Методология Waterfall - что это такое в управлении проектами, особенности каскадной модели

Методология управления проектами Waterfall – это классический подход, с которого, по сути, появились основные принципы менеджмента в сфере разработки и не только. В переводе данный термин означает «водопад», что очень хорошо описывает смысл метода: все этапы следуют друг за другом, как потоки воды, без возврата назад. Эта методика применима не только в мире информационных технологий, но и в строительстве, производстве, инженерии – везде, где важно строжайшее планирование, последовательность действий и контроль над каждым шагом. За счет структурированности и предсказуемости ее часто выбирают для задач, где результат должен быть четко определен заранее, а любые изменения на поздних стадиях могут обойтись слишком дорого. В статье расскажем о ней подробнее.

Она представляет собой один из самых ранних и строгих подходов к управлению проектами. Несмотря на то что изначально метод применялся для создания программного обеспечения, его принципы отлично подходят и для других сфер – от промышленного проектирования до медицины и строительства. Его первые описания появились в 1970 году, и авторство традиционно связывают с американским инженером-программистом Уинстоном Ройсом, хотя точных подтверждений этому нет.

Суть этой модели заключается в последовательном прохождении всех этапов разработки – один за другим. Возврат к предыдущей стадии или параллельное выполнение нескольких шагов в классической интерпретации не допускаются.

В традиционном варианте, предложенном Ройсом, выделяют 7 основных фаз:

1. Определение и анализ требований.
2. Проектирование.
3. Реализация (написание программного кода или создание продукта).
4. Интеграция всех частей в единую систему.
5. Тестирование и проверка качества.
6. Внедрение или установка готового решения.
7. Поддержка и сопровождение.

Однако на практике каскадная структура водопадной модели жизненного цикла (ЖЦ) Waterfall может меняться. В некоторых версиях перед формулировкой ТЗ добавляют этап формирования идеи или концепции, а после проведения тестов часто следует устранение обнаруженных ошибок и доработка деталей. Главное правило при этом остается неизменным – новый шаг начинается только после полного завершения предыдущего, что делает методику максимально логичной и предсказуемой, но при этом с малой гибкостью.

Если в системах вроде Agile или Scrum можно изменять требования, возвращаться на предыдущие ступени и выполнять разные задачи параллельно, то в методологии Вотерфолл все построено строго по цепочке. Каждый шаг стартует только после завершения предыдущего. Например, в гибких моделях отдельные модули продукта могут тестироваться и устанавливаться задолго до того, как будет готова вест софт. В классическом же «водопаде» это полностью исключено.

Эджайл и Скрам часто побеждают за счет своей структуры: проект делится на небольшие части, каждая из которых развивается независимо. Если на каком-то участке допущена ошибка, ее можно быстро исправить, не затрагивая остальные. В методе Waterfall любой серьезный недочет на раннем этапе может обернуться необходимостью переделывать все с нуля, что требует больших затрат времени и ресурсов.

По этой причине проектирование в «каскаде» становится ключевой стадией. Именно здесь нужно предусмотреть все детали и возможные риски. Любая недоработка или упущение на этом шаге может привести к катастрофическим последствиям. Промежуточных проверок не проводится – тестируется уже полностью готовый продукт.

Такой подход можно сравнить со строительством самолета: если инженер ошибется в расчетах прочности корпуса, это станет очевидно лишь во время испытаний – когда судно поднимется в воздух и буквально рассыплется.

Именно поэтому каскадная модель управления проектами практически не применяется при создании сложных и рискованных систем (например, этот метод нелогичен в авиастроении), а в сфере разработки программного обеспечения методология используется все более ограниченно, уступая место гибким и адаптивным решениям.

Итак, здесь каждая стадия строго определена и выполняется последовательно. Чтобы понять, как это выглядит на практике, представим реализацию не в ИТ-сфере, а в создании изысканной фарфоровой куклы – идеальный пример «водопадного» процесса.

Клиент приходит с четким запросом: «Хочу куколку, как на фото – шарнирную, из настоящего фарфора». Все детали фиксируются письменно, формируется техническое задание. Происходит детальное общение с заказчиком, выявление его ожиданий и составление брифа – документа, который станет основой для дальнейших действий.

Теперь нужно узнать и продумать цели, сроки и бюджет. Этот шаг в каскадной модели ЖЦ Waterfall определяет рамки всего проекта – не должно быть ни спешки, ни импровизации. Именно четкий план занимает ключевую роль, ведь любые просчеты на этой стадии приведут к проблемам на следующих.

В IT-командах, в том числе в нашем агентстве White Tiger Soft, занимающимся разработкой мобильных приложений для бизнеса, в это время создают архитектуру системы или прототип будущего продукта. В строительстве – разрабатывают проектную документацию. В нашем примере – художник рисует эскиз куклы, подбирает материалы и рассчитывает стоимость.

Переходим к созданию самого изделия:

1. Изготавливается деталь, в которую заливается фарфоровая масса.
2. Делается серия форм – руки, ноги, туловище, голова.
3. Заготовки сушатся, шлифуются и проходят несколько циклов обжига.
4. После этого выполняется роспись, сборка шарниров, приклеивание парика и пошив наряда.

В программировании на данном этапе каскадной модели «водопад» пишут код, создают модули и интегрируют их между собой. В строительстве – возводят фундамент, стены и крышу.

