ウォーターフォールモデル(ウォーターフォールモデル)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

ウォーターフォールモデルは、システム開発における代表的な開発手法の一つである。その名前は、水が滝（ウォーターフォール）の上から下へ流れ落ちるように、開発工程を上流から下流へと順番に進めていくことに由来する。このモデルの最大の特徴は、各工程を一つずつ完了させてから次の工程に進み、原則として前の工程には後戻りしない点にある。古くから存在する古典的な開発モデルであり、システム開発の基本的な考え方を理解する上で非常に重要である。

開発プロセスは、大きくいくつかの工程に分割される。最初の工程は「要件定義」である。ここでは、顧客や利用者がシステムに何を求めているのかを明確にする。どのような機能が必要か、どのような課題を解決したいのかをヒアリングし、システムの目的や範囲、実現すべき機能を文書にまとめる。この要件定義書が、以降の全ての工程の基礎となるため、非常に重要な工程とされる。

次に行われるのが「設計」工程である。設計は、さらに「外部設計（基本設計）」と「内部設計（詳細設計）」に分かれる。外部設計では、要件定義で定められた内容をもとに、利用者の視点から見たシステムの仕様を決定する。画面のレイアウトや操作方法、帳票の形式など、ユーザーが直接触れる部分の設計が中心となる。一方、内部設計では、外部設計で決まった仕様をどのようにコンピュータ上で実現するかを設計する。システムの内部構造やプログラム間のデータのやり取り、データベースの構造など、開発者の視点から見た技術的な詳細を詰めていく。この内部設計書が完成すると、プログラマーは具体的なコーディング作業に移ることができる。

設計工程が完了すると、「実装」工程に移る。これは、プログラミングやコーディングとも呼ばれ、設計書に基づいて実際にプログラムのコードを記述していく作業である。開発者が分担して、個々の機能やモジュールを作成していく。

実装が完了すると、次は「テスト」工程である。作成したプログラムが設計書通りに正しく動作するかを検証する。テストにはいくつかの段階があり、まず個々のプログラム部品が単体で正しく動くかを確認する「単体テスト」、それらの部品を組み合わせて連携がうまくいくかを確認する「結合テスト」、そしてシステム全体として要件を満たしているかを確認する「システムテスト」を順に行う。最終的には、顧客に実際にシステムを使ってもらい、要求通りに仕上がっているかを確認してもらう「受け入れテスト」を実施する。全てのテストに合格して初めて、システムは完成と見なされる。

最後の工程は「運用・保守」である。完成したシステムを実際の業務で利用開始し、安定稼働を維持するための活動を行う。日々のシステム監視やデータバックアップといった運用業務のほか、障害発生時の原因調査や修正、法改正や業務変更に伴う機能の追加・修正といった保守業務も含まれる。

ウォーターフォールモデルの利点は、各工程の目的と成果物が明確であるため、開発計画が立てやすく、進捗管理がしやすいことである。また、各工程で詳細なドキュメントが作成され、レビューを経て承認されてから次工程に進むため、品質を確保しやすいという特徴もある。このため、仕様が明確に決まっており、途中で変更が発生する可能性が低い大規模なプロジェクトや、金融機関の基幹システムのように高い品質と信頼性が求められるシステムの開発に適している。

しかし、欠点も存在する。最大の課題は、後戻りが困難であることだ。もし後の工程で前の工程の誤りや仕様の不備が発覚した場合、手戻りには多大な時間とコストを要する。また、開発の初期段階で全ての要件を確定させる必要があるため、顧客の要求変更に柔軟に対応することが難しい。さらに、開発の最終段階になるまで実際に動作するシステムを見ることができないため、顧客が完成形をイメージしにくく、最終的に出来上がったものが要求と異なっていたという事態も起こり得る。これらの課題を克服するために、近年ではアジャイル開発のような他の開発手法も広く採用されているが、ウォーターフォールモデルは今なお多くの開発現場で用いられる基本的なモデルとしてその地位を確立している。