Teillastenhefte automatisiert generieren: Pflichtenheft-Exporte pro Subsystem und Fachabteilung

Einleitung

Alstom arbeitet laut eigener Zulieferer-Seite mit über 21.000 Lieferanten in 83 Ländern. Zulieferer machen 60% des Jahresumsatzes aus. Jeder dieser Zulieferer muss wissen, was genau er liefern soll. Nicht das gesamte Lastenheft mit 2.000 Anforderungen, sondern exakt die Teilmenge, die sein Subsystem betrifft. Dieses Dokument ist das Teillastenheft.

Teillastenhefte zu erstellen gehört zu den aufwendigsten Aufgaben in der Angebotsphase. Bei einem Fahrzeug mit 20–30 Tier-1-Zulieferern entstehen ebenso viele subsystem-spezifische Dokumentenpakete. Jedes muss die richtigen Anforderungen enthalten, die relevanten Schnittstellen beschreiben, die zutreffenden Normen referenzieren. In vielen Unternehmen geschieht das noch manuell. Die Folgen sind vorhersehbar: vergessene Anforderungen, falsch zugeordnete Schnittstellen, veraltete Normenreferenzen.

Dieser Artikel geht durch die Gründe für die Komplexität, die Standards, die bei der Strukturierung helfen, konkrete Automatisierungsansätze und die Grenzen aktueller Werkzeuge.

Was ist ein Teillastenheft?

Ein Teillastenheft (auch: Lieferanten-Spezifikation, Subsystem-Requirements-Package oder englisch sub-specification) ist eine gefilterte, angereicherte Teilmenge des Gesamtlastenhefts, zugeschnitten auf ein bestimmtes Subsystem oder einen bestimmten Zulieferer. Ein bloßer Auszug reicht nicht. Das Dokument muss den Kontext mitliefern, damit der Zulieferer seine Lösung im Gesamtsystem einordnen kann.

Ein vollständiges Teillastenheft enthält fünf Kategorien von Inhalten:

• Subsystem-spezifische Anforderungen: Alle Anforderungen aus dem Gesamtlastenheft, die das jeweilige Subsystem direkt betreffen, etwa die Klimaleistung für den HVAC-Zulieferer oder die Bremsverzögerungswerte für den Bremssystemhersteller.
• Schnittstellenanforderungen: Anforderungen an die Schnittstellen zwischen dem Subsystem und seinen Nachbarn: mechanisch (Einbauräume, Befestigungspunkte), elektrisch (Spannungsversorgung, Bussysteme), software-seitig (TCMS-Protokolle, Diagnoseschnittstellen). Typischerweise formalisiert in Interface Control Documents (ICDs) formalisiert.
• Übergreifende Anforderungen (Querschnittsanforderungen): Gelten für alle Subsysteme und gehören deshalb in jedes Teillastenheft. Beispiele: Brandschutz nach EN 45545, EMV nach EN 50121, Umgebungsbedingungen, Qualitätsanforderungen und RAMS-Ziele.
• Normenreferenzen: Die für das Subsystem relevante Teilmenge der Gesamtnormen-Liste (TSI, DIN EN, CENELEC), inklusive Versionsangabe und Anwendbarkeitshinweise.
• Kontextinformationen: Systemarchitektur-Übersicht, Schnittstellendiagramme, Betriebsprofil (Streckenklasse, Einsatzgebiet, Umgebungstemperaturen) und organisatorische Informationen (Ansprechpartner, Antwortfristen, Klassifizierungsschema).

Warum Teillastenhefte in der Bahnindustrie besonders komplex sind

Teillastenhefte gibt es in jeder Branche, die mit Subsystem-Zulieferern arbeitet. Die Bahnindustrie bringt aber eine ungewöhnlich hohe Schnittstellendichte mit, dazu eine breite Subsystem-Landschaft und regulatorische Tiefe, die in anderen Branchen selten so zusammenkommen.

