システムの開発工程とは？各工程や開発工程が重要な理由などを解説！【2024年最新版】

システム開発を外注する際に要望を正確に伝えるためには、各工程の概要や流れを把握しておくことが重要です。
そこでこの記事では、さまざまな分野の発注先を比較検討できる「アイミツ」が、システム開発の各工程や重要性、開発モデルについて詳しく解説します。システム開発の外注予定のある方は、ぜひ参考にしてください。

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システム開発は、決められた工程に沿って進められるものです。工程は要件定義や基本設計、詳細設計、プログラミングなどに細かに分かれており、最終的には運用・保守まで行われます。たとえば、料理をする際は用意した食材を下処理し、味付けをした上で炒める・煮るなどのプロセスを経て完成しますが、システム開発もこれど同様です。工程に沿って作業することで進捗や品質を管理しやすく、計画どおりに開発が進められます。
ただし、具体的な工程の分け方や省略部分などはプロジェクトによって異なり、開発工程についても「ウォーターホール」や「アジャイル」などさまざまなモデルがあります。

システム開発において工程を定める大きな理由としては、
・発注者と開発者間の認識のすり合わせ
・プロジェクトチーム内での認識のすり合わせ
・作業の見える化
・プロジェクトの品質保持
などがあげられます。ここからは、これらについて詳しく解説していきます。

システム開発工程の要件定義や設計のフェーズでは、発注者と開発者が「どんなシステムにするか」を細かに決定していきます。開発者側は発注者へヒアリングを行い、その内容を設定へ落とし込みながら認識をすり合わせていきます。要件定義や設計がきちんとまとめられていなければイメージが正確に伝わらず、「希望していたシステムと違う」などトラブルの原因となる可能性も否定できません。
要件定義や設計はこうした事態を未然に防ぎ、発注者と開発会社側の双方に責任を持たせるという役割も担っています。プロジェクトの規模にもよりますが、システム開発には数年を要することもあり、また費用も高額であるケースが多いため、トラブルを未然に防ぐことが非常に重要です。

要件定義や設計は、プロジェクトに参加するシステムエンジニアやプログラマーとも共通の認識を持って業務に取り組むために重要な工程です。これを行わずにシステム開発を進めれば、知らず知らずのうちに発注者の意図とは異なるシステムになってしまう危険性もあります。
システム開発会社の担当者が発注者の要望を正確に理解していれば、途中でミスに気づくことはできますが、開発に手戻りが発生しスケジュールの遅延や追加コストの発生につながる可能性も。こうしたトラブルを回避するためにも、認識のすり合わせができる工程は重要なのです。

システム開発は短くても半年、長ければ数年を要するようなプロジェクトも多くあります。開発工程を細分化して細かにゴールを設定しておくことで、プロジェクトに携わるすべての人が完成図をイメージしやすくなります。複数のゴールが設定されていれば、プロジェクトチームのモチベーション維持にも役立つでしょう。
また、フェーズ別に管理者をアサインすれば、タスク管理もしやすくなります。進捗管理の見える化にもつながるため、全体を統括するプロジェクトマネージャーもスケジュールやリソース管理がよりスムーズになるでしょう。

システム開発工程では、フェーズごとに細かにテストが行われます。これによってシステムの完成後に「いつの間にか不具合が発生していた」といったトラブルを防ぐことができます。システム開発はどんなにテストを繰り返し、問題ないと判断してもOSのアップデートやサーバー障害などによって常にトラブルが発生する可能性があるものです。
トラブルを少しでも減らすためには、工程を細かに区切ってテストを行うことが重要となります。また、フェーズごとに必要な技術・作業も異なるため、それぞれの工程に適した人員の追加や変更も容易です。複雑化しやすいシステム開発をシンプルにできるため、開発の効率化や品質の向上にも期待できるでしょう。

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システム開発の具体的な工程は、まず要件定義や設計で発注者と開発者の認識をすり合わせた上で、システムの内容を決定します。次に設計をもとにプログラミングを行い、要件定義どおりに動作するのかテストし、これを繰り返してシステムを構築していきます。最後に構築したシステム全体のテストを行い問題なければリリースし、運用・保守のフェーズへ進みます。ここからは、各工程について詳しく解説していきます。

