V字モデルとは？メリットや手順、W字モデルとの違いを紹介

システム開発にはさまざまな手法が存在しますが、「V字モデル」「W字モデル」という言葉を耳にしたことがあるものの詳しくは理解していない方も多いのではないでしょうか。そこで今回は、システム開発の主な手法を紹介するとともに、V字モデル・W字モデルについてとにかく分かりやすく解説します。基本的な仕組みはもちろん、メリット・デメリットに加えて、気になる開発費用の相場や費用を抑えるポイントについてもまとめますのでぜひ参考にしてください。

今回は主にV字モデルについて解説していきますが、システム開発にはその他にも以下のような手法が存在しており、プロジェクトごとに適切な開発手法が使い分けられます。

V字モデルを含めた複数の手法から最適なものを選択するには、その他の開発手法についても知っておくことが大切ですから、まずは上記5種類の手法を解説します。

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ウォーターフォール型は「滝」という言葉の意味が示すとおり、要件定義、設計、開発、テストなどのあらかじめ定められた工程を順番に遂行していく手法です。各工程をしっかり完了してから次の工程に進む流れとなりますが、滝の水が逆流しないのと同じように、ウォーターフォール型では既に完了した工程を遡ることは基本的にありません。

1970年代から用いられているこの手法は未だシステム開発において最もポピュラーな開発手法となっており、スケジュールや進捗、コスト管理などを行いやすいのが大きなメリットです。ただし、以前の工程に戻ることは想定していないため、開発途中での仕様変更などへの対応が難しいだけでなく、前工程の失敗がその後の工程に影響しやすいというデメリットもあります。

アジャイル型とは、システム開発を小さな単位に分けた上で「計画→設計→実装→テスト」という開発サイクルを単位ごとに繰り返していく手法のことです。「アジャイル＝俊敏、機敏」ということ言葉の意味が表すように、従来の開発と比べてリリース（実装）までの期間を短縮できるのが大きな特徴です。

具体的には、システム開発全体の機能などを細かく分類し、優先度の高いものから開発を実施。これにより開発を始めてから短期間でのリリースが可能になります。その後、優先度に沿って小単位ごとに開発・リリースのサイクルを繰り返すことで完成形へと近づけていきます。柔軟性には優れているものの、スケジュールや工程管理の難易度が高くなる点には注意しましょう。

スパイラル型とは、システムを機能ごとに分類して重要な機能から優先的に開発していく手法のことです。

完了した工程を基本的に遡らないウォーターフォール型と異なり、スパイラル型では全ての工程、もしくは一部の工程を繰り返して開発を進めます。そのため、前工程のミスが後の工程に与える影響を軽減できるメリットがあります。

また、工程を遡ることが可能であるため、開発途中の仕様変更などにも柔軟に対応できます。一見するとアジャイル型と同じように感じるかもしれませんが、スパイラル型はひとつの開発が完了した後に発注者からレビューしてもらった上で次のサイクルに移るものの、システム全体が完成するまでリリースは行いません。

プロトタイプ型とは、ウォーターフォール型を改良した開発手法であり「プロトタイプ＝試作機」という言葉が示すとおり、プロトタイプをベースに開発を進めていくのが大きな特徴です。

具体的な流れとしては、まずは本格的な開発前の段階で試作品となるプロトタイプを制作。このプロトタイプを発注者などがテスト・レビューした上で開発者にフィードバックを行い、内容を踏まえた上で開発を進める流れとなります。

主なメリットは初期段階で完成品をイメージしやすく開発後に大幅な修正などを防ぎやすい点。一方でプロトタイプの製作やテスト、修正点の確認などにコストや時間が必要となるため、計画・コストの予測を立てづらい点などがデメリットです。

DevOps（デブオプス）とは、「Development（開発）」「Operations（運用）」という2つの言葉を組み合わせた造語で、システム開発においては開発担当と運用担当との連携を重視した手法を指します。