Subsystem-Vielfalt

Eine Zuverlässigkeitsstudie zu Schienenfahrzeug-Subsystemen identifiziert sechs Hauptsubsysteme eines Triebfahrzeugs: Hilfsstromversorgung (AUX), Antrieb (DYN), Zugsteuerung und -management (TCMS), mechanische Bremse (MEB), Drehgestell (BOG) und Fahrzeugkupplung (MECH). In der Praxis ist die Zerlegung deutlich feiner: Innenausstattung, Fahrgastinformationssystem, Türsystem, Toilettenanlage, Klimaanlage, Stromabnehmer, Energiespeicher und weitere Subsysteme kommen hinzu. Bei einem modernen Triebzug sind 20–30 Tier-1-Zulieferer die Regel, bei Doppelstockfahrzeugen oder Hochgeschwindigkeitszügen können es mehr sein.

Jeder dieser Zulieferer braucht sein eigenes Dokumentenpaket, und jedes Paket muss die Schnittstellen zu allen angrenzenden Subsystemen abdecken.

Schnittstellendichte

Die Crossrail-Lessons-Learned zur Systemintegration zeigen, was passiert, wenn Schnittstellendefinition in Bahnprojekten schiefläuft: Crossrail verfolgte über 350 Anchor Milestones allein für Schnittstellen und setzte dedizierte Interface Control Documents (ICDs) zwischen Vertragspartnern ein. Die nüchterne Bilanz: Fehlende oder inkonsistente Schnittstellendefinitionen sind „sehr schwierig und teuer in späten Projektphasen zu beheben“.

Übertragen auf Teillastenhefte: Jede Schnittstelle zwischen zwei Subsystemen muss in beiden Dokumenten auftauchen. Der HVAC-Zulieferer braucht die Anforderung an die elektrische Schnittstelle zum Bordnetz; der Bordnetz-Zulieferer braucht die Anforderung an die Leistungsbereitstellung für die Klimaanlage. Wenn diese gespiegelten Anforderungen nicht konsistent sind, fällt das oft erst spät auf.

Querschnittsanforderungen und regulatorische Tiefe

Ein Schienenfahrzeug muss gleichzeitig mehrere Technische Spezifikationen für die Interoperabilität (TSI) erfüllen. Viele dieser Anforderungen sind subsystemübergreifend: Eine Brandschutzanforderung nach EN 45545 betrifft gleichzeitig den Innenausbau, die Sitze, die Kabelführung und die Klimaanlage. Die RAMS-Anforderungen nach EN 50126 müssen vom Gesamtfahrzeug auf Subsystemebene heruntergebrochen werden, die sogenannte RAMS-Allokation, bei der Zuverlässigkeits- und Verfügbarkeitsziele auf einzelne Subsysteme aufgeteilt werden.

Das Problem dabei: Diese Querschnittsanforderungen müssen in jedes betroffene Teillastenheft, aber jeweils mit subsystem-spezifischer Ausprägung. Der HVAC-Zulieferer muss wissen, welche Brandschutzklasse für seine Komponenten gilt und welchen MTBF-Wert er einhalten muss. Die abstrakten Gesamtfahrzeug-Ziele helfen ihm nicht weiter.

Das Drei-Ebenen-Modell: Besteller, OEM, Zulieferer

Der VDB-Leitfaden Anforderungsmanagement beschreibt den Anforderungsfluss über drei Ebenen: Besteller (Aufgabenträger oder Betreiber), Fahrzeughersteller (OEM) und Zulieferer. Ohne dieses Modell lässt sich nicht verstehen, warum Teillastenhefte existieren und warum ihre Erstellung so anspruchsvoll ist.

Dieser Fluss geht in beide Richtungen. Der OEM muss die Pflichtenheft-Antworten der Zulieferer zurück in seinen Gesamtprozess integrieren. Bewertet der Bremssystemhersteller eine Anforderung als OKB (erfüllbar unter Bedingungen), beeinflusst das die eigene Antwort des OEMs an den Besteller. Bei 20–30 Tier-1-Zulieferern pro Fahrzeug wird die Koordination schnell unübersichtlich.

