منهجية ونموذج الشلال (Waterfall): إيجابياته وسلبياته ومراحله ومتى يتم استخدامه

منهجية الشلال هي منهجية مشهورة في تطوير البرمجيات تعتمد على تنفيذ المشروع بشكل تدريجي ومنظم، حيث يتم تقسيمه إلى سبع مراحل رئيسية: تحديد المتطلبات، التصميم، التطوير، التكامل والاختبار، التركيب والنشر، التشغيل والصيانة، والتقاعد. تعتمد على نمط خطي في التنفيذ، حيث يجب إكمال كل مرحلة قبل الانتقال إلى المرحلة التالية.

يختلف هذا عن منهجية أجايل التي تتميز بالمرونة والتكيفية، حيث يتم تقسيم المشروع إلى سلسلة من الدورات القصيرة المعروفة باسم السبرنتس، ويتم تحديد وتوثيق المتطلبات بشكل تفصيلي في بداية كل دورة. تناسب منهجية الشلال المشاريع التي تتطلب تنظيمًا صارمًا وتحديدًا متطلبات ثابتة، بينما تناسب منهجية أجايل المشاريع التي تتطلب التغييرات المتكررة في المتطلبات والتفاعل المستمر مع العملاء.

تُستخدم طريقة الشلال (Waterfall) في المشاريع التي يتم تحديد متطلباتها بوضوح، حيث يمكن لفرق العمل بالتفصيل قبل التقدم إلى المراحل التالية. ولكن يكون من الصعب تغيير المتطلبات بعد الانتهاء من مرحلة معينة، ولذا ينبغي توخي الحذر والتخطيط الجيد أثناء تنفيذ الطريقة.

ما هي منهجية الشلال (Waterfall)؟

منهجية الشلال Waterfall هي منهجية مشهورة في تطوير البرمجيات تستخدم لإدارة وتنفيذ مشاريع تطوير البرمجيات بشكل تدريجي ومنظم. وتستند هذه الطريقة إلى التفكير الشلالي الذي يتدفق من مستوى إلى آخر، حيث يتطلب إكمال كل مستوى على حدى قبل الانتقال إلى المستوى التالي. لكن يمكن أن يكون هناك تعديل للخطوات في طريقة الشلال بناءً على طبيعة المشروع ومتطلباته الخاصة.

فوائد منهجية الشلال

من مزايا نموذج الشلال (Waterfall) إدارة المشاريع ما يلي:

1- التسلسل الخطي في التسليم:

تتبع منهجية الشلال تسلسلًا خطيًا وهيكلًا محددًا لتنفيذ المشاريع، حيث يتم تقسيم المشروع إلى مراحل محددة مثل تحليل المتطلبات، وتصميم النظام، وتطوير البرمجيات، واختبار وتسليم المنتج النهائي.

2- التوثيق قبل البدء:

تحديد وتوثيق المتطلبات في مرحلة مبكرة من المشروع، مما يساعد في تحقيق وضوح أكبر في متطلبات العملاء وتقديم المنتج بشكل دقيق.

3- توقعات محددة للمشروع

توفر منهجية الشلال توقعات محددة للمشروع بشكل أكبر، حيث يتم تحديد المخرجات والمواعيد النهائية والميزانية مسبقًا، مما يساعد في إدارة توقعات العملاء والفرق المعنية.

4- التوثيق الشامل للمشروع

التوثيق الشامل للمشروع بدءًا من المتطلبات وحتى التسليم النهائي، مما يسهل التواصل وتبادل المعلومات بين أعضاء الفريق والعملاء، ويسهل فهم وتوثيق المشروع  في حالة حدوث أي تغييرات أو تحديثات مستقبلية.

5- إدارة المخاطر في مراحل مبكرة:

تحديد وإدارة المخاطر في مراحل مبكرة من المشروع، حيث يمكن تحديد المخاطر المحتملة وتطبيق استراتيجيات للتعامل معها قبل أن تؤثر سلبًا على التسليم.

مراحل منهجية الشلال (المراحل السبع لنموذج الشلال)

نموذج الشلال يتكون عادة من سبع مراحل رئيسية، حيث تتبع تسلسلًا خطيًا في تنفيذ المشروع كما يلي:

1. تحديد المتطلبات (Requirements Gathering)

تحديد المتطلبات عن طريق تحديد وتوثيق المتطلبات الوظيفية وغير الوظيفية للنظام أو المشروع، حيث يتم جمع المعلومات من العملاء والمستخدمين وتحليلها لتحديد ما يجب أن يقوم به النظام.