かねてよりシステム開発の現場では、開発担当チームと運用担当チームが分かれて開発を進めるケースが多かったものの、前者は「システムを早く完成させたい」、後者は「十分にテストしてから実装したい」という相反する考えから対立しやすい問題がありました。

そこで両者の対立を解消し、最終的な目的である「価値のあるシステムをユーザーに届ける」目的を達成するために生まれたのが、「開発・運用チーム同士が密に協力しながら円滑に開発を進めていこう」というDevOpsです。

詳しくは以下の記事をご覧ください。
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V字モデルとはシステム開発における「開発工程」「テスト工程」の関係性をV字型に並べたモデルを指します。ウォーターフォール型の上流から下流へと進める手法をさらに進化させ、各工程の開発後のテスト工程を折り返して示したものがV字モデルです。

このように開発・テストは複数の工程に分かれていますが、「要件定義の内容はシステムテストで確認」「基本設計の内容は結合テストで確認」といった具合に、左右それぞれに対応する開発・テスト工程を並行してV字型に並べることで「このテストはどの開発工程について検証するのか」を分かりやすくするのがV字モデルの特徴です。

V字モデルは開発工程ごとにリンクしたテストを実施するのが主な目的ですが、具体的な内容が分からないとなかなかイメージしにくいかもしれません。そこでここからは、V字モデルを用いて開発を進めた場合の開発工程・テスト工程の内容や目的を解説します。各工程の作業内容を把握するとともに、開発工程・テスト工程をリンクさせる重要性を理解することでV字モデルへの理解を深めましょう。

要求定義とはシステムを開発する目的やニーズなどを定義する作業を指し、開発者ではなく実際にシステムを利用するユーザー（発注者、顧客など）が行います。具体的には、以下3つのグループに分けて要求の内容を定義します。

V字モデルにおいてこの要求定義にリンクするのが受入テストです。受入テストとは、システム開発の発注者が動作確認などを行うテストであり、納品前の最後のテストとなります。そのため、システム開発依頼時に行った要求定義の内容に則りテストを行うことで、当初の要求がしっかり達成されているかを検討できます。

要件定義とは、システム開発の目的や要求を明確化した要求定義の内容に則り、システム開発の使用を定義する工程のことです。要件定義は開発に関わる重要な工程のため、システム開発担当者を中心に行うのがリスクを軽減できます。

具体的にはシステムに必要な機能や非機能要件、運用要件などに加え、開発スケジュールや予算などについてもまとめる工程です。この要件定義にV字モデルでリンクするテストが「全機能がそろった状態で開発者側が最後に行うテスト」であるシステムテスト（総合テスト）です。

要件定義の内容に照らし合わせて検証することで、システム全体が要件定義の仕様をしっかり満たしているかを確認します。

基本設計とは、要件定義で明確された各要件を実現するための具体的な機能、画面レイアウト、システム構成などを決定する工程です。

主にユーザーが実際に目にする・操作する部分の設計を行うことから「外部設計」とも呼ばれますが、基本設計には「要件を満たすための具体的な仕様」が盛り込まれるため、出来栄え次第で後の工程はもちろん、システムの完成度にまで大きな影響を及ぼす重要な工程です。

V字モデルにおいて、この基本設計にリンクするテストが「複数のプログラムを結合させた状態で行われる結合テスト」です。基本設計の内容に則り、プログラムが組み合わさった状態でも正常に動作するかをチェックします。

詳細設計とは、プログラミングを行うプログラマー向けに行われる設計であり、別名「内部設計」とも呼ばれます。ひとつ前の工程である基本設計では実装機能の洗い出しや画面レイアウト、デザインなどは決定されていますが、これらを実装するにはシステムを動かす機械語であるプログラミング言語の記述が必要となります。