要求定義とは、発注者が「どんなシステムを開発したいのか」について詳しくヒアリングを行う工程です。ヒアリング後はその内容をもとに、開発期間や予算、人員などシステム開発に必要な要件を決定していきます。
要件定義は開発の土台となる設計図を作成する最上流工程であり、もっとも重要な工程だと言えます。最終的な完成イメージに相違のないよう、しっかりと認識を合わせながら進めることが大切です。

基本設計では、要件定義の内容をもとにユーザーから見える部分（ユーザーインターフェース）を設計する工程で、外部設計とも呼ばれています。機能ごとの基本設計書は、フィードバックと改善を重ねながら完成させていきます。
基本設計書は発注者も確認するため、専門用語が少ないという特徴があります。また、この工程はシステムの使いやすさなどに直結するポイントでもあるため、発注者側もしっかりと要望を伝えることが大切です。

詳細設計は基本設計書をもとに「これをどうプログラムで実現させるか」を決定していく工程で、内部設計とも呼ばれます。詳細設計書はエンジニア向けの資料で、プログラミングに関するルールや独自フレームワークのマニュアル、機能仕様書、データフロー図などが盛り込まれています。また、この時には「単体テスト」に必要となる仕様書も作成します。

プログラミングの工程では、詳細設計書の内容をもとにプログラムを作成します。プログラミングとは、システムを動作させるために、システムに合わせたプログラミング言語を用いて命令を送ることを指すもの。コンピューターに実行させる指示を順序立てて細かに記述していきます。現在では、プログラミング言語は1,000種類以上にのぼると言われています。

単体テストは、作成したプログラムが要件定義書や設計書どおりに動作するかを確認する工程です。Unit Test（UT）とも呼ばれています。作成したプログラムを1つずつテストしていき、不具合が見つかった場合はフィードバックや修正を行ってプログラムを完成させます。
単体テストの成果物は、単体テスト成績書とテストをクリアしたプログラムです。多くの人でが必要とされる工程であることから、外注が仕様されるケースも多いとされています。

結合テストは単体テストをクリアしたプログラムを結合させ、正しく連携・動作するかの確認を行う工程で、Integration Test（IT）とも呼ばれます。「データの受け渡しが正常に行われるか」といった部分を細かにテストしていきます。
規模の大きな開発プロジェクトでは結合テストの工程を「内部結合テスト」と「外部テスト」の2段階に分けることもあるようです。

システムテストはSystem Test（ST）や総合テストとも呼ばれており、文字どおりシステム全体を動作させて不具合の有無を確認する工程です。すべてのプログラムが要件定義や設計書の内容に沿っているかを確認するのはもちろん、耐久性や処理速度などさまざまな側面から確認を行います。この工程では、テスト成績書とシステムが成果物に該当します。

運用テストは、開発したシステムを納品・リリースする前の最後の工程です。実際にユーザーがシステムを使うときに起こりえるトラブルや不具合を想定しながら、より実践に近い形で確認を進めていきます。正常な動作の確認はもちろん、「業務で活用できるか」「より操作性を上げることができるか」といった視点を持った確認が大切です。
運用テストの際には本番環境に近いものを用意する必要があり、実際の利用者の意見も欠かせないため、発注者の協力のもとで行われることも少なくありません。

発注者はすでにシステムを利用しているケースが多いため、納品時には既存システムから新たなシステムへと移行させる工程が発生します。既存システムの使用を停止できる時間には限りがあることから、さまざまな懸念点を考慮した上で確実にシステム移行を行うための「手順書」を作成して作業を進めます。なお、一斉に移行する方法のほかに、段階的に移行する方法もあります。