ISO 22163 (IRIS): Was die Lieferkette an Qualität verlangt

Den Rahmen für den Anforderungsfluss über die drei Ebenen setzt ISO 22163 (IRIS), der globale Qualitätsmanagement-Standard der Bahnindustrie. ISO 22163 baut auf ISO 9001 auf und ergänzt bahnspezifische Themen: Projektmanagement, First Article Inspection (FAI), RAMS, Lebenszykluskostenbetrachtung. UNIFE hat den Standard 2006 eingeführt, um die Produktqualität über die gesamte Lieferkette zu vereinheitlichen.

In der Praxis heißt das: Der OEM muss nachweisen, dass die Anforderungen vollständig und konsistent an den Zulieferer weitergegeben wurden. Der Zulieferer muss zeigen, dass er sie versteht, bewerten kann und vollständig beantwortet. Viele OEMs verlangen die IRIS-Zertifizierung, bevor ein Zulieferer überhaupt auf die Liste kommt. Teillastenheft-Qualität ist damit auch ein Compliance-Thema, nicht bloß eine Frage der internen Effizienz.

EN 15380: Der Strukturierungsstandard für die Subsystem-Zerlegung

Die europäische Normenreihe EN 15380 ist das offizielle Klassifikationssystem für Schienenfahrzeuge und die Grundlage für die subsystembasierte Anforderungszuordnung. Die Norm beschreibt drei verschiedene Sichten auf ein Fahrzeug:

• EN 15380-2: Product Breakdown Structure (PBS): Gliederung nach physischen Produktgruppen (Baugruppen, Komponenten). Relevant für die Stückliste und die physische Zuordnung zu Lieferumfängen.
• EN 15380-4: Function Groups: Gliederung nach Funktionen (Antreiben, Bremsen, Informieren, Klimatisieren etc.). Relevant für die funktionale Anforderungsanalyse und den RAMS-Nachweis nach EN 50126.
• EN 15380-5: System Breakdown Structure (SBS): Gliederung nach Systemen und Subsystemen. Dies ist die für Teillastenhefte relevanteste Ebene: Die SBS definiert die Hauptsysteme und Subsysteme eines Fahrzeugs einschließlich der sogenannten Querschnittselemente, die sich aus der architektonischen Gestaltung ergeben. Jede Anforderung kann einem SBS-Element zugeordnet werden, und das Teillastenheft für einen Zulieferer enthält genau die Anforderungen, die seinen SBS-Elementen zugeordnet sind.

Die drei Strukturen hängen zusammen: SBS (EN 15380-5), PBS (EN 15380-2) und Funktionsgruppen (EN 15380-4) zeigen verschiedene Sichten auf dasselbe Fahrzeug. Beim Generieren von Teillastenheften ist die SBS der primäre Filter. Die Funktionssicht braucht man für die RAMS-Allokation, die Produktsicht für die Zuordnung zu konkreten Lieferumfängen.

EuroSpec: Die Branchenempfehlung

Die EuroSpec-Initiative empfiehlt in ihrer Requirements Management Spezifikation (V3.0) explizit die Verwendung von EN 15380-5 für die Strukturierung von Anforderungen. Die Spezifikation behandelt sechs Bereiche: Anforderungsmerkmale, Syntax, Attribute, Rückverfolgbarkeit, Validierung/Verifikation und Datenaustausch.

Für die Teillastenheft-Generierung kommt es auf das Attributmodell an: Jede Anforderung erhält neben ID, Text und Klassifizierung auch ein Attribut system element (nach EN 15380-5), ein product element (nach EN 15380-2) und ein function element (nach EN 15380-4). Wenn diese Attribute sauber gepflegt sind, kann das Teillastenheft als gefilterter Export generiert werden: system element = „Klimaanlage“ filtert alle Anforderungen für den HVAC-Zulieferer heraus.

