ウォーターフォール型開発とは?- 最近流行りのアジャイル開発とは何が違うのか-

ソフトウェア開発の手法として、「ウォーターフォール型開発」と「アジャイル開発」は対照的なアプローチとして知られています。IT業界以外のビジネスパーソンでも耳にする機会が増えていますが、それぞれどのような特徴があり、何が違うのでしょうか。本記事では、ウォーターフォールとアジャイルの概要とプロセスをわかりやすく説明し、開発効率、品質管理、コスト、ビジネスへの影響といった観点で両者を比較します。また、最新の動向や企業の導入事例にも触れ、最後にプロジェクトに適した手法の選び方についてまとめます。

目次

ウォーターフォール型開発とは?

特徴と基本的な流れ

ウォーターフォール型開発(Waterfall)は、その名の通り滝(ウォーターフォール)のように開発工程を上流から下流へ一方向に進めていく手法です。1970年代から使われてきた伝統的な開発モデルで、工程を段階的に完了させながら進むのが特徴です。一般的なウォーターフォールモデルの工程は次のようになります。

  1. 要件定義 – システムに求める機能や性能を顧客と開発チームで明確に決定します。何を実現すべきか、どこまでを開発範囲とするかをはっきりさせるフェーズです。
  2. 設計 – 要件に基づきシステムの設計を行います。全体アーキテクチャや詳細設計を文書化し、後の工程で実装者が参照できるようにします。
  3. 実装(開発) – 設計書に沿ってコーディングを行い、ソフトウェアを構築します。
  4. テスト – 実装が完了したら、仕様通りに動作するかをテストします。単体テスト、結合テスト、システムテストなど段階的に検証し、不具合を修正します。
  5. 導入・運用・保守 – テスト完了後、システムを本番環境にリリースします。リリース後は運用しながら、必要に応じて保守(不具合修正や追加改善)を行います。

ウォーターフォールでは各フェーズが明確に区切られており、基本的に前の工程が完了してからでないと次の工程に進まないというルールになっています。途中で前段階に戻ること(手戻り)は想定されておらず、計画に沿って一直線に進むのが前提です。このため、開発初期に全体計画を綿密に立てる必要があります。

(File:Waterfall model.svg – Wikipedia) 図: ウォーターフォール型開発の各工程の流れ(要求定義から設計、実装、テスト、保守までを直線的に進める)

メリットとデメリット

メリット:

デメリット:

アジャイル開発とは?

特徴と基本的な流れ

アジャイル開発(Agile Development)は、素早く(Agile)適応的に開発を進める手法の総称です。2001年に提唱された「アジャイル宣言」に端を発し、従来のウォーターフォール型とは異なり**反復的(イテレーティブ)かつ増分的(インクリメンタル)**にソフトウェアを作り上げていくことが特徴です (アジャイルと DevOps – ソフトウェア開発手法の違い – AWS)。

アジャイル開発では、プロジェクトを短いサイクル(イテレーションまたはスプリント)に分割します。各イテレーションで計画→設計→実装→テスト→振り返りという一連の作業を行い、動くソフトウェア(機能の一部)を成果物としてリリースします。そして次のイテレーションで追加機能を開発し、これを繰り返して徐々にシステム全体を完成させていきます。ポイントは開発途中でも動く成果物を小刻みに提供することと、各サイクルの終了時にフィードバックを得て次に活かすことです。これにより要求の変化に柔軟に対応し、常にプロジェクトを最適な方向に軌道修正できます。

アジャイル開発には具体的な手法としてスクラム(Scrum)やエクストリーム・プログラミング(XP)カンバンなど様々なフレームワークがありますが、ここでは一般的なスクラムを例にその流れを説明します。スクラムでは、まずプロダクトバックログ(要望リスト)から優先順位の高い項目を選んでスプリント計画を立て、1〜4週間程度の短い開発サイクル(スプリント)でその機能を開発します。開発チームは毎日短い打ち合わせ(デイリースクラム)で進捗を確認・障害を共有し、スプリントの最後にスプリントレビュー(成果の発表)とレトロスペクティブ(振り返り)を実施します。そして次のスプリントで新たなバックログ項目に取り組みます。

