Funktionshierarchie

Funktionshierarchie ist eine Methode der Systemanalyse und des Funktionsdesigns. Sie ordnet die Fähigkeiten eines Systems in eine mehrstufige baumartige Struktur. Oberstes Ziel ist die Beschreibung dessen, was das System leisten soll, unabhängig von konkreter Umsetzung. Die Hierarchie dient der Funktionsauflösung, der Nachverfolgbarkeit von Anforderungen und der Unterstützung von Entwurf, Verifikation und Kommunikation.

Struktur und Darstellung: Die Funktionsebene wird schrittweise in Teilfunktionen zerlegt. Typische Darstellungen sind Funktionsbaum oder Funktions-Struktur-D Diagramm. Jede Funktion wird als Handlung formuliert (Verb + Objekt) und erhält Leistungsanforderungen sowie Schnittstellen zu anderen Funktionen oder Systemen. Die Hierarchie kann mehrere Ebenen umfassen.

Bezug zu Anforderungen und Umsetzung: Die Funktionshierarchie trennt Zweck von Implementierung. Sie ermöglicht die Rückverfolgbarkeit von Anforderungen zu Funktionen und später zu Bauteilen, Software-Modulen oder Prozessen. In der Entwicklung wird oft ein Mapping erstellt, das Funktionen bestimmten Komponenten zuordnet und Abläufe überprüfbar macht.

Prozess: Systemzweck definieren; Top-Funktion identifizieren; Unterfunktionen schrittweise decomposieren; Schnittstellen festlegen; Leistungs- und Qualitätseigenschaften definieren; Hierarchie iterativ verfeinern; Namenskonventionen beachten; Stakeholder-Validierung durchführen. Die Ergebnisse dienen als Eingang für Architektur-Entscheidungen und Tests.

Beispiel Waschmaschine: Top-Funktion „Wäsche reinigen und Aufbereitung“. Unterfunktionen: „Wasserzufuhr regeln“, „Temperatur und Waschmittel abgeben“, „Waschvorgang durchführen“, „Spülen“, „Schleudern“. Die Zuordnung dieser Funktionen zu einzelnen Bauteilen oder Softwaresteuerungen ermöglicht spätere Optimierung und Verifikation.

Nutzen: klare Strukturierung von Anforderungen, bessere Nachverfolgbarkeit, Modularisierung und Unterstützung von Simulations- und Validierungsprozessen. Limitierung: Gefahr der Überdehnung oder unnötigen Detaillierungsgrads bei großen Systemen; daher sinnvoll in Kombination mit anderen Modellen wie Requirements-Management, Architektur- oder Verhaltensmodellierung.