Manuelle Erstellung: Warum sie nicht skaliert

In vielen Unternehmen werden Teillastenhefte noch manuell erstellt: Ein Systemingenieur oder Angebotsmanager filtert die relevanten Anforderungen aus der Gesamtliste, kopiert sie in ein neues Dokument, ergänzt Schnittstellenbeschreibungen und formatiert das Ergebnis als Word- oder Excel-Datei. Der CONTACT-Software-Artikel zum Anforderungsmanagement in der Bahnindustrie dokumentiert, dass die meisten Hersteller ihre Spezifikationen lange nicht einmal im korrekten Format liefern konnten.

Die manuelle Erstellung hat drei Probleme. Erstens ist sie langsam: pro Zulieferer ein bis mehrere Personentage, bei 25 Zulieferern also Wochen reine Dokumentationsarbeit. Zweitens ist sie fehleranfällig, weil Anforderungen vergessen, Schnittstellen falsch zugeordnet und Normenreferenzen veraltet sein können. Und drittens ist sie nicht revisionssicher: Bei jeder Lastenheft-Revision müssen alle Teillastenhefte manuell geprüft und aktualisiert werden.

Ansätze zur Automatisierung

Die Automatisierung der Teillastenheft-Erstellung basiert auf einem einfachen Prinzip: Wenn jede Anforderung korrekt mit Attributen versehen ist (Subsystem nach EN 15380-5, Anforderungstyp, Normenreferenzen, Schnittstellenzugehörigkeit), lässt sich das Teillastenheft als gefilterter Export generieren.

Voraussetzung: Saubere Attributierung

Wie gut das generierte Teillastenheft wird, hängt vollständig von der Attributierung in der Anforderungsdatenbank ab. Im Detail:

• Jede Anforderung muss mindestens einem SBS-Element (EN 15380-5) zugeordnet sein. EuroSpec definiert hierfür das Attribut system element.
• Schnittstellenanforderungen müssen als solche gekennzeichnet sein, idealerweise mit Angabe beider beteiligter Subsysteme, damit sie in beiden Teillastenheften erscheinen.
• Übergreifende Anforderungen müssen ein Attribut tragen, das sie als subsystemübergreifend kennzeichnet (z. B. scope = cross-cutting).
• Normenreferenzen müssen strukturiert erfasst sein, als eigene Entitäten mit Normennummer, Version und Abschnitt, nicht nur als Freitext im Anforderungstext.
• RAMS-Allokationen müssen als abgeleitete Anforderungen modelliert sein, mit Traceability-Link zur Gesamtfahrzeug-Anforderung.

ReqIF-basierte Generierung

Das Requirements Interchange Format (ReqIF) unterstützt die Teillastenheft-Generierung nativ: Anforderungen sind als strukturierte Datenobjekte mit typisierten Attributen gespeichert, die sich nach beliebigen Kriterien filtern lassen. Ein Teillastenheft ist dann nichts anderes als ein gefilterter ReqIF-Export:

SBS-Element = „Klimaanlage“ ODER (Typ = „Schnittstelle“ AND beteiligtesSystem = „Klimaanlage“) ODER Tag = „Querschnitt“

Der prostep ivip Verein beschreibt ReqIF als offenes Format für den „werkzeugunabhängigen, verlustfreien Austausch von Anforderungen“ über Unternehmensgrenzen hinweg. Die unterstützten Kommunikationspfade umfassen OEM/OEM, OEM/Joint Venture, Kunde/Zulieferer und interne Kommunikation zwischen Geschäftsbereichen. Der Zulieferer kann den ReqIF-Export direkt in sein eigenes Anforderungsmanagement-System importieren, ohne manuelles Abtippen aus einem Word-Dokument.