(File:Scrum Framework.png – Wikimedia Commons) 図: アジャイル開発(スクラム)の反復的な開発サイクル(プロダクトバックログから計画しスプリントを実行。日次でスクラムミーティングを行い、スプリント完了時にレビューとレトロスペクティブを経て増分をリリースする)

このようにアジャイル開発では常に動くソフトウェアを手元に置きながら、改善と追加を重ねるため、途中で顧客やエンドユーザーからフィードバックを得て軌道修正できる利点があります。開発チームとビジネス側(プロダクトオーナー)が密接にコラボレーションし、状況に応じて計画を見直しながら進むのがアジャイルのスタイルです。

メリットとデメリット

メリット:

デメリット:

ウォーターフォールとアジャイルの比較

上記で見てきたように、ウォーターフォール型開発とアジャイル開発はアプローチが大きく異なります。ここでは、開発効率品質管理コストビジネスへの影響といった観点ごとに両者を比較してみましょう。

開発効率の違い

ウォーターフォール型は最終成果物を得るまでに時間がかかるものの、各工程を計画通りに進めれば無駄なやり直しが少なく済みます。要件が明確で変更が発生しなければ、プロセスに沿って効率良く進行できるでしょう。しかし、一度計画が狂う(たとえば仕様変更が起きる)と後工程での手戻りに大きな時間を要し、全体効率が大幅に低下します (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト) (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。つまり、**「計画通りにさえ進めば効率的だが、変化に弱い」**のがウォーターフォールの効率面での特徴です。

一方、アジャイル開発は早い段階から動く機能をリリースできるため、初期の開発効率(時間当たりの価値提供)は高いです (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。必要最小限のプロダクトを短期間で開発して市場に出し、その後改良を重ねるので、ビジネス的にはタイムロスが少なくなります。また不要な機能に時間をかけず優先度の高いものから着手するため、ムダを減らす効率の良さもあります。ただし、短いサイクルを何度も回す中で計画・評価・調整の作業が繰り返されるため、プロジェクト管理者にとっては全体を見通す手間が増え効率的とは言えない部分もあります。チーム間の調整コストや進行管理の難易度は上がるので、特に大規模プロジェクトでは注意が必要です。

品質管理の違い

ウォーターフォール型は各工程ごとに文書やレビューで品質を確認し、最後に総合テストで仕様通りか検証するという進め方です。そのため、要求された仕様に適合した品質のものをリリースしやすいです (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。開発途中では完成品をユーザーが触れない分、テスト項目を網羅的に洗い出してバグを潰し込むアプローチになります。特に安全性や正確性が重視される分野では、このように事前に品質保証活動を集中させるウォーターフォール型の方が適しているケースもあります。ただし、潜在的な不具合や設計ミスが終盤になって発覚した場合、修正が困難で品質問題の是正に時間を要するリスクがあります。

アジャイル開発では開発の各イテレーションで小規模なテストとレビューを繰り返すため、問題を早期に発見・修正できます。継続的インテグレーション(CI)や自動テストを取り入れることで、コード変更による不具合も素早く検出できます。さらに定期的にユーザーからのフィードバックを得て改善するため、最終的にユーザーにとって使いやすい品質に到達しやすいです (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。一方で、全体を通した統一的な品質基準の維持には注意が必要です。頻繁な変更でコードベースが煩雑になると品質が低下する恐れもあるため、アジャイルではリファクタリング(コードの整理)や技術的負債の管理など継続的な品質管理活動が欠かせません。総じて、ウォーターフォールは規定の品質を守ることに強く、アジャイルは顧客満足度の高い品質に仕上げることに強いと言えるでしょう。