つまり、詳細設計とはプログラマーへの指示書のようなものであり、システムの概要を伝えるとともに滞りなく開発作業を進めてもらうための設計です。

この詳細設計にV字モデルでリンクするテストが「プログラムを個別に動かして検証する」単体テストです。詳細設計には各プログラムの指示がまとめられていますので、単体テストで各プログラムが動作するかチェックしましょう。

ウォーターフォールの進化版ともいえるV字モデルですが、メリット・デメリットの両方があるため、それぞれを理解した上で採用すべきかはもちろん、運用方法を検討することが大切です。特にシステム開発には複数の開発手法が存在しており、発注者のニーズやプロジェクトの性質によって相性の良い手法が異なるため、ここから紹介するメリット・デメリットをチェックした上でV字モデルの特徴をつかみましょう。

V字モデルの特徴は開発工程に応じたテスト工程がリンクしている点にありますが、そのことが具体的にどのようなメリットを生み出すのでしょうか。まずはV字モデルの主な以下3つのメリットを紹介します。

一つひとつのメリットがシステム開発時にどのような恩恵をもたらすのかイメージしながらチェックしてみましょう。

V字モデルでは、開発工程に応じたテスト内容がV字の左右に並ぶ形でリンクしているため、一つひとつのテスト内容を適切に明確化できるメリットがあります。システム開発においては複数の開発工程が存在しているものの、「工程ごとにどのようなテストを行うべきなのか？」という疑問が生まれることは珍しくありません。

しかし、V字モデルなら「総合テストは要件定義の内容を満たしているか確認するため」といった形で、どの工程で何のテストを行うか明確に表示されているため、テスト漏れなどのリスクを軽減が可能です。

また、テスト自体も検証・チェックすべき内容を要件定義書や基本設計書などに基づいて決められるため、精度の高いテストを実現ができるでしょう。

V字モデルでは、開発工程ごとに実施すべきテストが定まっており、なおかつテスト内容を明確にしやすいことから、「何を検証する必要があり、そのためにどのような作業を行うべきなのか」を明確にしやすいメリットがあります。

これにより、プロジェクトに関わる関係者間で具体的な作業内容やポイントを共有しやすくなるだけでなく、各工程に適切な役割分担、人員配置を行う助けともなります。

各テスト工程において事前に内容を明確化した上で工数を細分化してスケジュールを見積もっておけば、実際にテストを実施した際にも「何がどこまで進んでいるか」を把握が可能。情報の共有漏れや認識ずれなどの発生を軽減できるでしょう。

V字モデルはひとつの工程を完了してから次の工程に移るウォーターフォール型がベースとなっており、テストについても各工程で総合的なテスト並行して行う流れになります。そのため、前工程で修正しなくてはいけないバグが見つかり手戻りするなどのリスクを軽減が可能でしょう。

手戻りが発生すれば、開発期間が延長される可能性は十分にありますし、想定したいたコストを上回ってしまうリスクもあるため、システム開発ではなるべく避けたいところ。しかし、詳細レベルに近い部分からテストを行い、しっかりと不具合を検出・修正した上で次の工程に進んでいくV字モデルの場合、既に完了した工程に不具合が隠れているリスクを大幅に軽減できるため、手戻りのリスクについても同様に抑えやすくなります。

システム開発の現場で長らくポピュラーな開発手法として用いられてきたウォーターフォール型をさらに進化させたV字モデルとはいえ、デメリットがないわけではありません。ここから、V字モデルの主な以下2つのデメリットを解説しますので順にチェックしてください。

前述のメリットと照らし合わせながら、V字モデルの強みと弱点を把握しましょう。

V字モデルは、ウォーターフォール型をベースとしているため、基本的には完了した工程を遡ることはしません。この場合、要求定義、要件定義が完了した後には原則として本格的な開発作業のみが行われるため、顧客から仕様変更の要望があった際などには対応が難しくなります。

もちろん、絶対に後戻りはできないというわけではないものの、モデル自体が上流から下流へと進める流れであるため、方針変更の内容が初期段階になるにつれ複数の工程を再度クリアする必要があります。