Теперь важно проверить качество продукта. Например, если шарнир плохо сгибается или на поверхности появилась трещина – часть придется переделать. То же самое происходит и в IT: тестировщики выявляют ошибки, которые нужно исправить до запуска. В строительной сфере аналогичную функцию выполняет стройконтроль, проверяя надежность конструкций и инженерных систем.

После успешных тестов готовый результат передается заказчику. В ИТ происходит публикация приложения в магазине. В строительстве – сдача дома в эксплуатацию. В нашем случае – красивая фарфоровая кукла упаковывается и отправляется владельцу.

Если со временем у куколки потрескалась краска или ослабли шарниры – изделие возвращается мастеру на ремонт. То же самое и в других проектах: застройщик обеспечивает гарантийное обслуживание объекта, разработчики выпускают обновления и исправления ошибок.

Стабильная структура делает ее предсказуемой и надежной, что сопровождается следующими плюсами:

1. Подробная документация на каждом этапе обеспечивает прозрачность и контроль. Благодаря этому снижается риск недопонимания между заказчиком и исполнителями.
2. Сроки и бюджет можно рассчитать заранее с высокой точностью, поэтому такой подход часто выбирают для проектов с ограниченными ресурсами и жесткими дедлайнами.
3. Результат известен с самого начала – конечный продукт почти не отличается от того, что было согласовано на старте.
4. Подходит для крупных команд, где возможна замена специалистов без ущерба для процесса – все прописано, каждый знает, что делать.
5. Способ прост и логичен – чтобы разобраться, не нужно быть экспертом в управлении. Главное правило – двигаться строго по этапам и не перескакивать.

Однако у метода «водопад» есть и уязвимые места:

1. Гибкости практически нет. Ошибку, допущенную на ранней стадии, сложно заметить вовремя – часто приходится возвращаться назад и переделывать целые блоки работы. Представьте, что вы поклеили обои на неровную стену: чтобы исправить, придется все снять, выровнять и начать заново.
2. Плохо переносит непредвиденные обстоятельства. При планировании стараются предусмотреть все риски, но если что-то идет не по плану, изменить курс бывает сложно.
3. Реакция на изменения рынка запаздывает. Пока продукт проходит все шаги в методологии «водопад», условия или требования могут устареть.
4. Избыточная бюрократия. Каждая фаза требует отчетности и документов, из-за чего рабочий процесс превращается в гору бумажных файлов и согласований.
5. Минимальное участие клиента. Заказчик видит результат только в конце, поэтому методика не подойдет тем, кто хочет наблюдать за всеми действиями и вносить коррективы по ходу работы.

Этот подход ценят за четкость и порядок, но применяют в тех случаях, когда проект действительно можно спланировать от начала до конца без необходимости постоянно что-то менять.

Они кардинально отличаются, потому что появились из противоположных философий управления. Первая возникла как ответ на неудовлетворенность разработчиков строгим и медлительным традиционным методам, где любое изменение превращалось в проблему. Поэтому гибкая методология делает ставку на адаптацию, командное взаимодействие и ценность, а не на формальности.

Для наглядности сравним ключевые принципы двух систем:

Таким образом, Agile – это методология, ориентированная на гибкость и постоянное взаимодействие, тогда как водопадная модель разработки и тестирования ПО Waterfall остается системой для тех, кто ценит порядок, стабильность и пошаговую предсказуемость.

Это практическая реализация Эджайл, конкретный рабочий инструмент. Именно поэтому между ним лежит принципиальная разница. Они противоположны по структуре, скорости и подходу к взаимодействию. Сравним эти 2 метода наглядно:

Он вам подходит, если:

• есть точные требования – импровизация недопустима;
• этапы заранее спланированы, отклонения и срочные изменения маловероятны;
• все реализуется по строгим стандартам, например, по ГОСТам;
• задействована большая группа специалистов;
• продукт нельзя выпускать по частям – он должен быть полностью готов;
• есть фиксированные сроки начала и завершения, как на стройке с указанием даты сдачи объекта.

Таким образом, подход предназначается для стабильных и четко структурированных рабочих процессов.

Эти компании применяли методологию Ватерфол в своей работе:

• Ак Барс Цифровые технологии – до 2016 года для автоматизации банковских систем;
• Практика БИТ:ERP – раньше внедряли проекты по каскаду, сейчас перешли на более иные варианты;
• AT Consulting – комбинируют Waterfall и Agile при создании IT-систем с нуля;
• NASA – применяют в сочетании с гибкими методиками, выбирая решение в зависимости от ограничений.

Опыт этих корпораций показывает, что данный метод остается актуальным инструментом, особенно когда задача требует строгой последовательности и контроля на каждом этапе. Однако в современном мире все чаще выбирают смешанные модели, объединяющие предсказуемость «водопада» и гибкость Эджайл.

Каскад в программировании – это проверенный временем подход, в котором главную роль играют планирование, дисциплина и предсказуемость. Он идеально подходит для проектов с четкими требованиями, фиксированными сроками и минимальной вероятностью изменений. Несмотря на то что современные компании все чаще выбирают гибкие решения вроде Agile или Scrum, каскадная схема по-прежнему востребована в инженерии, строительстве, госсекторе и промышленности – везде, где важно точное следование плану.