Qualität sein wird, da Probleme in Echtzeit bearbeitet werden können.
Im QE-Modell endet die Qualitätssicherung nicht, wenn das Produkt fertiggestellt ist. Sie setzt sich im Zyklus fort und nutzt alle in den einzelnen Phasen des Entwicklungsprozesses gewonnenen Informationen, um den nächsten Durchlauf zu verbessern.
Qualitätsengineering konzentriert sich auf die Qualität des Produkts und legt außerdem Wert auf die Analyse der an der Produktentwicklung beteiligten Prozesse, um Verschwendung zu reduzieren.
Verschwendung wird reduziert, indem die Kosten minimiert werden, die durch Fehler entstehen. Die Idee dahinter ist, dass es teuer ist, darauf zu warten, dass die Fehler erst kurz vor der Veröffentlichung des Produkts erkannt werden.
QE in der Softwareentwicklung
In der Softwareentwicklung ist QE eng mit der Methodik der testgetriebenen Entwicklung (TDD) verbunden.
Im Mittelpunkt von TDD steht die Annahme, dass Entwickler, bevor sie mit dem Schreiben des Anwendungscodes beginnen, den Test schreiben, den der Code bestehen soll. Anschließend führen sie den Test aus, der fehlschlagen wird, weil der Anwendungscode noch nicht geschrieben wurde. Nach dem Schreiben des Codes wird der Test erneut ausgeführt, um festzustellen, ob der Code den Test besteht.
QE ist im Kontext der Softwareentwicklung auch mit DevOps und agilen Prozessen verbunden. DevOps bringt Softwareentwicklung und IT-Betrieb zusammen, beseitigt „Silos“ (eine Situation, in der Abteilungen keine Informationen und Ziele teilen) und sorgt dafür, dass Entwicklungs- und Sicherheitsteams reibungslos zusammenarbeiten. Sicherheit wird in jede Phase des Entwicklungsprozesses integriert.
Agile Prozesse bezeichnen die Fähigkeit, sich schnell und einfach zu bewegen, indem Probleme bearbeitet werden, sobald sie im Entwicklungsprozess auftreten.
QE in der Softwareentwicklung verfolgt mehrere Ziele:
- Probleme erkennen, sobald sie auftreten, und sie durch Korrekturmaßnahmen beheben.
- Überwachung und Kontrolle von Prozessen.
- Festlegung der Kennzahlen und Standards.
- Erfassung und Analyse von Daten.
- Entwicklung geeigneter Tests.
- Gemeinsames Entwickeln von Lösungsideen.
- Nachverfolgung, um sicherzustellen, dass Probleme gelöst werden.
Der Unterschied zwischen Qualitätsengineering und Qualitätssicherung
Beim traditionellen Modell zur Sicherstellung der Qualität wird ein Team aus Qualitätssicherungsexperten hinzugezogen, nachdem das Produkt fertiggestellt wurde, um Fehler am Produkt zu erkennen, bevor es an die Benutzer ausgeliefert wird.
Diese Methode ist allgemein als Qualitätssicherung bekannt. Wenn das Produkt Mängel aufweist, wird es an das Team zurückgesendet, das für den betreffenden Teil verantwortlich ist.
Eine Analyse des Modells der Qualitätssicherung zeigt, dass diese Methode mehrere Ineffizienzen aufweist. So identifizieren Qualitätssicherungsteams beispielsweise manchmal Fehler, die eine Neugestaltung des Produkts erforderlich machen. Dafür werden mehr Zeit und Ressourcen benötigt. Dies kann außerdem zu Verzögerungen bei der Bereitstellung des Produkts für den Endnutzer führen.
Um die Herausforderungen der Qualitätssicherung zu lösen, wurde QE als neue Methode eingeführt. Die Idee dahinter ist, dass Entwicklungsteams das Produkt während der Entwicklung bewusst testen können, wenn sie die Anforderungen kennen, die das Endprodukt erfüllen sollte, sodass es am Ende keine bösen Überraschungen gibt.
Obwohl QE und QA dasselbe Ziel verfolgen, nämlich die Sicherstellung qualitativ hochwertiger Produkte, gibt es einige Unterschiede zwischen den beiden:
- QA zielt darauf ab, die Qualität des fertigen Produkts zu erhalten, während QE das System schafft, das das Produkt in den verschiedenen Phasen erfüllen sollte.
- QE verlangt von allen an der Produktentwicklung beteiligten Teams, auf Qualität zu achten, während QA dies im Allgemeinen einem Qualitätssicherungsteam überlässt, das zum Einsatz kommt, wenn das Produkt fertiggestellt ist.
- QE betrachtet Qualität sowohl als Top-down- als auch als Bottom-up-Aufgabe, während QA Qualität als Top-down-Aufgabe betrachtet.
- QE konzentriert sich darauf, für jede Entwicklungsphase die richtigen Testwerkzeuge einzusetzen, während QE einen Ansatz nach dem Prinzip „ein Ansatz für alle“ verfolgt.