そうなれば時間や工数、コストはかさむ結果としなり、発注者・開発者双方にとって大きな負担となりますので、事前に「方針転換は難しい」旨を顧客に伝えるなどして理解を得ておくことが大切です。

V字モデルでは、開発後のテストをそれぞれリンクしている開発工程の内容と照らし合わせて検証するため、テスト段階での不具合の見落としなどは防ぎやすい特徴を持ちます。

ただし、そもそもの開発段階で問題や不具合を起こしてしまった場合、前段階の内容を土台に開発を進めるモデルであることから、発覚した際のダメージが大きいです。

特に上流工程で問題が起きていた場合、その後の全ての工程において修正が必要となるため、スケジュールだけでなく工数・コストがかさんでしまいます。したがって、V字モデルを用いる際には上流工程の正確性を重視しなければならない点を関係者全員が認識した上で対応が必要があります。

W字モデルは、V字モデルをさらに発展させたモデルです。V字モデルでは開発工程に応じたテスト工程がリンクしているものの、実際のテスト自体は開発作業が終了した後に行うことから、問題や不具合を持ち越して後工程で修正する形となります。

しかし、このやり方ではコスト・工数の負担が大きくなってしまうという指摘はかねてから存在しており、なるべく早期に問題の発見・解決を行うべきだという考えのもとで生まれたのがW字モデルです。

W字モデルは、開発工程とテスト工程を並行して進める設計となっており、従来は上流工程に存在しなかったテスト工程を「テスト計画」「テスト設計」という形で上流に配置。この工程の流れを配置した図が「W」の形となることからW字モデルと呼ばれています。

V字モデルをさらに進化させたW字モデルですが、具体的にどのようなメリットがあるのか分からなければ採用の可否を判断するのは難しくなってしまうでしょう。そこでここからは、W字モデルを用いる以下2つのメリットを解説します。

V字モデルとの違いを比較しながら、W字モデルの特徴をつかんでいきましょう。

W字モデルの特徴として外せないのが、開発とテストを並行して実施できる点です。一連の開発工程が終了した後にテスト工程へと入るV字モデルとは異なり、W字モデルは初期段階である要求定義の工程から並行して実施するテスト工程が組み込まれています。

これにより、開発工程の段階からシステムをチェックできるようになり、問題や不具合の早期発見に貢献します。ウォーターフォール型をベースとした開発の場合、問題発見は早ければ早いほどダメージが少ないですから、各開発工程で改善を行いやすいW字モデルはコスト・開発期間・工数など、あらゆる面でメリットがあります。

W字モデルでは開発の初期段階からテスト工程が組み込まれているため、テストを担当するテストエンジニアが最初から仕様や設計について確認することができます。

これにより、テストの難易度設定や注意点の把握に関する精度が上がり、テストの準備を早い段階で進めやすくなります。また、V字モデルでは開発工程が終了してからテスト工程に移行する流れであったため、開発工程の問題を発見できるのは開発チームが中心でした。

一方W字モデルでは、開発段階からテストチームが関わっているため、開発チームでは気付きにくい問題や不具合をテストチームが発見できる可能性があることから、問題の早期発見の可能性が高まります。

V字モデルをさらに進化させたW字モデルは一見すると「良いところばかり」だと感じるかもしれませんが、以下のようなデメリットも存在します。

ただし、デメリットとはいえ対策を立てられないわけではありません。ここから2つのデメリットの内容を詳しく解説しますので、性質を理解した上でW字モデルを採用すべきかどうかの判断に役立ててください。

W字モデルでの失敗例としてよくあるのが「現状分析が十分に行われていなかった」というケースです。現状分析というのは主に「V字モデル導入時に起こった課題や改善点などの分析」だと考えてください。というのも、W字モデルはV字モデルの進化系であることから、基本的にはV字モデルで問題が見つかった場合にW字モデルを導入するケースが多いからです。