In der Praxis gibt es allerdings dokumentierte Interoperabilitätsprobleme: Beim Import von Polarion-ReqIF in IBM DOORS werden Objekte als gesperrt markiert. Vendor-spezifische Erweiterungen und Versionsinkompatibilitäten sind nach wie vor Themen. Die ReqIF Implementor Forums bei prostep ivip arbeiten seit 2018 mit regelmäßigen Benchmarks an der Verbesserung der Tool-Interoperabilität.

ALM-gestützte Generierung

Die etablierten Tools im Bahnbereich bieten unterschiedliche Ansätze für die Teillastenheft-Generierung:

• IBM DOORS: seit Jahrzehnten De-facto-Standard in regulierten Branchen. Module mit Filteransichten zeigen nur die Anforderungen eines bestimmten Subsystems an. Gefilterte Module können als Baseline gespeichert und als ReqIF exportiert werden.
• Siemens Polarion: mit seiner LiveDoc-Funktionalität erzeugt es dynamische Dokumente, die sich automatisch aktualisieren, wenn die zugrundeliegenden Anforderungen geändert werden. Nativer ReqIF-Support für den verlustfreien Export gefilterter Anforderungspakete.
• Reqtify von Dassault Systèmes: Traceability-Overlay mit über 100 Schnittstellen, das Anforderungen über den gesamten V-Zyklus verknüpft. Bietet anpassbare Berichtsgenerierung für Coverage- und Impact-Analysen pro Subsystem.

Qualitätssicherung: Was das Teillastenheft enthalten muss

Ein gutes Teillastenheft ist mehr als ein gefilterter Anforderungsauszug. Der Zulieferer muss die Anforderungen im Kontext verstehen, korrekt bewerten und vollständig beantworten können. Die DB-Richtlinie zur Qualitätssicherung bei der Beschaffung von Schienenfahrzeugen und ISO 22163:2023 verlangen lückenlose Rückverfolgbarkeit über die gesamte Lieferkette.

Bestandteile eines qualitativ hochwertigen Teillastenhefts nach Relevanz (qualitative Einschätzung basierend auf EuroSpec-Attributmodell und ISO 22163-Anforderungen).

Sonderfall: RAMS-Allokation auf Subsystemebene

Die CENELEC EN 5012x-Normenreihe verlangt funktionale Sicherheitsnachweise über den gesamten RAMS-Lebenszyklus. EN 50126 definiert 12 Lebenszyklusphasen und verlangt die Allokation von RAMS-Zielen auf Subsystemebene. Was das für Teillastenhefte heißt:

• Die Gesamtfahrzeug-Verfügbarkeit (z. B. 99,5%) muss auf Subsysteme heruntergebrochen werden. Jedes Subsystem erhält seinen eigenen MTBF- und MTTR-Zielwert.
• Die Traceability zwischen Gesamtfahrzeug-RAMS-Anforderung und der abgeleiteten Subsystem-Anforderung muss im Teillastenheft dokumentiert sein.
• Wenn der Zulieferer den allokierten MTBF-Wert nicht einhalten kann, wirkt sich das auf die Gesamtfahrzeug-Verfügbarkeit aus, und damit auf alle anderen Subsysteme. Je später solche Rückkopplungen erkannt werden, desto teurer werden sie.

Revisionen und Teillastenhefte: Die doppelte Herausforderung

Wenn der Besteller eine neue Revision des Gesamtlastenhefts veröffentlicht (siehe auch unseren Artikel Revisionsverfolgung in Lastenheften), müssen auch alle Teillastenhefte aktualisiert werden. Die Studie des Europäischen Parlaments (2023) zu Rolling-Stock-Beschaffungen dokumentiert, dass Ausschreibungsphasen in Deutschland 7–8 Jahre dauern. In diesem Zeitraum sind mehrere Lastenheft-Revisionen die Regel.