- QE zielt darauf ab, Prozesse agil und flexibel zu halten, während QA das Gesamtbild betrachtet.
Trends, die QE gegenüber QA vorantreiben
Der Übergang von QA zu QE kann als kultureller Wandel innerhalb der Entwicklungsteams definiert werden, aber welche Trends treiben diesen Wandel voran?
Das multinationale professionelle Dienstleistungsunternehmen Accenture Plc. vermittelt in einem Bericht mit dem Titel Qualitätsengineering im neuen Zeitalter eine Vorstellung von den Trends, die den Wandel von QA zu QE vorantreiben. Laut Accenture wurden „traditionelle Ansätze für Softwaretests durch das Aufkommen von DevOps und intelligenter Automatisierung sowie durch die Verbreitung digitaler Anwendungen erheblich verändert.“
Der Accenture-Bericht stellt außerdem fest, dass sich „das Testen durch Qualitätsengineering weiterentwickelt hat, das von Anfang an als Teil der ursprünglichen Anwendungsplanung beginnt und eine kontinuierliche Feedbackschleife einrichtet, um Unbekanntes vorherzusehen und darauf zu reagieren.“ Die Berichte deuten darauf hin, dass die Zeit gekommen ist, in der wir vieles von dem verlernen müssen, was wir zu wissen glauben.
Für Nitin Mehra, einen Entwicklungsleiter bei der amerikanischen Jobsuchmaschine Indeed, hat die Einführung von Konzepten wie der agilen Entwicklung „das Modell [der Qualitätssicherung] im Hinblick auf die Zeitpläne der Softwareentwicklung und deren Bereitstellung auf den Kopf gestellt.“ Mehra stellt fest, dass dies „Teams dazu gezwungen hat, sich an einen Prozess anzupassen, der kleinere, häufigere Veröffentlichungen anstelle von längeren, selteneren Veröffentlichungen förderte“, was die Art und Weise, wie Tests durchgeführt werden, erheblich beeinflusst hat.
Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, dass die Einführung von Technologien wie künstlicher Intelligenz (der Simulation menschlicher Intelligenz in Maschinen) und Automatisierung (Systemen, die mit minimalem menschlichem Eingreifen arbeiten) den Wandel von QA zu QE vorantreibt. Künstliche Intelligenz (KI) und Automatisierung ermöglichen das Sammeln historischer Informationen, die Teams dabei unterstützen können, Probleme schneller oder bereits vor ihrem Auftreten zu erkennen und zu beheben.
Methoden und Werkzeuge des Qualitätsengineerings
Wie bei jedem neuen System kann die Implementierung von QE eine anspruchsvolle Aufgabe sein, die Zeit, Ressourcen und Engagement erfordert. Daher ist es entscheidend, für jede spezifische Aufgabe das richtige Werkzeug zu haben. Wir haben einige gängige Methoden und QE-Werkzeuge identifiziert, die Entwicklungsteams bei der Implementierung von QE unterstützen können:
Qualitätsmanagementsystem (QMS)
Unabhängig davon, ob Sie QE oder QA betrachten: Die Qualität des Produkts ist ein wesentlicher Bestandteil der Gleichung. Deshalb gehört ein Qualitätsmanagementsystem (QMS) zu den wichtigsten Werkzeugen im Instrumentarium jeder Organisation, die Qualität steuern möchte. Das QMS stellt sicher, dass die Dokumentation und Prozesse zur Erreichung von Qualität formalisiert sind. Außerdem gibt es Ihre Qualitätsziele und die dafür verantwortlichen Personen an.
Einer der beliebtesten Standards für das Qualitätsmanagement ist die ISO-9000-Familie. Beispielsweise wird ISO 9001 von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) als Standard beschrieben, der „die Kriterien für ein Qualitätsmanagementsystem festlegt und der einzige Standard der Familie ist, der zertifiziert werden kann“. Die Organisation erklärt, dass diese Zertifizierung von Organisationen jeder Größe und in jedem Bereich genutzt werden kann.
Fortgeschrittene Produktqualitätsplanung
Fortgeschrittene Produktqualitätsplanung (APQP) ist ein Instrument, das die Kommunikation zwischen dem Lieferkettenmanagement und den Kunden verbessert, um Änderungen an bestehenden Produkten und Prozessen zu erleichtern und zu verwalten. Durch diese Kommunikation sammeln Entwickler Informationen über die Kundenanforderungen und darüber, wie die Produkte diese Anforderungen erfüllen können.
Im Hinblick auf QE kann APQP Entwicklern dabei helfen, einen Überblick darüber zu erhalten, welche Teile ihrer Produkte gut funktionieren und welche geändert oder verbessert werden müssen. Es kann auch dazu verwendet werden, Kosten zu sparen, indem Teile entfernt werden, an denen die Nutzer kein Interesse haben.
