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KI-basierter Chatbot für interne Forschungsberichte

Entwicklung eines KI-Chatbots für den DVGW zur effizienten Suche in über 1200 internen Forschungsberichten auf eigener Infrastruktur. Der Chatbot ermöglicht gezielte Anfragen und liefert fundierte Antworten, um die Informationssuche zu optimieren.

Kunde

DVGW

Leistungsumfang

Anforderungsanalyse, Beratung, Konzeption, Programmierung, Projektmanagement, Qualitätssicherung, Softwarearchitektur, UX-Design

Branche

Öffentliche Verwaltung

Technologien

Python, React, XML, Azure AI Foundry, Azure Document Intelligence, Pandas

Projektart

KI, Webanwendung

Die Herausforderung

Das Projekt befasste sich mit der Herausforderung, eine große Anzahl interner Forschungsberichte in verschiedenen Formaten (Word, PDFs) intern zugänglich zu machen. Durch die unzureichende Strukturierung war eine umfangreiche Datenaufbereitung mit der Bereinigung von Dubletten, der Digitalisierung von Scans (OCR) und dem automatischen Anreichern mit Metadaten notwendig. Der Chatbot sollte darüber hinaus in einer sicheren Umgebung gehostet werden, um die Sicherheit der Daten zu gewährleisten.

Unsere Lösung

Zur Bewältigung dieser Herausforderung entwickelte Explicatis eine umfassende KI-Lösung auf Basis der Azure-Plattform. Im ersten Schritt wurden sämtliche Berichte digitalisiert und durch einen automatisierten Prozess mit strukturierten Metadaten angereichert. Dabei erfolgte eine systematische Bereinigung von Dubletten, während OCR-Technologie zur Verarbeitung gescannter Dokumente eingesetzt wurde.
Anschließend implementierte das Team durchsuchbare Indizes mit Azure-Services, die eine präzise und effiziente Abfrage der Dokumentenbestände ermöglichen. Der entwickelte KI-Chatbot basiert auf Azure AI Foundry und Azure OpenAI und wurde nahtlos in die bestehende Systemlandschaft integriert. Das Hosting erfolgt in der sicheren Azure-Umgebung des DVGW, wodurch höchste Datensicherheitsstandards gewährleistet sind.
Diese innovative Lösung transformiert die Informationsbeschaffung grundlegend und ermöglicht den Nutzern einen intuitiven, schnellen Zugang zu relevanten Inhalten aus dem gesamten Berichtsspektrum.

Die Vorgehensweise

Das Projekt wurde agil in enger Abstimmung mit dem Kunden umgesetzt. Explicatis übernahm die Verantwortung für das vollständige Projektmanagement sowie sämtliche technischen Teilbereiche:

  • Proof of Concept für Anbindung LLMs
  • Anforderungsanalyse und Feinkonzeption
  • Datenanalyse und -aufbereitung
  • Softwareentwicklung
  • Qualitätssicherung inkl. Code Reviews
  • Datenmodellierung und Schnittstellendesign

Die agile Vorgehensweise ermöglichte eine flexible Anpassung an sich verändernde Kundenanforderungen und technologische Erkenntnisse. Durch regelmäßige Abstimmungstermine und Retrospektiven wurde das Feedback des DVGW aktiv in den Entwicklungsprozess eingebunden.

Technologie und Umsetzung

Die technische Umsetzung konzentrierte sich auf die Entwicklung eines KI-basierten Chatbots, der vollständig auf der Azure-Plattform gehostet wird. Als Grundlage dienten Forschungsberichte in verschiedenen Formaten (Word, XML, PDF), die zunächst in einen geschützten Datenraum integriert wurden, um höchste Datensicherheit zu gewährleisten.

Der Datenaufbereitungsprozess umfasste mehrere kritische Schritte: die systematische Bereinigung von Dubletten, die Digitalisierung gescannter Dokumente mittels OCR-Technologie (Optical Character Recognition) sowie die automatische Anreicherung mit strukturierten Metadaten. Diese aufbereiteten Daten bildeten die Basis für durchsuchbare Indizes, die eine präzise und effiziente Abfrage der Dokumentenbestände ermöglichen.

Zur automatischen Verarbeitung und Nutzerbereitstellung der Informationen entwickelte das Team komplexe Datenverarbeitungs-Pipelines in Python, die eine nahtlose Integration in den Chatbot gewährleisten. Dabei kamen bewährte Open-Source-Bibliotheken für Natural Language Processing zum Einsatz, um die Textverarbeitung und -analyse zu optimieren.

Die Chatbot-Entwicklung selbst erfolgte mit Azure AI Foundry und Azure OpenAI, wobei durch gezieltes Prompt Engineering eine präzise Antwortqualität erreicht und eine vollständige Integration in die bestehende Systemlandschaft realisiert wurde. Das Hosting in der sicheren Azure-Umgebung des DVGW stellt dabei kontinuierlich die erforderlichen Datensicherheitsstandards sicher.

Die Entwicklung begann mit einem ersten Prototyp im Azure Playground, der für umfassende interne Tests genutzt wurde, um durch iteratives Prompt Engineering die Fragen-Antwort-Paare zu evaluieren und die Funktionalität zu validieren. Basierend auf diesen Erkenntnissen erfolgte die Implementierung einer Production-Ready Anwendung unter Verwendung verschiedener Services der Azure AI Foundry, ergänzt durch Python-basierte NLP-Komponenten für erweiterte Textverarbeitung.

User Experience & User Interface Design

Im Rahmen des UX-Designs für den KI-Chatbot wurden im Sinne des Design-Thinking-Ansatzes die Bedürfnisse der Nutzer frühzeitig identifiziert und in den Gestaltungsprozess integriert. Dabei kamen bewährte Standard-Design-Elemente zum Einsatz, um eine intuitive und konsistente Benutzeroberfläche zu schaffen. Die am häufigsten genutzten Funktionen beim Kunden wurden gezielt analysiert und priorisiert. Eine klare Strukturierung der Chat-Ausgaben fördert die Orientierung im Gesprächsverlauf. Zusätzlich ermöglicht eine Download-Funktion die einfache Sicherung des Verlaufs zur späteren Wiederverwendung. So entstand eine Lösung, die funktional wie nutzerzentriert überzeugt.

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