Die Herausforderung ist doppelt:

• Welche Subsysteme sind betroffen? Eine Änderung an einer Brandschutzanforderung (EN 45545) kann alle Subsysteme betreffen. Eine Änderung an einer Klimaanlagen-Anforderung betrifft nur das HVAC-System und seine Schnittstellenpartner. Ohne strukturierte Attributierung ist die Impact-Analyse ein manueller Vorgang, der bei jeder Revision wiederholt werden muss.
• Was hat sich geändert? Der Zulieferer muss nicht nur wissen, dass sein Teillastenheft aktualisiert wurde, sondern genau welche Anforderungen sich geändert haben, inhaltlich, nicht nur redaktionell. Ohne diese Transparenz bearbeitet er im Zweifel alles neu.

Mit strukturierter Attributierung geht das besser: Der Delta-Abgleich auf Gesamtlastenheft-Ebene lässt sich pro SBS-Element filtern, sodass jeder Zulieferer nur die für ihn relevanten Änderungen erhält. Die EuroSpec-Spezifikation ist genau dafür ausgelegt: Änderungen werden „auf Einzelanforderungsebene und auf Subsystemebene“ nachverfolgt. Bei manueller Erstellung dagegen heißt jede Revision: alle Teillastenhefte von Hand prüfen und aktualisieren. Spätestens bei der dritten Revision lässt sich dieser Aufwand kaum noch rechtfertigen.

KI-gestützte Teillastenheft-Generierung

Laut dem Loopio 2025 RFP Response Trends Report nutzen branchenübergreifend bereits 68% der Proposal-Teams generative KI, doppelt so viele wie 2023 (34%). In der Bahnindustrie ist das noch kaum angekommen, obwohl spezialisierte Plattformen wie Tendric bereits KI-gestützte Subsystem-Zuordnung anbieten. Bei der Teillastenheft-Erstellung gibt es zwei konkrete Einsatzpunkte:

Teillastenhefte bei Multi-Produkt-Ausschreibungen

Noch komplizierter wird es, wenn die Ausschreibung mehrere Fahrzeugvarianten umfasst, etwa einen Regionalzug und eine S-Bahn-Variante auf derselben Plattform. Dieselbe Anforderung kann je nach Variante eine andere Subsystem-Zuordnung haben. Der Zulieferer braucht dann ein Teillastenheft pro Variante oder ein kombiniertes Dokument mit klarer Variantenkennzeichnung.

Dieser Fall wird im Detail im Artikel Multi-Produkt-Ausschreibungen: Mehrere Varianten in einem Projekt beherrschen behandelt. Kurz gesagt: Das Attributmodell muss neben dem SBS-Element auch die Produktvariante als Filterdimension unterstützen.

Fazit

Teillastenhefte manuell zu erstellen, skaliert nicht. Kein einzelnes Werkzeug löst das Problem allein, aber vier Elemente zusammen schon:

1. Strukturierte Attributierung nach EN 15380-5: jede Anforderung muss einem SBS-Element zugeordnet sein, mit klarer Kennzeichnung von Schnittstellen- und Querschnittsanforderungen.
2. Standardisierter Datenaustausch über ReqIF: damit der Zulieferer die Anforderungen direkt in sein eigenes System importieren kann, ohne manuelles Abtippen.
3. Vorlagenbasierte Dokumentgenerierung: Dokumentvorlagen pro Subsystem mit automatischer Befüllung aus der Anforderungsdatenbank.
4. Integrierte RAMS-Allokation und Normenverwaltung: damit abgeleitete Subsystem-Anforderungen und Normenreferenzen automatisch in die richtigen Teillastenhefte fließen.

Wer diese vier Elemente hat, beschleunigt die Erstellung von Teillastenheften erheblich und berechnet bei Revisionen den Delta pro Subsystem automatisch. Das muss nicht alles auf einmal passieren: Von manueller Erstellung über strukturierte Attributierung bis zur vollautomatischen Generierung mit KI-gestützter Zuordnungsunterstützung lässt sich der Reifegrad schrittweise steigern. Werkzeuge wie Tendric adressieren genau diesen schrittweisen Weg und unterstützen sowohl den Excel-Export für bestehende Workflows als auch die strukturierte Anforderungsverwaltung mit Subsystem-Zuordnung.