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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Ausgabe auf der Basis einer Eingabe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein System, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Medium gemäß den gleichrangigen Ansprüchen.
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Stand der Technik
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Technische Prozesse und Softwareentwicklungsprozesse sind oft zeitaufwendig und erfordern viel Interaktion zwischen verschiedenen Beteiligten wie Kunden, Entwicklern, Ingenieuren oder Programmierern. Andererseits sind solche Prozesse immer mehr standardisiert, um wohldefinierte Flüsse von Informationen, Aufgaben und dergleichen aufzuweisen.
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Ein Beispiel für ein technisches Prozessmodell ist das sogenannte V-Modell, das heutzutage oft in der Kraftfahrzeugindustrie benutzt wird. Dieses V-Modell hat einen wohldefinierten Fluss von Informationen. Insbesondere umfasst dieses V-Modell die Erzeugung verschiedener technischer Anforderungen, insbesondere einer L1 -Anforderung, einer L2-Anforderung und einer L3-Anforderung. Die anfängliche L1 -Anforderung wird typischerweise vom Kunden erzeugt. Aus dieser L1-Anforderung werden dann auf Systemebene L2-Anforderungen erzeugt, und schließlich werden auf Software-/Hardwareebene L3-Anforderungen abgeleitet. Der häufigste zur Erfüllung dieses Flusses von Informationen verwendete Ansatz ist eine menschliche Schnittstelle, d.h., Systemingenieure leiten die L2-Anforderungen aus den Kundenanforderungen L1 ab und Anforderungsingenieure leiten die L3-Anforderungen aus den L2-Anforderungen ab.
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Die Analyse und Erzeugung dieser L1-, L2- und L3-Anforderungen, die typischerweise von Systemingenieuren und Anforderungsingenieuren ausgeführt wird, ist sehr zeitaufwendig und etwas fehleranfällig. Außerdem kann der Prozess durch das Kommen und Gehen zwischen Kunde und den Ingenieuren sogar noch weiter verzögert werden, bis ein gemeinsamer Nenner erreicht ist. Ein solcher Prozess ist im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Energieeffizienz nicht ideal.
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Offenbarung der Erfindung
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Das Problem der Erfindung ist die Überwindung oder zumindest Minderung der oben erwähnten Nachteile.
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Das Problem wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung einer Ausgabe auf der Basis einer Eingabe, wobei die Eingabe ein Ton ist, wobei das Verfahren ein computerimplementiertes Verfahren ist, wobei die Ausgabe eine technische Anforderung umfasst. Durch Automatisieren der Erstellung einer technischen Anforderung auf solche Weise werden wertvolle Zeit und Ressourcen gespart, was letztendlich zu weniger Energieverbrauch führt (zum Beispiel, weil Ingenieure weniger Zeit vor Computern verbringen müssen, um die technische Anforderung zu erstellen), und dadurch der Kohlenstoffausstoß der technischen Prozesse verringert wird.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Ton menschliche Sprache. In diesem Kontext kann der Ausdruck „menschliche Sprache“ auch als natürliche Sprache beschrieben werden. Bei typischen Ausführungsformen umfasst die menschliche Sprache Wörter, die von mindestens einem Sprecher und/oder von mehreren Sprechern ausgesprochen werden.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die technische Anforderung eine Anforderung für ein V-Modell, vorzugsweise eine L3-Anforderung oder eine L2-Anforderung. In diesem Kontext versteht sich, dass sich der Ausdruck V-Modell auf einen systemtechnischen Prozess bezieht, der typischerweise verschiedene Komponenten und/oder Schritte umfasst, und der vorzugsweise einen definierten Fluss von Informationen umfasst und der vorzugsweise grafisch in Form eines „V“ repräsentiert werden kann. Bei typischen Ausführungsformen ist die L2-Anforderung ein Satz oder ein Bild eines beliebigen Formats oder eine Kombination von beidem. Bei typischen Ausführungsformen ist die L3-Anforderung ein Satz oder ein Bild oder eine Kombination von beidem. Bei typischen Ausführungsformen hat die L3-Anforderung ein standardisiertes Format.