2. التصميم (Design)

التصميم من خلال تحويل المتطلبات المحددة إلى تصميم فني مفصل يحدد كيفية بناء النظام، عن طريق تصميم الهيكل العام للنظام وتحديد المكونات والواجهات وتحديد التقنيات المستخدمة.

3. التطوير (Development)

التطوير عن طريق بناء النظام الفعلي باستخدام التصميم الفني، وترجمة التصميم إلى رموز برمجية وتطوير المكونات والوحدات البرمجية المختلفة.

4. التكامل والاختبار (Integration and Testing)

التكامل والاختبار من خلال تجميع المكونات المطورة واختبارها معًا كنظام واحد للتحقق من أنها تعمل بشكل صحيح ووفقًا للمتطلبات المحددة، ويشمل على اختبار وحدات البرمجة واختبار النظام ككل.

5. التركيب والنشر (Deployment)

التركيب واانشر عن طريق تركيب النظام الجاهز على بيئة التشغيل الفعلية، وتكوين النظام وتثبيته واختباره على بيئة إنتاجية للتأكد من أنه يعمل بشكل صحيح.

6. التشغيل والصيانة (Operation and Maintenance)

التشغيل والصيانة حيث بعد تركيب النظام، يتم تشغيله وصيانته لضمان استمرارية عمله وتلبية متطلبات المستخدمين، وتشمل المهام في هذه المرحلة إصلاح الأخطاء وإدارة التحديثات وتحسين الأداء.

7. التقاعد (Retirement)

وأخيرًا، التقاعد عن طريق إيقاف تشغيل النظام وإزالته من الخدمة، حيث قد يكون هناك نقل إلى نظام جديد أو إعادة استخدام المكونات في مشروع آخر.

الفرق بين منهجية الشلال و منهجية أجايل:

تكمن الاختلافات الرئيسية بين منهجية Agile ومنهجية Waterfall في المرونة والتكيفية. ولهذا تناسب منهجية Agile المشاريع التي تتطلب تغييرات متكررة في المتطلبات وتفاعل مستمر مع العملاء، بينما تناسب منهجية Waterfall المشاريع التي تتطلب تنظيمًا صارمًا وتحديدًا متطلبات ثابتة. كما يمكننا توضيح الفرق بين منهجية Agile ومنهجية Waterfall كما يلي:

ولذا يجب اختيار المنهجية المناسبة وفقًا لطبيعة المشروع ومتطلبات العملاء وظروف العمل. وقد يناسب بعض المشاريع تبني منهجية هجينة تجمع بين مزايا كلتا المنهجيات.

متى نستخدم منهجية الشلال؟

هناك بعض الحالات التي يكون فيها منهجية الشلال (Waterfall) مناسبة، ومنها:

1. إذا كانت متطلبات العملاء قد تم تحديدها بشكل كامل ومستقر في مرحلة مبكرة من المشروع، ولا تتوقع تغيرات كبيرة في المتطلبات خلال التنفيذ.
2. في حالة المشاريع صغيرة الحجم ومحدودة النطاق، والتي تتطلب تسلسلًا محددًا للمراحل، فيمكن استخدام منهجية الشلال لضمان التنفيذ السلس والمنظم.
3. عندما تكون هناك متطلبات قانونية أو منظمة تحتاج إلى الامتثال لها بشكل صارم وتوثيق دقيق، حيث يمكن أن توفر منهجية الشلال هيكلًا مناسبًا لتحقيق الامتثال وتوثيق المعلومات.
4. إذا كانت المشاريع تتطلب توقعات محددة بشأن الميزانية والجدول الزمني وتحتاج إلى تخطيط وتحكم صارم في هذه الجوانب، فيمكن استخدام منهجية الشلال لتحقيق التنفيذ المنظم والمتوقع.