しかし、V字モデルで問題が見つかった後に十分な現状分析が行われていない状態でW字モデルを導入したシステム開発を行ったとしても、「具体的にどの工程でどのような改善、対処が必要なのか」が明確化していないため失敗するリスクは高くなります。したがって、W字モデルの導入前に現状分析や問題の洗い出しなどを済ませておきましょう。

W字モデルはシンプルに導入が難しいというデメリットがあります。そもそもV字モデルのテスト工程をさらに細分化した上で、開発段階からテストエンジニアが関わる設計となっていますが、高いレベルで実現するには十分なスキル・経験を積んだテストエンジニアの存在が欠かせません。

メリットの部分で述べた不具合や問題を早期発見しやすいという点も、優れたテストエンジニアがいることを前提としているからです。特に開発の上流工程ではシステムができあがっていない状態であるため、実物がないにもかかわらず問題や不具合を見つけるのは簡単ではありません。したがって、テストエンジニアはもちろん、十分なスキル・経験を積んだチームでなければ、実行が難しいでしょう。

システム開発を依頼するにあたり、やはり大きなポイントとなるのは「開発にどの程度のコストがかかるのか」という点でしょう。ただし、システム開発の費用はシステムの種類によって大きく変動します、開発期間、開発に携わる人員の量によっても左右されます。そこで今回は、種類別にシステム開発の費用相場を紹介するとともに、費用の内訳、費用を抑えるポイントなども合わせて解説しますので、ぜひ参考にしてください。

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ここでは、多種多様なシステムの中でも需要の多い代表的なシステムの開発費用相場を紹介します。

これらを総合的に踏まえると、システム開発全体の相場としては「200万円～」が目安となります。ただし、これらの費用相場は多種多様なシステム開発時の費用を合算した数値であり、安いもので10万円前後から、高いものになると数千万円規模のものまで存在しますので、あくまで目安として考えてください。

システム開発は建設やものづくりのように大量の資材を用いるのではなく、機械語であるプログラミング言語を用いてシステムを構築していく仕組みとなっています。そのためシステム開発の費用自体も60～80％以上が人件費（人月）となっており、基本的には「人月＋諸経費（サーバー費用、ソフトウェアのライセンス使用料など）」が費用の大部分を占めます。

ここで重要になる人件費は「人月（にんげつ）×人月単価×開発期間」で算出されますが、人月とは「開発に必要な1カ月当たりの人員数」であり、人月単価とは人員それぞれに設定されている報酬の単価を表します。したがって、単に人数だけでなく個々の報酬単価もシステム開発費用を大きく左右する要因となります。

まずは以下にシステム開発費用を抑えるポイントをまとめます。

システム開発では依頼が複雑であったり、機能が多すぎたりするほど多くの人員・工数が必要となるためコストがかさみやすくなります。必要最低限の機能に絞り開発を依頼することで開発費用は抑えやすくなります。

ただし、費用は開発会社によって大きく異なりますので、V字モデルやW字モデルに対応できるおすすめのシステム会社をお探しの方はアイミツまでご相談ください。

システム開発の費用相場をご紹介しました。より正確な費用を知りたい方は料金シミュレーターをご利用ください。

今回はV字モデルやW字モデルについて解説してきましたが、いずれも従来の手法を進化させたものであるため、高いレベルで実現するには豊富なノウハウや経験が求められます。

ただし、システム開発会社によって費用が大きく変わる点も踏まえると、自社が希望する予算内で質の高いシステム開発を実現できる会社を絞り込む作業は容易ではありません。

大切なのは複数社の実績や価格面、特徴などを比較しながら自社との相性を見極めることですが、アイミツなら無料で複数社の見積もりを取得できますので、手軽に比較検討を進められます。お客様の要望をヒアリングした上で相性の良さそうなシステム開発を紹介することも可能ですから、興味がある方はお気軽にご相談ください。

システム開発について詳しくは以下の記事をご覧ください。

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