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst die technische Anforderung mindestens einen standardisierten Posten, vorzugsweise mindestens einen Komponentenposten und/oder mindestens einen Aktionsposten und/oder mindestens einen Funktionalitätsposten und/oder mindestens einen Grenzenposten und/oder mindestens einen Umständeposten. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das standardisierte Format eine Kombination von mindestens zwei und vorzugsweise allen der standardisierten Posten. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das standardisierte Format das folgende Syntaxformat: „Die<Komponente> soll unter <Grenzen und Umständen> <durch die Anforderung bereitgestellte Funktionalität> <Aktionsverb: Bereitstellen, Abliefern, fähig sein dazu usw.>“. Dabei entspricht das Wort „Komponente“ dem Komponentenposten, die Wörter „Aktionsverb: Bereitstellen, Abliefern, fähig sein dazu usw.“ sind ein Beispiel für den Aktionsposten, die Wörter „durch die Anforderung bereitgestellte Funktionalität“ entsprechen dem Funktionalitätsposten und die Wörter „Grenzen und Umständen“ entsprechen dem Grenzenposten und dem Umständeposten. Bei einer durch das Verfahren erzeugten realen Ausgabe wird jeder dieser standardisierten Posten durch ein tatsächliches Wort ersetzt, so dass ein technischer Anforderungssatz erhalten wird, zum Beispiel „das Fahrzeug soll unter nassen Straßenbedingungen von jeder zulässigen Geschwindigkeit aus von einem Punkt an, an dem die Bremsen aktiviert werden, zu einem vollen Halt zu kommen fähig sein“.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen verwendet das Verfahren ein neuronales Netz zur Erzeugung der Ausgabe auf der Basis der Eingabe, wobei das neuronale Netz vorzugsweise ein rekursives neuronales Netz ist. Ein neuronales Netz hat den Vorteil, in der Lage zu sein, trainiert zu werden, was für eine Optimierung des Verfahrens besonders vorteilhaft ist. Die Erfinder haben gefunden, dass ein rekursives neuronales Netz besonders vorteilhaft zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens ist.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Tondetektionsprozess und/oder einen Tonanalyseprozess und/oder einen Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen und/oder einen Prozess der Ausgabe technischer Anforderungen. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Tondetektionsprozess einen Tonaufzeichnungsprozess. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Tonanalyseprozess einen Spracherkennungsprozess. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst der Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen einen Texterzeugungsprozess und/oder einen Bilderzeugungsprozess.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Verfahren einen Trainingsprozess und/oder einen Optimierungsprozess. Der Trainingsprozess umfasst vorzugsweise ein Training des neuronalen Netzes, zum Beispiel mittels einer Vielzahl von Tönen und/oder standardisierter Posten und/oder technischer Anforderungen und/oder einer Kombination davon. Der Optimierungsprozess umfasst typischerweise eine Korrektur der technischen Anforderung, zum Beispiel mittels einer zusätzlichen Toneingabe, wobei die zusätzliche Toneingabe typischerweise ein Negierungselement umfasst, zum Beispiel ein Wort „nein“ oder ein Wort „nicht“.
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Bei typischen Ausführungsformen werden ein oder mehrere der oben erwähnten Prozesse im Fluge ausgeführt, zum Beispiel in unendlichen Schleifen. Bei bevorzugten Ausführungsformen werden ein oder mehrere der oben erwähnten Prozesse mindestens teilweise parallel ausgeführt. Zum Beispiel ist es möglich, dass der Tondetektionsprozess und der Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen und der Optimierungsprozess und der Prozess der Ausgabe technischer Anforderungen parallel ausgeführt werden, so dass die technische Anforderung zum Beispiel auf einem Bildschirm ausgegeben werden kann, während das Verfahren immer noch in der Lage ist, durch einen Sprecher ausgesprochene menschliche Sprache zu detektieren und diese Sprache in dem Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen zu verwenden, um die Ausgabe der technischen Anforderung in Echtzeit auf dem Bildschirm zu optimieren.