Statistische Prozesskontrolle
Statistische Prozesskontrolle (SPC) stellt Entwicklungsteams eine branchenübliche Methodik zur Verfügung, um die Qualität während des Entwicklungs- oder Fertigungsprozesses zu kontrollieren und zu messen. Die Methode nutzt Qualitätsdaten, die bei der Produktmessung im Prozess gewonnen werden.
Die SPC bestimmt sogenannte Eingriffsgrenzen und Spezifikationsgrenzen. Wenn der Prozess planmäßig abläuft, bleiben die Daten innerhalb der Eingriffsgrenzen, während Daten innerhalb der Spezifikationsgrenzen zeigen, dass die Anforderungen des Kunden erfüllt werden. Wenn die Daten außerhalb dieser Grenzen liegen, muss etwas korrigiert werden.
Werkzeuge zur Problemlösung
Für Teams, die dem QE-Modell folgen, spielen Qualitätswerkzeuge eine grundlegende Rolle bei der Lösung von Problemen, die in jeder Entwicklungsphase identifiziert werden. Kaoru Ishikawa, der verstorbene japanische Organisationstheoretiker und Professor an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Tokio, stellte die klassischen sieben Qualitätswerkzeuge in seinem 1991 veröffentlichten Buch Leitfaden zur Qualitätskontrolle vor. Auch heute folgen viele der verfügbaren hochentwickelten QE-Softwarelösungen noch Ishikawas Grundmodell.
Ursache-Wirkungs-Diagramm: Versucht, die Faktoren zu identifizieren, die für ein bestimmtes Ergebnis verantwortlich sind. Jeder Grund für eine Unvollkommenheit wird als Quelle einer Variation betrachtet. Ursachen werden kategorisiert, um diese Variationsquellen zu identifizieren und zu klassifizieren.
Prüfblatt: Hierbei handelt es sich um ein Dokument, in dem Daten in Echtzeit gespeichert werden, normalerweise dort, wo die Daten erfasst werden.
Regelkarte: Arbeitet hauptsächlich mit der Regelkarte der statistischen Prozesskontrolle, die auch als Shewhart-Karte bezeichnet wird. Sie überwacht im Allgemeinen Prozesse, um sicherzustellen, dass diese unter Kontrolle sind und keine Änderungen vorgenommen werden müssen. Die erfassten Daten können auch dazu verwendet werden, vorherzusagen, wie sich der Prozess in Zukunft verhalten wird.
Histogramm: Hilft dabei, Daten in eine Reihe von Intervallen einzuordnen, um die Daten zu kategorisieren, und vermittelt einen allgemeinen Eindruck davon, wie die Daten verteilt sind. Bei der Problemlösung kann dies dabei helfen, Bereiche zu bestimmen, die mehr Aufmerksamkeit benötigen.
Pareto-Diagramm: Enthält sowohl ein Liniendiagramm als auch Balken. Es wird hauptsächlich verwendet, um die wichtigsten Faktoren aus einer bestimmten Menge zu identifizieren. Es wird üblicherweise zur Qualitätskontrolle eingesetzt, um die Hauptursachen von Fehlern, Kundenbeschwerden oder Empfehlungen oder von ähnlichen Faktoren aufzuzeigen.
Streudiagramm: Wird verwendet, um zwei Variablen zu vergleichen. Es zeigt im Allgemeinen, wie Variablen miteinander verbunden sind und wie sie sich gegenseitig beeinflussen können.
Geschichtete Stichprobenziehung: Eine Stichprobenmethode, mit der verschiedene Segmente einer Population vor ihrer Untersuchung in Gruppen eingeteilt werden können. Bei der Problemlösung kann dies sicherstellen, dass alle mit dem Problem zusammenhängenden Komponenten vollständig berücksichtigt werden.
Zertifizierungen im Qualitätsingenieurwesen
Wenn QE nach einer Karriere klingt, die Ihnen Freude bereiten könnte, sollten Sie einige Dinge über QE-Zertifizierungen wissen. Laut Study.com, einer Website mit Informationen zu Bildungsprogrammen, „steht eine Zertifizierung als Qualitätsingenieur erfahrenen Ingenieuren offen, die ihre berufliche Laufbahn voranbringen möchten.“ Die Website fügt hinzu: „Neben der Berufserfahrung muss die Person, die eine Zertifizierung anstrebt, auch über ein ausgezeichnetes Verständnis von Qualitätssystemen und Mathematik sowie die Motivation verfügen, die Feinheiten des Qualitätsingenieurwesens zu erlernen.“
Die Zertifizierung als Qualitätsingenieur wird auf Grundlage von Bildungsabschlüssen und Berufserfahrung verliehen. Das Wissensgebiet für zertifizierte Qualitätsingenieure legt die spezifischen Fachbereiche fest, deren Beherrschung Sie nachweisen müssen, bevor Sie zertifiziert werden können. Die American Society for Quality (ASQ) führt die Prüfungen zur Zertifizierung als Qualitätsingenieur zweimal jährlich durch.
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