コスト面の違い

コスト管理の面では、ウォーターフォール型は初期段階で全体像が把握できるため予算計画を立てやすいのが利点です。各工程に必要な工数(人件費)を積み上げて見積もりが可能であり、計画通り進めば追加予算なしで完了できます (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。実際、ウォーターフォールモデルでは「必要な人員と期間が明確なので、開発費の見積もりがしやすく大幅なコスト超過が起きにくい」と言われています (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。しかし、この前提は仕様変更や範囲拡大がない場合に限られます。途中で要件が変われば契約の見直しや追加予算が必要となり、想定外のコスト増加につながります。特に大きな変更要求が後半で出た場合、最初から作り直すくらいの費用が発生するケースもあり得ます。

アジャイル開発ではコストは柔軟性とトレードオフの関係にあります。計画を細かく区切り必要に応じて方針を変えるため、最終的に何回イテレーションを繰り返すかによって費用が変動します。初期段階で正確な総コストを見積もるのは難しく、状況によっては予算超過のリスクもあります (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。実際、「ゴールを定めずに開発を開始すると終わりのない機能追加ループにはまり、気付いたらコストが膨らんでいた」という失敗はアジャイルの典型的な懸念点です (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)。その反面、アジャイルは優先度の高い機能から開発するため、限られた予算内で最大のビジネス価値を提供しやすいという見方もできます。途中で「この時点で十分な価値が提供できた」と判断すれば開発を打ち切り、無駄な追加投資を防ぐことも可能です。つまり、コスト見通しの明確さはウォーターフォールに軍配が上がりますが、アジャイルは投資対効果を常に考えながら柔軟に予算配分を調整できるメリットがあります。

ビジネスへの影響

ビジネス(プロジェクトの発注側や最終ユーザー)への影響という点でも両者には違いがあります。

ウォーターフォール型は完成した製品を一括で提供するため、リリースまで時間がかかるものの、リリース時にはフル機能を備えたシステムを導入できます。事前に合意した範囲のものが納品されるので、納品後に追加開発や大幅な変更を行う必要がないケースでは、ビジネス側はリリースを待つだけで済みます。ただし、市場環境の変化が激しい分野ではリリース時にすでにコンセプトが古くなってしまうリスクがあります。「時間をかけて作ったが投入のタイミングを逃し、競合他社に遅れをとった」という事態はウォーターフォール型のプロジェクトで起こりがちな失敗です。また、開発中はビジネス部門が直接関与する場面は要件定義と受入テストくらいしかなく、プロジェクト期間中の事業側の関与は限定的です。そのため、ビジネス担当者は他業務に専念できますが、裏を返せば開発中に方向修正したくても手遅れになりやすいということでもあります。

アジャイル開発はビジネス側にとって進行中の可視性が高く、早い段階から価値を受け取れるのがメリットです。イテレーションごとに部分的とはいえ使える機能が提供されるため、ユーザーからのフィードバックをサービス改善に活かしたり、市場の反応を見て次の戦略を練ったりできます。例えば、近年では急速な市場変化に対応するために日本の大手企業でもアジャイル開発手法を強化する動きがあります (世界のアジャイル動向ー「日本の大手企業でもアジャイル開発を強化」 – NAL Company | 株式会社NAL VIETNAM | デジタル時代で世界中の人々、企業の全ての可能性を最大限に引き出すこと。)。リコーやNTTデータ、NEC、日立製作所といった企業は、小さな機能単位で設計・実装・テストを繰り返すアジャイル手法を積極的に適用し、仕様変更や機能追加への対応力向上を図っています (世界のアジャイル動向ー「日本の大手企業でもアジャイル開発を強化」 – NAL Company | 株式会社NAL VIETNAM | デジタル時代で世界中の人々、企業の全ての可能性を最大限に引き出すこと。)。このように、ビジネス環境の急変にも開発途中で素早く軌道修正できるのはアジャイルの強みで、製品・サービスの市場適合性を高めることができます。

一方でアジャイルではビジネス部門も開発プロセスに継続的に参加する必要があります。プロダクトオーナーとして優先度を決めたり、スプリントごとのレビューに時間を割いたりと、発注側の関与と労力が求められます。これは「一緒に良いものを作る」上ではメリットですが、本業が忙しいビジネスパーソンにとっては負担にもなりえます。また、アジャイル開発の成果物は当初の構想とは変わっていく可能性があるため、経営層への説明や契約上の範囲管理を柔軟に行えるよう、組織としてのマインドセット転換も必要でしょう。

比較表

以上のポイントを簡潔にまとめると、以下の比較表のようになります。

観点ウォーターフォール型開発アジャイル開発
開発効率・全工程を順序立てて進めるため、計画通りなら無駄が少ない・途中変更があると手戻りで効率低下・最小機能を早期リリースできるため時間当たりの価値提供が速い・反復管理の手間で大規模になると非効率の恐れ
品質管理・各工程でレビューとテストを行い、最終段階で総合テスト・要求通りの品質を担保しやすい (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)・後半での不具合発見時の修正コスト大・各イテレーションでテストとフィードバックを実施・早期に不具合を是正しユーザー視点の品質向上 (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)・継続的な品質維持にはチームの成熟度が必要
コスト・範囲と工数が明確なため見積もり易く予算管理しやすい (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)・計画変更がなければコスト遵守しやすい・後半の仕様変更は高額な追加費用が発生・柔軟な範囲調整と引き換えに最終コスト予測が難しい・優先度順に開発し不要な機能に費用を割かないメリット・制御しないと反復過多でコスト超過のリスク (〖どちらで依頼?〗ウォーターフォールとアジャイルの違いを解説│〖リカイゼン〗見積依頼・発注先探しのビジネスマッチングサイト)
ビジネスへの影響・完成まで時間がかかり市場投入が遅れるリスク・一度に完成度の高い製品を提供可能・開発中のビジネス側の関与は少なく本業に専念できる・段階的に製品価値を提供し市場変化に対応 ([世界のアジャイル動向ー「日本の大手企業でもアジャイル開発を強化」 – NAL Company

最新の研究動向と導入事例

技術的な進化(開発ツール、手法の変化)

ソフトウェア開発手法は近年大きく進化しており、ウォーターフォールとアジャイルの二者択一ではなくハイブリッド型や新たなプラクティスも登場しています。例えば、大企業の現場では上流工程やリリース管理に従来型アプローチを用い、開発チームではスクラムを採用するといったハイブリッド手法が一般的になりつつあります。Forresterの調査を元に、Dave West氏は現実のアジャイル導入がウォーターフォールとのハイブリッドになっていることに着目し、「Water-Scrum-Fall」という概念を提唱しました (「アジャイル vs ウォーターフォール」からプロジェクト管理を考える #agile – Qiita)。これは要件定義や予算計画などはウォーターフォール的に行い、実際の開発はアジャイル(スクラム)で進め、リリース前後にはまた厳格な承認プロセスを入れるという折衷案です。規模が大きく利害関係者が多いプロジェクトでは、このように各手法の長所を組み合わせた現実的な運用が行われているケースも多いです。

また、アジャイル開発を支えるツールや技術基盤の進化も見逃せません。プロジェクト管理にはJiraのようなタスク管理ツール、ソースコード管理にはGitおよびGitHub/GitLab、情報共有にはConfluenceやSlackといったコラボレーションツールが普及し、アジャイルチームの効率を高めています。テスト自動化や継続的インテグレーション(CI)、継続的デリバリー(CD)のツールチェーンも整い、コードを書けばすぐビルド・テスト・デプロイまでパイプラインで実行できる環境が一般的になりました。例えば、クラウド上のCIサービスやDockerなどのコンテナ技術により、新しい機能を本番環境にデプロイする作業が従来より格段に迅速かつ低コストで行えるようになっています。