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Das Problem wird ferner durch ein System mit Mitteln zum Ausführen eines Verfahrens nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen gelöst.
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Das System ist vorzugsweise ausgelegt zum Ausführen eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Das System umfasst vorzugsweise Mittel zum Ausführen beliebiger der oben erwähnten Verfahren und/oder beliebiger der oben erwähnten Prozesse. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das System ein Datenverarbeitungssystem. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das System ein Mikrofon und/oder ein Ausgabemittel, wobei das Ausgabemittel typischerweise ein Bildschirm oder ein Beamer ist oder einen Bildschirm oder Beamer umfasst. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das System ein Tondetektionsmodul und/oder ein Tonanalysemodul und/oder ein Modul der Erzeugung technischer Anforderungen und/oder ein Modul der Ausgabe technischer Anforderungen und/oder ein Trainingsmodul und/oder ein Optimierungsmodul. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird mindestens eines dieser Module, und werden vorzugsweise alle diese Module, mindestens teilweise mittels Softwarecode implementiert. Das System umfasst typischerweise Mittel zum Ausführen mindestens eines Verfahrens nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen, insbesondere Computerhardwaremittel wie Verarbeitungseinheiten, Speichervorrichtungen, Server oder dergleichen zur Teilnahme an den verschiedenen Verfahren und/oder Prozessen, die oben skizziert wurden.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das System ein neuronales Netz, vorzugsweise ein rekursives neuronales Netz. Das neuronale Netz wird typischerweise mittels beliebiger der oben erwähnten Posten und/oder mittels Aufzeichnungen von Gesprächen zwischen zwei oder mehr Personen und/oder mittels technischer Anforderungen trainiert.
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Ein Computerprogramm umfasst bei einer Ausführungsform der Erfindung Anweisungen, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, bewirken, dass der Computer ein Verfahren nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen ausführt. Es versteht sich, dass der Ausdruck „Computer“ sich auf eine beliebige Vorrichtung oder Struktur bezieht, die in der Lage ist, die Anweisungen auszuführen. Das Computerprogramm kann auch als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden.
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Ein computerlesbares Medium umfasst bei einer Ausführungsform der Erfindung Computerprogrammcode zum Ausführen eines Verfahrens nach einer der oben erwähnten Ausführungsformen und/oder umfasst ein Computerprogramm nach der oben erwähnten Ausführungsform. Der Ausdruck „computerlesbares Medium“ kann so aufgefasst werden, dass er sich insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf Festplatten und/oder Server und/oder Speichersticks und/oder Flash-Laufwerke und/oder DVDs und/oder Blu-ray-Datenträger und/oder CDs bezieht. Ferner kann sich der Ausdruck „computerlesbares Medium“ auch auf einen Datenstream beziehen, der zum Beispiel hergestellt wird, wenn ein Computerprogramm und/oder ein Computerprogrammprodukt vom Internet heruntergeladen wird. Ferner kann sich der Ausdruck „computerlesbares Medium“ auch auf ein Datenträgersignal beziehen, das beliebige der oben erwähnten Computerprogramme führt.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung mittels Figuren erläutert, und es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Systems gemäß der Erfindung,
- 2: eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß der Erfindung und
- 3: eine schematische Darstellung eines anderen Verfahrens gemäß der Erfindung.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems gemäß der Erfindung. Insbesondere zeigt
