RAG-Systeme im Digital Engineering: Simulation, Transparenz und Demokratisierung von Wissen

Von René Honcak

Die Anwendung von Retrieval-Augmented-Generation‑Systemen (RAG) im Digital Engineering eröffnet neue Wege, komplexe Produkte über ihren Lebenszyklus hinweg beherrschbar zu machen. Modell­basierte Systementwicklung (MBSE), Simulation und KI‑gestützte Assistenten wachsen zu einem gemeinsamen Informationsraum zusammen, auf den Engineering, Projektmanagement und Entscheider gleichermaßen zugreifen können.

Vom Systems Engineering zum Digital Twin

Klassisches Systems Engineering ist stark dokumentenbasiert: Anforderungen, Designs, Tests und Entscheidungen liegen in getrennten Dateien und Tools. Mit MBSE rücken Modelle in den Mittelpunkt und werden zur zentralen Wissensquelle, aus der sich Dokumente, Schnittstellen und teilweise Tests automatisch ableiten lassen. Modellgetriebene Ansätze (MDSE) gehen noch weiter und steuern Teile des Entwicklungsprozesses direkt, etwa durch Code‑ und Testgenerierung.

Digital Engineering mit Digital Twins verbindet diese Modelle mit Simulations‑, Test‑ und Betriebsdaten bis hin zu Echtzeitinformationen und schafft so ein virtuelles Abbild des Systems über den gesamten Lebenszyklus. Dadurch lassen sich Varianten schneller bewerten, Upgrades gezielt planen und neue Geschäftsmodelle wie „Digital Twin as a Service“ realisieren.

Evolution: Vom klassischen Systems Engineering zum Digital Twin

Simulation als virtueller Test

Simulation ist der Motor, der MBSE und Digital Twins zum Leben erweckt. Bereits in der Akquise‑Phase können Anforderungen virtuell geprüft und Produkt‑Baukastenlösungen oder „Design to Source“-Strategien bewertet werden – also, ob neu entwickelt, intern wiederverwendet oder extern beschafft werden sollte. In der Architekturphase erlauben Systemmodelle den Vergleich von Kühl‑, Antriebs‑ oder Energieversorgungskonzepten und die Bewertung wichtiger Randbedingungen für das spätere Detaildesign.

Auf Komponenten‑ und Systemebene helfen Simulations­ergebnisse, Multiphysik‑Effekte zu berücksichtigen und das Design hinsichtlich Lebensdauer, Kosten und Robustheit zu optimieren. Entlang der rechten Seite des V‑Modells dienen Simulationen als virtuelle Tests bis hin zur virtuellen Freigabe, sofern die Validierungstiefe und das Credibility Level der Modelle dies zulassen. Mit wachsendem Reifegrad entwickeln sich digitale Zwillinge zu belastbaren Entscheidungsgrundlagen, die zunehmend physische Tests ergänzen oder ersetzen.

RAG als Brücke über Tool‑ und Wissenssilos

Die Realität vieler Unternehmen ist eine heterogene Toollandschaft mit PLM‑Systemen, Requirements‑Datenbanken, CAD, Simulation und Testmanagement. RAG‑Systeme verbinden diese Wissensinseln, indem sie Modelle, Spezifikationen, Testberichte und Betriebsdaten indexieren und über einen dialogorientierten Zugang verfügbar machen. Ein Engineer kann etwa fragen: „Zeig mir alle Anforderungen, die mit dieser Komponente und ihren Simulationsergebnissen verknüpft sind“ – und erhält eine konsolidierte, nachvollziehbare Antwort mit Verweisen in die Ursprungssysteme.

RAG‑Systeme dokumentieren zudem, welche Modelle, Versionen und Parametrierungen einem Simulationsergebnis zugrunde liegen und welche Anforderungen damit abgesichert wurden. So lassen sich virtuelle Freigaben transparent auditieren, anstatt sie als Black Box hinnehmen zu müssen.

Demokratisierung durch AI Agents und Chatbots

Auf Basis von RAG lassen sich spezialisierte AI Agents definieren, die typische Rollen im Digital‑Twin‑Engineering unterstützen. Ein „Requirements‑Agent“ hilft beim Formulieren neuer Anforderungen, vermeidet Dubletten und sichert die Traceability zu Modellen und Tests. Ein „Simulation‑Agent“ erklärt Modelle, Szenarien und Sensitivitätsanalysen in verständlicher Sprache und erstellt Kurzberichte für unterschiedliche Stakeholder.Ausbaustufe-Hauptmerkmale-NutzenVorteile.csv+1

Chatbots bieten dafür einen niedrigschwelligen Zugang: Fragen werden wie im Gespräch mit einer Kollegin formuliert, nicht über komplexe Menüstrukturen. Die Kombination aus RAG (für verlässlichen Kontext) und generativer KI (für flexible Sprache) sorgt dafür, dass Informationen sowohl für Expertinnen als auch für das Management in passender Tiefe verfügbar sind.

Demokratisierung von Informationen: RAG und AI Agents als Wissensbrücke

Rolle des V‑Modells und Nutzen im Legacy‑Umfeld

RAG‑basierte Lösungen entfalten ihren Nutzen besonders in bestehenden Legacy‑Umgebungen, in denen ein radikaler Toolwechsel kaum realistisch ist. Die Phasen des V‑Modells – von Anforderungen bis zur Abnahme – bleiben erhalten, werden aber durch KI‑unterstützte Aktivitäten wie Prompt Engineering, Agent Architecture oder Agent Output Verification ergänzt. Das im Artikel verwendete V‑Modell‑Diagramm zeigt, wie sich klassische Schritte und AI‑Aktivitäten verzahnen und so ein Leitbild für AI im Digital Engineering entsteht.

Auf diese Weise bleibt das V‑Modell vertrauter Rahmen, während RAG‑Systeme, Simulation und Digital Twins zu einem gemeinsamen, digitalen Rückgrat verschmelzen. Sie machen komplexe Systeme beherrschbar, demokratisieren Wissen und geben allen Beteiligten mehr Sicherheit – von der jungen Ingenieurin bis zur Geschäftsführung.

Über den Autor:

Quelle: ZF

René Honcak, ZF Group, Head of Digital Twin | Electrified Powertrain Technology, München

Rene Honcak hat einen Bachelor-Abschluss in Scientific Computing und einen Master-Abschluss in Stochastical Engineering. Von 2015 bis 2022 war er bei der ASAP-Gruppe in verschiedenen Funktionen tätig, zuletzt als Technical Project Manager – Digital Twins. Seit 2022 arbeitet er für die ZF Group und leitet dort seit Anfang des Jahres 2024 den Bereich Digital Twin – Electrified Powertrain Technology.

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