システム移行・リリースの完了後は、システムが問題なく可動し続けられるよう、必要に応じて運用・保守業務を行います。具体的には、メモリの利用状況やシステムトラブルへの対応、アップデートなどが継続的に必要となります。
運用・保守は社内の情報システム部門が担当する場合もあれば、外部のシステム開発会社へ委託する場合もあります。いずれにしても、安定的な運用にはシステムの監視が欠かせません。

システム開発工程のモデルは、以下の5種類に大きく分けられます。
・ウォーターホール
・アジャイル
・プロトタイピング
・スパイラル
・DevOps（デブオプス）
ここからは、それぞれのモデルについて解説していきます。

ウォーターホール（滝）の文字どおり、上流から下流へ水が流れるように1つひとつの工程を進めていくモデルで、この記事で紹介してきた開発工程もこのモデルです。1つの工程を完了してから次の工程へ進むのが特徴で、進捗状況が把握しやすく品質もある程度担保できるというメリットがあります。スケジュール管理が重要な大規模開発には特に適したモデルと言えるでしょう。
一方で要件定義や基本設計にミスがあった場合は手戻りが生じ、大幅なスケジュールの遅延や追加コストが必要になってしまうという側面もあるため、スピード感を求めるプロジェクトには不向きなモデルです。

日本語に訳すと「素早い・機敏な」という意味を持つアジャイルは、スピーディーな開発が求められるプロジェクトにおすすめの開発モデルです。ウォーターフォールモデルとは異なり、手戻りを前提に工程が進められるのが特徴。アジャイルモデルではあえて詳細を決定せずに全体像を大まかに作った上で、必要に応じて柔軟に変更や修正を加えていきます。
スピード感のほかにも、新規事業など具体的なイメージのつきにくいシステムであってもすぐに開発がスタートできる点が大きなメリットです。一方で進捗の把握が難しく、管理しにくいという点がデメリットとしてあげられます。

プロトタイピングモデルは、開発の初期段階で作成したプロトタイプ（試作品）を発注者を含む関係者に確認してもらい、フィードバックや修正を繰り返しながら開発を進めるモデルです。発注者が実物を確認するため、認識の相違を最小限にとどめられるというメリットがあります。当事者間でのトラブルをできるだけ避けたいという場合には特におすすめと言えるでしょう。
ただし、大規模なシステム開発ではプロトタイプの作成に膨大な時間、コストが必要となってしまう点がデメリットです。同じプロセスを何度も繰り返すため、開発側の負担も大きくなりやすい傾向にあります。基本的には小規模な開発に向いたモデルと言えます。

スパイラルモデルは複数のサブシステムごとに開発を実施し、発注者によるプロトタイプの確認を行いながら進める開発モデルです。サブシステムはそれぞれウォーターホールモデルで開発しますが、要件定義では内容を細かに決めずに進めていくことで、仕様変更があった際にも柔軟な対応を叶えています。
また、プロトタイピングモデルと同様にプロトタイプの確認を行うため、認識のズレを心配する必要もありません。しかし、プロトタイプに不具合が多い場合は何度もプロセスを繰り返すため、進捗状況が把握しにくいというデメリットも。サブシステムの多い大規模なシステム開発では、費用も高額になりがちです。

DevOps（デブオプス）とは、開発担当と運用担当が連携のもとで柔軟かつスピーディーに開発を行うモデルです。システム開発では開発担当と運用担当は対立する場面が多いことから、対立を解消して理想的な関係を築くために考案されました。
アジャイルモデルと混同されがちですが、アジャイルモデルはシステム開発のいち手法であるのに対して、DevOpsはシステム開発に関わるスタッフの関係性を強化するための仕組みという違いがあります。しかし、DevOpsとアジャイルは親和性に優れていることから、両者を組み合わせて開発が行われることも少なくありません。

最後に、システム開発を外注した際にかかる費用相場をご紹介します。

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本記事ではシステム開発の工程や、工程の重要性、5つの開発モデルについて紹介しました。システム開発工程はシステム開発をスムーズに進め、品質を担保するのに重要な役割があります。開発の工程には発注者が関わることも多いため、それぞれのタイミングでしっかりと要望を伝えましょう。
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