1 ein System 1, das ein rekursives neuronales Netz 2 umfasst. Ferner zeigt
1 ein Gespräch 3, das von zwei Personen abgehalten wird. Der von dem Gespräch 3 stammende Ton wird als Eingabe 4 dem System 1 zugeführt. Das System 1 erzeugt mittels des rekursiven neuronalen Netzes 2 eine Ausgabe 5 auf der Basis der Eingabe 4. Die Ausgabe 5 ist eine technische Anforderung, zum Beispiel eine technische Anforderung mit einem definierten Format wie: „Die<Komponente> soll unter <Grenzen und Umständen> <durch die Anforderung bereitgestellte Funktionalität> <Aktionsverb: Bereitstellen, Abliefern, fähig sein dazu usw.>“.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß der Erfindung. Wie bereits in 1 der Fall war, zeigt 2 auch ein Gespräch 3, das von zwei Personen abgehalten wird. Der Ton, der durch dieses Gespräch erzeugt wird, wird einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als Eingabe 4 zugeführt. Insbesondere umfasst das Verfahren einen Tondetektionsprozess P1, einen Tonanalyseprozess P2, einen Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen P3 und einen Prozess der Ausgabe technischer Anforderungen P4. In dem Tondetektionsprozess P1 wird die Toneingabe 4 zum Beispiel mittels eines Mikrofons detektiert und aufgezeichnet. Nachdem dies geschehen ist, wird der aufgezeichnete Ton in dem Tonanalyseprozess P2 analysiert, während dem zum Beispiel auf der Basis der Toneingabe 4 ein Text erzeugt wird und verschiedene standardisierte Posten aus diesem Text extrahiert werden. Nach dem Tonanalyseprozess P2 erzeugt der Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen P3 die gewünschte technische Anforderung, zum Beispiel eine Anforderung in Form eines standardisierten Satzes, zum Beispiel eine L3-Anforderung. Bei typischen Ausführungsformen werden der Tonanalyseprozess P2 und der Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen P3 mindestens teilweise durch ein neuronales Netz ausgeführt, zum Beispiel das in 1 gezeigte rekursive neuronale Netz 2. Sobald die technische Anforderung in dem Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen P3 erzeugt wurde, wird eine die technische Anforderung umfassende Ausgabe während des Prozesses der Ausgabe technischer Anforderungen P4 erzeugt, und die technische Anforderung wird als Ausgabe 5 gegeben.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines anderen Verfahrens gemäß der Erfindung. Dieses Verfahren ist dem bereits in 2 gezeigten Verfahren ähnlich, hat aber einige zusätzliche Elemente. Die zusätzlichen Elemente sind ein Trainingsprozess P5 und ein Optimierungsprozess P6. Diese zwei neuen Prozesse sind dafür ausgelegt, mit einem oder mehreren der Prozesse P1 bis P4 in Interaktion zu treten, die bereits ausführlich mit Bezug auf 2 erläutert wurden. Zum Beispiel ist der Trainingsprozess P5 dafür ausgelegt, das rekursive neuronale Netz 2 (das in 1 gezeigt, aber der Einfachheit halber in 2 nicht explizit gezeigt ist) zu verbessern, so dass dieses rekursive neuronale Netz 2 beim Ausführen seiner Aufgabe des Erzeugens technischer Anforderungen eines spezifischen Formats auf der Basis der Einzelheiten eines Gesprächs 3, das als Eingabe 4 dem Verfahren (und deshalb auch dem rekursiven neuronalen Netz 2) zugeführt wird, besser und besser wird. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist der Trainingsprozess P5 dafür ausgelegt, mit dem Tondetektionsprozess P1, dem Tonanalyseprozess P2 und dem Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen P3 in Interaktion zu treten. Auf der Basis dieser Interaktionen trainiert der Trainingsprozess P5 das rekursive neuronale Netz 2. Es ist natürlich auch möglich, dass der Trainingsprozess P5 auch dafür ausgelegt ist, mit dem Prozess der Ausgabe technischer Anforderungen P4 in Interaktion zu treten; dies ist jedoch der Einfachheit halber in 3 nicht explizit angegeben.
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Der Optimierungsprozess P6 ist dafür ausgelegt, die während des Prozesses der Erzeugung technischer Anforderungen P3 erzeugte und durch den Prozess der Ausgabe technischer Anforderungen P4 ausgegebene technische Anforderung zu optimieren. Deshalb ist der Optimierungsprozess P6 dafür ausgelegt, mit diesen zwei Prozessen in Interaktion zu treten, wie durch die doppelseitigen Pfeile in 3 angegeben. Ein anderer Teil des Optimierungsprozesses P6 ist der Umstand, dass die Prozesse P1, P2, P3 und P4 in einer unendlichen Schleife ausgeführt werden und die Ausgabe 5 zu den zwei Personen, die das Gespräch 3 führen, zurücktransferiert wird. Dieses Rückmelden ist in 3 mittels des gestrichelten Pfeils schematisch angegeben. Der Optimierungsprozess P6 ermöglicht es den zwei das Gespräch 3 führenden Personen, die Ausgabe 5 bei ihrem Gespräch 3 zu berücksichtigen und dem Verfahren eine modifizierte Eingabe 4 zuzuführen, um die technische Anforderung, die durch das Verfahren als Ausgabe 5 gegeben wird, zu optimieren. Man könnte sich zum Beispiel vorstellen, dass während ihres Gesprächs 3 die zwei das Gespräch 3 führenden Personen Zugang zu einem Bildschirm haben, auf dem die durch das Verfahren als Ausgabe 5 gegebene technische Anforderung angezeigt wird (dieser Bildschirm ist in 3 nicht explizit gezeigt). Wenn den das Gespräch 3 führenden Personen klar wird, dass die auf dem Bildschirm angezeigte technische Anforderung nicht ideal ist, können sie bestimmte Negierungselemente verwenden, zum Beispiel Wörter wie „nein“ oder „nicht“, und solche Negierungselemente werden von dem Verfahren berücksichtigt, und insbesondere von dem Optimierungsprozess P6, der es arrangiert, dass die Prozesse P1 bis P4 die zusätzliche Eingabe 4 zur Erzeugung einer optimierten Ausgabe 5 verarbeiten. Der Optimierungsprozess P6 kann natürlich auch mit dem Tondetektionsprozess P1 und dem Tonanalyseprozess P2 in Interaktion treten; dies ist der Einfachheit halber jedoch in 3 nicht explizit angegeben.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung (die nicht explizit in einer zusätzlichen Figur gezeigt ist) wird ein zur Verarbeitung natürlicher Sprache im Tonformat fähiges (oder anders ausgedrückt, zur Verarbeitung von Gesprächen fähiges) neuronales Netz so trainiert, dass es Anliegen aus diesem Gespräch erkennen kann und daraus eine technische Anforderung (zum Beispiel eine L3-Anforderung oder mehrere L3-Anforderungen) in einem wohldefinierten und/oder standardisierten Format erzeugen kann. Bei einer Ausführungsform wird eine Rohversion der L3-Anforderungen im Fluge während einer Besprechung erzeugt, wobei ein Kunde erklärt, welche Art von Wünschen er für einen gewissen Softwarestapel oder eine gewisse Hardware hat, und die Rückmeldung vom Client wird durch das Verfahren und das neuronale Netz unmittelbar empfangen. Bei typischen Ausführungsformen ist das Verfahren sogar dafür ausgelegt, diese L3-Anforderungen direkt während derselben Besprechung zu verfeinern, wodurch Zeit für Besprechungsteilnehmer gespart wird, was zu einer hohen Übereinstimmung mit den Anforderungen führen wird und deshalb die Effizienz und Nachhaltigkeit des technischen Prozesses verbessern wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Der Schutzumfang wird durch die Ansprüche definiert.
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Ferner ist zu beachten, dass in der Beschreibung oder in den Ansprüchen offenbarte Verfahren durch eine Vorrichtung implementiert werden können, die Mittel zum Ausführen jedes der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Rekursives neuronales Netz
- 3
- Gespräch
- 4
- Eingabe
- 5
- Technische Anforderung umfassende Ausgabe
- P1
- Tondetektionsprozess
- P2
- Tonanalyseprozess
- P3
- Prozess der Erzeugung technischer Anforderungen
- P4
- Prozess der Ausgabe technischer Anforderungen
- P5
- Trainingsprozess
- P6
- Optimierungsprozess