إيجابيات وسلبيات منهجية الشلال:

هناك العديد من الإيجابيات والسلبيات لمنهجية الشلال (Waterfall) التي يجب مراعاتها عند استخدامها في تطوير البرمجيات. ومنها:

إيجابيات منهجية الشلال:

• توفر منهجية الشلال هيكلًا واضحًا ومنهجيًا لتنفيذ مشروع التطوير، حيث يتم تقسيم العمل إلى مراحل محددة ومن ثم تنفيذه بتسلسل محدد، مما يسهل التخطيط والمتابعة.
• تشدد منهجية الشلال على تحليل وتوثيق المتطلبات بشكل كامل في مرحلة مبكرة، مما يساعد على فهم وتحديد المتطلبات.
• يمكن التحكم بشكل جيد في تقدم المشروع ومراقبة الموارد والجدولة في كل مرحلة من مراحل التنفيذ.

سلبيات منهجية الشلال:

• صعوبة التعديل في منهجية الشلال، حيث يتم تحديد المتطلبات وتصميم النظام في مرحلة مبكرة، وإذا تم اكتشاف خطأ أو تغيير متطلبات العميل، فقد يكون من الصعب تنفيذ التعديلات.
• قد يكون من الصعب التعامل مع التغيرات التكنولوجية أو المتطلبات المتغيرة بسرعة في منهجية الشلال، حيث تتطلب هذه المنهجية تحديد كل التفاصيل المطلوبة بدقة في وقت مبكر.
• عدم التواصل المستمر مع العملاء، حيث يتم تحديد المتطلبات وتصميم النظام في مرحلة مبكرة، وقد يحدث انقطاع في التواصل المستمر مع العملاء بين المراحل، وقد يؤدي ذلك إلى عدم تلبية توقعات العميل بشكل كامل.
• لا يتم تسليم البرنامج النهائي حتى تنتهي جميع المراحل، مما يعني أن العميل قد لا يتمكن من تجربة المنتج حتى يتم الانتهاء منه بالكامل، وهذا يعني أن أي تعديلات يتم اكتشافها في وقت متأخر قد تكون صعبة أو مكلفة للتعامل معها.

ما هي بعض البدائل لمنهجية الشلال؟

هناك عدة بدائل شائعة لمنهجية الشلال (Waterfall) التي يمكن استخدامها في إدارة المشاريع، والتي يمكن احترافها عن طريق الالتحاق بدورات إدارة المشاريع المقدمة من قبل منصة بكة. ومن أشهر بدائل منهجية الشلال ما يلي:

هناك عدة بدائل شائعة لمنهجية الشلال (Waterfall) التي يمكن استخدامها في إدارة المشاريع، والتي يمكن احترافها عن طريق الالتحاق بدورات إدارة المشاريع المقدمة من قبل منصة بكة. ومن أشهر بدائل منهجية الشلال ما يلي:

1- منهجية Agile

منهجية Agile تركز على التعاون المستمر بين أعضاء الفريق والتفاعل المستمر مع العملاء، وتعتمد على تقسيم المشروع إلى سلسلة من الدورات القصيرة (السبرنتس) وتسليم منتج قابل للعمل في نهاية كل دورة، كما تتيح التكيف مع التغييرات المستمرة في المتطلبات وتركز على تحقيق قيمة سريعة للعملاء.

2- منهجية Scrum 

Scrum هو إطار عمل Agile يركز على التعاون والتفاعل المستمر، ويعتمد Scrum على تقسيم المشروع إلى دورات قصيرة الأمد تسمى "السبرنتس" وتشمل مجموعة محددة من المهام التي يقوم الفريق بتنفيذها خلال كل سبرنت، ويتم تحديد المهام في اجتماعات السبرنت وتتم متابعتها بواسطة فريق Scrum.

3- منهجية Kanban 

Kanban  هو إطار آخر لعمل Agile يركز على تصور بصري لتتبع تدفق العمل، ويستخدم النظام البصري لوحة معلقة تعرض المهام وحالتها ومراحل تنفيذها، ويتم تحريك البطاقات بين المراحل على اللوحة وفقًا لتقدم العمل، ويسمح Kanban بتحقيق رؤية واضحة لحالة المشروع وتحسين تدفق العمل.

4- منهجية Spiral 

منهجية Spiral هي منهجية تجمع بين العناصر الخطية والتكرارية. وتتميز بطابعها التدرجي حيث يتم تقسيم المشروع إلى مجموعة من الدورات القصيرة وفي نهاية كل دورة يتم تقييم المخاطر وتحديد الخطوات اللاحقة. ويسمح هذا المنهج بتطوير تدريجي للمنتج مع التحكم في المخاطر وتقديرات الجدول الزمني والتكاليف.

