Masterarbeit: Generierung von Systemkonzepten durch generative KI
Generative KI-Verfahren wie z.B. umgesetzt durch ChatGPT sind aktuell in aller Munde. Es wird erwartet, dass derartige Verfahren in den nächsten Jahren nicht nur vergleichsweise einfache Routine-Tätigkeiten übernehmen werden sondern zunehmend auch den Menschen bei als kreativ wahrgenommenen Tätigkeiten unterstützen. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung und Untersuchung neuer Systemkonzepte in vielen Anwendungsbereichen wie Produktionstechnik, Automobiltechnik, Arbeitsmaschinen, Satelliten u.ä. So ist es naheliegend, mit generativer KI nicht nur Texte und Programmcode zu generieren sondern auch Systemkonzepte oder Simulationsmodelle.
Experimentierbare Digitale Zwillinge (EDZ) könnten diesen Prozess deutlich vereinfachen. Ein EDZ ist eine virtuelle digitale 1-zu-1-Repräsentation (Semantik, Struktur, Verhalten, Interaktion) seines Realen Zwillings (RZ) durch ein experimentierbares Modell. Mit EDZ wird es möglich, reale Module (die Realen Zwillinge wie z.B. reale Sensoren, Aktoren, Kranelemente, Robotergelenkkörper u.ä.) 1-zu-1 in virtuelle Module in der virtuellen Welt abzubilden und dort wie in der Realität zusammenzuführen (z.B. zu einem Roboter oder einem Hydraulikkran). Grundlage der Zusammenführung sind die Schnittstellen der EDZ, die üblicherweise physikalischen Schnittstellen (z.B. mechanisch, elektrisch, datentechnisch) entsprechen. EDZ können aus Sicht generativer KI eine Abstraktionsebene bereitstellen, auf der heute ähnlich auch Systemingenieur arbeitet. Auch dieser parametriert, kombiniert, überarbeitet, erweitert, integriert Module zu einem System und testet dieses in unterschiedlichen Einsatzsituationen, bis das gewünschte Ergebnis erreicht ist. Eine auf der Ebene von EDZ arbeitende generative KI braucht sich (wie der Systemingenieur auch) nicht mit den Realisierungsdetails eines Moduls auseinandersetzen, sondern kann sich auf die geschickte Auswahl, Parametrierung, Kombination, Überarbeitung, Erweiterung und Integration dieser Module konzentrieren.
Im Rahmen dieser Arbeit soll zunächst der Stand der Technik im Bereich des Einsatzes generativer KI bei der Entwicklung und Untersuchung von System- und Simulationsmodellen sowie neuer Systemkonzepte untersucht werden. Basierend hierauf soll ein Konzept entwickelt werden, wie eine generative KI Simulationsmodelle und Systemkonzepte erstellen kann. Hierbei ist ein besonderes Augenmerk auf die Sicherstellung syntaktischer und semantischer Korrektheit zu werfen. Auf dieser Grundlage soll untersucht werden, inwieweit eine Menge von EDZ zur Lösung einer gestellten Aufgabe miteinander kombiniert werden kann. Die Konzepte sollen anhand existierender generativer KI-Modelle untersucht und bewertet werden. Es soll untersucht werden, inwieweit zur Verfügung stehende Ansätze genutzt werden können und welche Entwicklungsschritte noch unternommen werden müssen, um nach einem geeigneten Training entsprechende Aufgaben durchführen zu können. Hierbei ist das Training einer eigenen KI eine Option aber keine Notwendigkeit.
Auf der Modellierungs- und Simulationsseite kann zur Durchführung der Arbeiten auf die Simulationsplattform VEROSIM zurückgegriffen werden.
Stichworte: Generative KI, Experimentierbare Digitale Zwillinge, Systementwicklung, Simulation
Betreuer: Schluse
Weitere Arbeiten
MA: Automatisierung der Verhandlung von digitalen Nutzungsrechten durch Self-sovereign Digital Twins