さらに、DevOpsと呼ばれるカルチャー/プラクティスの登場も注目すべき動向です。DevOpsは開発(Development)と運用(Operations)の壁をなくし、チーム一体となってソフトウェアのリリースサイクルを高速化する取り組みで、アジャイル手法の次の進化段階とも位置づけられます (DevOps ライフサイクルの各フェーズに適した DevOps ツール)。具体的には、インフラの自動化やクラウド活用、モニタリングの強化によって**「コードを書いてからユーザーに届けるまで」を迅速かつ持続的に行う**ことを目指しています。DevOpsの考え方を取り入れることで、アジャイル開発で頻繁にリリースする体制を運用面まで含めて支えることが可能となり、リリース頻度の劇的な向上や不具合復旧時間の短縮といった成果が報告されています。

ビジネス的な影響(市場動向、成功・失敗事例)

ビジネスの観点では、アジャイル開発は今や世界的に主流な手法の一つとなっています。Gartnerの調査によれば、企業の47%がアジャイル型開発を採用しており、従来型(ウォーターフォール)は41%という割合であると報告されています (「アジャイル vs ウォーターフォール」からプロジェクト管理を考える #agile – Qiita)。つまり海外ではアジャイルが最も利用されている開発手法ですが、一方でウォーターフォールもなお大きなシェアを占めており、プロジェクトに応じて使い分けられている現状がうかがえます 。日本国内でも近年アジャイル導入の機運が高まっており、先述の通り多くの大手企業がアジャイル型への組織変革に乗り出しています (世界のアジャイル動向ー「日本の大手企業でもアジャイル開発を強化」 – NAL Company | 株式会社NAL VIETNAM | デジタル時代で世界中の人々、企業の全ての可能性を最大限に引き出すこと。)。例えばKDDIやauカブコム証券、日本生活協同組合連合会などでは、ビジネス環境の急変に迅速に対応できる組織作りとしてアジャイル手法を導入し、短期間で計画・実行・改善を繰り返す体制に移行しています。IT部門だけでなくマーケティング部門など非エンジニアの領域にもアジャイル的な仕事の進め方を適用する企業も増えており、アジャイルは単なる開発手法を超えて経営や組織文化にも影響を与えるキーワードになりつつあります。

アジャイル開発のビジネス上のメリットは数多くの成功事例で語られています。顧客への価値提供までのリードタイム短縮市場のニーズ変化への即応プロダクトの競争力向上など、企業が得た成果は様々です。たとえばNTTデータは金融分野の大規模プロジェクトでアジャイルスケール手法(SAFe)を導入し、複数チームの調整速度と開発効率が向上したと報告しています (大規模組織におけるアジャイル開発のコツ~SAFe®の導入事例)。また、米国の大手企業では従来何年もかかっていたソフトウェアのリリースサイクルをアジャイル&DevOps導入によって数ヶ月〜数週間程度にまで短縮し、ビジネス機会を逃さなくなった例もあります。さらにStandish GroupのCHAOSレポート2020によると、アジャイルプロジェクトはウォーターフォール型に比べて3倍も成功しやすく、ウォーターフォール型はアジャイルの2倍以上も失敗しやすいというデータもあります (Why Agile is Better than Waterfall (Based on Standish Group Chaos Report 2020) | by Anthony Mersino | Leadership and Agility | Medium)。この調査はソフトウェア開発プロジェクトの成功率を比較したものですが、納期・予算・満足度などあらゆる面でアジャイル手法の優位性を示唆する結果となっています。もっとも、アジャイルが万能というわけではなく、導入には社内の文化改革や人材育成が不可欠です。実際、**「アジャイル変革プロジェクトの約半数が十分な成果を上げられず失敗に終わる」**との報告もあり(要因として経営層が従来型の考えから脱却できないことや、現場に権限委譲されないことなどが挙げられます)、アジャイル導入には組織全体の理解とサポートが必要です。

成功事例だけでなく失敗事例からも学ぶ点があります。ある企業では形だけ開発手法をアジャイルに変えたものの、経営層は従来通り固定的な要求と締め切りを現場に押し付けた結果、現場は疲弊し成果も出ず「アジャイルは失敗だ」という烙印を押されてしまったケースがあります。また、チームが未熟なうちにアジャイルを名ばかりで進めてプロジェクト管理が破綻した例もあります。これらはアジャイルの本質(自己組織化や対話、適応)を理解せずに手法だけ導入してもうまくいかないことを示しています。

このように、ウォーターフォールとアジャイルそれぞれに市場での役割や企業の取り組みがあります。近年では「いかにビジネスに価値をもたらすか」がソフトウェア開発の成否を左右するとまで言われており (いまさら聞けない! ウォーターフォール開発、アジャイル開発、ハイブリッド開発手法の違い|Jiraの導入支援なら「リックソフト」)、その観点で各社が試行錯誤を続けています。アジャイル型組織への変革を大規模に推進する企業もあれば、プロジェクトによってウォーターフォールとアジャイルを使い分ける戦略を取る企業もあります。重要なのは、自社のビジネス目標に照らして最適な手法を選択し、継続的にプロセスを改善していく姿勢と言えるでしょう。

まとめ – どちらの開発手法を選ぶべきか

ウォーターフォール型開発とアジャイル開発には、それぞれ明確なメリット・デメリットがあり、向き不向きがあります。どちらの手法が優れているかはプロジェクトの性質やビジネスの要求によって異なるのが実情です。

一般的に、要件が明確で変更の可能性が低いプロジェクトや、品質・安全性を最優先にして計画通り進めることが求められる開発(例:基幹システム、ミッションクリティカルなシステム)ではウォーターフォール型が適しています。事前にしっかり計画を立てて合意し、一度で完成形にもっていくことで、予測不能な変更を排除し信頼性の高い成果を得やすいからです。

一方、市場の変化が激しく素早いリリースとフィードバックサイクルが求められるプロダクト開発や、最初は要件がはっきり定まらないプロジェクト(例:新規サービスの開発、スタートアップのプロダクト開発)ではアジャイル開発が適しているでしょう。小さく産んで大きく育てることで、ユーザーの反応を見ながら柔軟に軌道修正し、最終的にユーザー価値の高いものを作り上げることができます。

また、組織の状況も考慮が必要です。顧客や関係部署との調整が多くステークホルダーが固定的な仕様を求める場合はウォーターフォール的な進め方が安心感を与えますし、社内にアジャイル開発の経験が蓄積している場合は思い切ってアジャイルに舵を切ることで競争力強化につながるかもしれません。最近では両者の折衷案であるハイブリッド型も選択肢に入ります。例えば最初の数ヶ月でウォーターフォール的に全体設計を行い、その後の開発フェーズはアジャイルに移行するといった方法です。このように、必ずしもどちらか一方に決める必要はなく、プロジェクトの段階や部分によって使い分けることも可能です。

最後に大切なのは、開発手法はあくまで手段であり目的ではないということです。ゴールは優れたプロダクトを作りビジネス価値を生み出すことであり、そのために組織として最適なプロセスを選ぶべきです。「ウォーターフォールだから安心」「アジャイルだからうまくいく」といった先入観にとらわれず、自社のプロジェクトに合った手法を検討しましょう。そして一度選んだ手法も、プロジェクトの教訓を踏まえて柔軟に改善・進化させていく姿勢が重要です。ウォーターフォールとアジャイル、それぞれの知見を活かしながら、自社にとってのベストプラクティスを築いていくことが、開発成功への近道と言えるでしょう。

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