5- منهجية Lean 

إطار Lean هو إطار عمل يهدف إلى تحقيق الكفاءة وتقليل الهدر في العمليات. ويركز على تحسين سير العمل وتحقيق التدفق المستمر وتقديم القيمة للعملاء. ويتم تحقيق ذلك من خلال التركيز على تحليل العمليات وتحسينها وإزالة أي أنشطة غير ضرورية.

اقرأ بحثًا كاملًا عن أشهر 15 منهجية من منهجيات إدارة المشاريع.

من أول من استخدم منهجية الشلال؟

يعتبر المهندس البرمجي الأمريكي وينستون رويس (Winston Royce) أول من استخدم منهجية الشلال، ونشر مقال عام 1970 بعنوان "المشروع البرمجيات المتعلقة بالمياه" (Software-Related Waterfall Model). 

هل يمكن استخدام منهجية الشلال مع المنهجيات الرشيقة؟

نعم، يمكن استخدام منهجية الشلال بالتزامن مع المنهجيات الرشيقة في بعض الحالات، حيث يكون هناك أطر عمل مثل Hybrid وScrum-fall التي تجمع بين عناصر الشلال والمنهجيات الرشيقة. من المهم معرفة أن استخدام منهجية الشلال مع المنهجيات الرشيقة يمكن أن يساعد في توفير هيكلية وتوثيق محددة للمشروع، بينما يتم الاستفادة من مرونة وتفاعلية المنهجيات الرشيقة في مراحل التطوير والتسليم.

وأخيرًا، عند استخدام منهجية الشلال، يجب أن تأخذ في الاعتبار أنها قد لا تكون مناسبة لجميع أنواع المشاريع التطويرية. وقد تكون أكثر فائدة في المشاريع التي تحتاج إلى تحديد متطلبات دقيقة في وقت مبكر ولا تتوقع تغييرات كبيرة في المشروع. 

ولكن يُفضل العديد من المطورين استخدام منهجيات تطوير أكثر مرونة مثل Agile وScrum التي تهدف إلى التعامل مع التغيرات بشكل أفضل وتشجع التواصل المستمر مع العملاء.

دورات إدارة المشاريع المهنية:

 تساعدك الدورات التدريبية على اكتساب معرفة عميقة والإلمام بأحدث الممارسات والأدوات والاستراتيجيات وتعلم أهم المهارات بمجال إدارة المشاريع للاحتراف فيه، وتقدم لك بكه العديد مندورات إدارة المشاريع المعتمدة دوليًا والتي تشمل ما يلي:

• دورة إدارة المحافظ MoP
• دورة إدارة البرامج والمحافظ P3O
• دورة إدارة البرامج MSP
• دورة إدارة التغيير المرن AgileShift
• دورة PRINCE2
• دورة PRINCE2 Agile
• دورة PMI-SP إدارة جدولة المشاريع
• دورة إدارة المخاطر MoR

الخاتمة:

منهجية الشلال هي كالمسار الذي يجتازه الماء على الشلال، حيث يتدفق بتسلسل من الأعلى إلى الأسفل بشكل تدريجي. وبنفس الطريقة، تتبع منهجية الشلال نهجًا خطيًا في تطوير البرمجيات، حيث يجب استكمال كل مرحلة قبل التحرك إلى الأمام. في كل مرحلة، يتم تحقيق هدف محدد قبل المضي قدمًا، مما يمنح هذه العملية شكلًا مدرجًا ومنظمًا، تمامًا كما يتدفق الماء على الشلال بثبات وترتيب.

من ناحية أخرى، يمكننا تصوير منهجية أجايل كالتلاعب بالأمواج على سطح الماء. فهي تتيح لفرق التطوير التحرك بحرية ومرونة، حيث يمكنهم التفاعل مع التغيرات والتكيف مع المتطلبات بسرعة وسهولة، تمامًا كما يفعل الأمواج التي ترقص على سطح البحر بحرية. باختصار، منهجية الشلال تعبر عن الترتيب والثبات، بينما منهجية أجايل تعبر عن الحرية والمرونة في التعامل مع التحديات والتغيرات.