Im Forschungsprojekt LLM-SE (Large Language Model unterstütztes Systems Engineering) wird am Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) ein neuartiger Ansatz zur KI-gestützten Teilautomatisierung des Systems Engineerings mechatronischer Systeme entwickelt. Ziel ist es, Engineering-Prozesse von der Anforderungsspezifikation über die Modellbildung bis hin zur virtuellen Inbetriebnahme methodisch zu strukturieren, teilautomatisiert zu unterstützen und systematisch zu validieren.

Ein zentraler Fokus des Projekts liegt auf der generativen Modellbildung entlang des RFLP-Ansatzes sowie auf der Kopplung dieser Modelle mit simulationsbasierten Methoden zur Validierung und Optimierung. Hierzu werden Large Language Models (LLMs) mit Wissensbasen, Optimierungsverfahren und Simulationswerkzeugen kombiniert. Die entwickelten Methoden werden an repräsentativen Anwendungsfällen mechatronischer Systeme demonstriert, evaluiert und dokumentiert.

Im Rahmen studentischer Arbeiten besteht die Möglichkeit, an diesen Fragestellungen mitzuwirken und Teilaspekte der Arbeitspakete AP 5 (KI-gestützte Modellbildung und Konfiguration) und AP 10 (Methodik, Demonstration und Validierung) zu bearbeiten.

Inhaltlicher Fokus der studentischen Arbeiten

KI-gestützte Modellbildung und Konfiguration

Ausgehend von Anforderungsspezifikationen werden funktionale Modelle, Lösungsstrukturen und Konfigurationen mechatronischer Systeme erzeugt. Dabei kommen LLM-basierte Verfahren, Wissensbasen sowie Optimierungsansätze zum Einsatz. Ziel ist es, aus einer Vielzahl möglicher Lösungen schrittweise konsistente und regelkonforme Systemmodelle abzuleiten.

Studierende können u. a. an folgenden Themen arbeiten:

• Ableitung funktionaler Strukturen aus Anforderungen

• Nutzung von LLMs zur Identifikation und Kombination geeigneter Lösungselemente

• Aufbau und Nutzung von Wissensbasen zur Modellgenerierung

• Erstellung von 150 %- und 100 %-Modellen entlang des RFLP-Ansatzes

• KI-gestützte Unterstützung bei der Konfiguration physischer Systemelemente

Methodik, Demonstration und Validierung

Aufbauend auf den in AP 5 generierten Modellen wird ein methodisches Vorgehensmodell für LLM-gestütztes Systems Engineering entwickelt, erprobt und evaluiert. Dieses beschreibt die einzelnen Prozessschritte von der Anforderungserfassung bis zur virtuellen Validierung und definiert die entstehenden Artefakte.

Zentrale Aspekte sind:

• Analyse und Abgrenzung bestehender Engineering-Vorgehensmodelle

• Strukturierung der LLM-SE-Aktivitäten in ein konsistentes Prozessmodell

• Anwendung des Vorgehensmodells auf reale und repräsentative Testfälle

• Systematische Validierung der Ergebnisse entlang des Entwicklungsprozesses

• Bewertung von Qualität, Effizienz und Robustheit der erzeugten Modelle

Simulationsbasierte Validierung und Optimierung

Ein verbindendes Element zwischen AP 5 und AP 10 ist die Kopplung der generierten Modelle mit Simulationsverfahren. Simulationen dienen dabei nicht nur der Validierung, sondern auch der gezielten Optimierung von Systementwürfen.

Mögliche Schwerpunkte sind:

• Ableitung simulationsfähiger Modelle aus generierten Systembeschreibungen

• Nutzung von Simulationen zur Bewertung alternativer Lösungsvarianten

• Integration simulationsbasierter Kennzahlen (z. B. Qualität, Zeit, Kosten) in den Engineering-Prozess

• Untersuchung des Zusammenspiels von LLMs, Simulation und Optimierungsverfahren

• Identifikation von Verbesserungspotenzialen durch iterative Simulation und Anpassung der Modelle

Profil

• Studium in Maschinenbau, Elektrotechnik, Mechatronik, Informatik oder vergleichbar

• Kenntnisse in Unity (C#), TIA Portal oder EPLAN wünschenswert

• Interesse an KI, Automatisierung und virtueller Inbetriebnahme

• Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise, Teamfähigkeit sowie gute Kommunikationsfähigkeiten

• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse in Wort und Schrift

Was wir bieten

• Einbindung in ein aktuelles öffentlich gefördertes Forschungsprojekt

• Hohe Zusammenarbeit mit regionalen Industriepartnern

Beginn

Ab sofort möglich. Die Position ist als Bachelor-, Projekt- oder Masterarbeit verfügbar.

Kontakt

Interessierte Studierende senden bitte ihre Bewerbungsunterlagen (kurzes Motivationsschreiben, Lebenslauf, Notenspiegel) per E-Mail an:

martin.barth@faps.fau.de

jan.krüger@faps.fau.de

Weitere Informationen zum Projekt LLM-SE:
 LLM-SE auf faps.fau.de

Kategorien:

Kontakt: