Digitale Simulationen in der Abschlussprüfung

Unternehmen setzen digitale Simulationen ein, um Produkte und Systeme zu testen, bevor sie in die reale Produktion gehen. Das spart Kosten, minimiert Risiken und hilft, Prozesse zu optimieren. Mit Hilfe von Simulationen können Menschen außerdem komplexe Arbeitsabläufe realitätsnah üben. Und sie können in einer beruflichen Prüfung zeigen, ob sie einen Prozess oder eine kritische Situation beherrschen: Wie reagieren zum Beispiel angehende Binnenschifffahrtskapitäne, wenn Feuer an Bord ausbricht? Hierfür ein echtes Feuer auf einem echten Schiff zu legen, wäre zwar authentisch, aber wohl doch zu riskant …

Während der Prüfung sitzt der Prüfling in einem Raum mit Fahrstand vor einer 210-Grad-Leinwandprojektion. Er fährt über den Fluss, an Landschaften vorbei, achtet auf Gegenverkehr und Schleusen. All das wird in Echtzeit in die Simulation eingespielt – ebenso wie Notfallsituationen, berichtet Udo Joosten vom Schiffer-Berufskolleg RHEIN. Aus einer Nebenkabine steuert er die Szenarien und Aufgaben, die der Prüfling bewältigen muss. Er steht außerdem über Funk als Gesprächspartner zur Verfügung. Denn in der Prüfung gibt es auch Kommunikationsaufgaben für den Prüfling.

Der Prüfungsausschuss beobachtet den Prüfling während der Durchführung der Arbeitsaufgabe von einer weiteren Kabine aus auf einem Bildschirm. Im Anschluss werden im Fachgespräch die gefahrenen Situationen und das Notfallmanöver besprochen.

Simulator ist ein gleichwertiges Prüfungsformat

Der Simulator ist in der Prüfung gleichwertig zur Prüfung an Bord. Er muss festgelegte europäische Anforderungen erfüllen und behördlich zugelassen sein, um Prüfungsstandards europaweit vergleichbar zu machen. Damit das Steuern des Schiffs möglichst authentisch ist, werden Simulator und Prüfungsformat kontinuierlich weiterentwickelt. „Die Prüflinge erhalten zum Beispiel Zeitvorgaben für ihre Szenarien und Aufgaben, damit sie in einer praxisnahen Geschwindigkeit  unterwegs sind“, sagt Joosten. „Man fährt bei einer PKW-Führerscheinprüfung ja auch nicht mit 40 km/h über die Autobahn.“

Übrigens: in der Binnenschifffahrt wird bereits an Konzepten für unbemannte Schiffe gearbeitet, die auf deutschen Binnengewässern mithilfe von Kamera- und Funktechnik gesteuert werden. Die Prüfungssimulation könnte dabei auch den Weg zu einer neuen Stufe des teilautonomen Fahrens ebnen.

Bei der Fehlerdiagnose an einem Kraftfahrzeug sind Leib und Leben in der Regel nicht in Gefahr, wenn man einmal das Thema Hochvolt-Technik ausklammert. Ein echtes Fahrzeug, in das für jeden Prüfling Fehler eingebaut werden, könnte dagegen durchaus Schaden nehmen. „In der Simulation kann nichts kaputtgehen“, fasst Max Hustig (Haus des Kfz-Gewerbes Dresden) zusammen. Weder durch die Präparation des Fahrzeugs für die Prüfung, noch durch Fehler des Prüflings. Gemeinsam mit Peter Hesse von der TU Dresden stellt Hustig eine Simulation zur Fehlerdiagnose an einem Kfz vor. Dieses wurde Anfang Februar 2026 erstmals in einer praktischen Gesellenprüfung der Kfz-Mechatroniker/-innen eingesetzt. (siehe auch: Leando | Praktische Kfz-Gesellenprüfung zum ersten Mal mit digitaler Prüfungsstation)

Ablauf der Kfz-Prüfung an der Simulation

Die Fehlersuche wird von den Prüflingen sowohl an einem realen Fahrzeug als auch an der digitalen Station durchgeführt. Die Prüflinge sitzen bei diesem Teil der Prüfung an einem PC-Arbeitsplatz. Sie haben zunächst 16 Minuten Zeit, um sechs kurze Videos anzuschauen und passende Übungsaufgaben zu erledigen. Dieser Teil bereitet auf die eigentliche Prüfung vor. 

Man hört einen Anlasser orgeln – das akustische Signal gehört zum Fehlerszenario, das die Prüflinge innerhalb von 40 Minuten bearbeiten müssen. Während der Prüfling sich durch die Anwendung klickt, Auftragstexte aufruft, Abdeckungen öffnet und Messungen durchführt, werden alle Handlungen in einem Log-File mitgeschrieben und sind damit genau protokolliert. Welche Handlung dabei wie zu bepunkten ist, wurde vorab gemeinsam mit dem Gesellenprüfungsausschuss erarbeitet. „Wer sich hier komplett richtig durchrät, sollte an dem Tag unbedingt Lotto spielen", kommentiert Hesse. Die Trefferquote durch reines Raten sei verschwindend gering, die Prüflinge müssten wissen, was sie tun. 

Die Simulation der Fehlerdiagnose läuft in Dresden auf lokalen Servern, so dass die Performance während der Prüfung nicht von der Internetverbindung abhängt - im Gegensatz übrigens zu Prüfungsstationen mit realen Diagnosesystemen, die über das offene Netz erreichbar sind.

Die technische Infrastruktur und die Abhängigkeit von Software und Entwicklern sind insgesamt Herausforderungen bei digitalen Simulationen, die bei der Planung ins Gewicht fallen und gegen die Vorteile abgewogen werden müssen.
 

Während die Kfz-Mechatronikerinnen mit der Simulation in der Prüfung Pionierarbeit leisteten, gehören die Brauer und Mälzer bei diesem Thema schon zu den alten Hasen – wenn auch nicht in jedem Kammerbezirk.

In Ulm werden zum Beispiel schon seit Jahrzehnten Simulationen im Prüfungsbereich der klassischen Sudhausarbeit eingesetzt. Schroten, Maischen, Läutern und Würzekochen sind Prozesse, die gesteuert und überwacht werden müssen.

Die Simulation, die in der Prüfung eingesetzt wird, basiert auf einer Anlagensteuerung, die in einigen Betrieben im Einsatz ist. Roland Michl von der Ferdinand-von-Steinbeis-Schule erklärt, was der Prüfling unter anderem zu tun hat: Leitungswege öffnen, Hackwerk einstellen, Abmaischtemperatur anfahren oder eine Pumpe korrekt zuschalten – alles im zeitlich stark gerafften Simulationsmodus, denn reale Brauprozesse dauern deutlich länger. „Als Prüfling bin ich da schon gut beschäftigt", bemerkt Michl und betont gleichzeitig, dass Zeit zum Nachdenken aber eingeplant sei.  Für die Prüfung spielt neben dem Zeitfaktor auch eine Rolle, dass in der Simulation der Produktionsprozess nicht gefährdet wird.

Die Auszubildenden lernen den Umgang mit der Simulation in rund 20 bis 25 Unterrichtseinheiten im dritten Lehrjahr kennen. Während der Prüfung ist der Prüfungsausschuss im selben Raum und verfolgt das Geschehen über einen angeschlossenen Beamer mit. Ein situatives Fachgespräch gehört zur Prüfung. 

Die Simulation kann auf nahezu jedem Computer verwendet werden, denn sie wird in einer sogenannten Virtual Machine (VM) ausgeführt. Dies ist ein virtueller Computer, der als Software auf einem realen Rechner läuft. „In der Prüfung werden Laptops verwendet, weil diese bei Stromausfällen robuster sind“, ergänzt Michl.

Noch gibt es in der Prüfung der Umwelttechnologen/Umwelttechnologinnen keine Simulation. Zukünftig wäre das aber durchaus denkbar. Seit der Neuordnung 2024 sind Simulationen in diesem Beruf sowohl als Lernmittel als auch als Prüfungsmittel verankert. Im Prüfungsbereich „Betreiben und Unterhalten von Abwasserbehandlungsanlagen" kann die Arbeitsaufgabe digital mittels Simulationsprogramm durchgeführt werden.
 

Dr. Inken Rabbel von der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) stellt die Situation der Umwelttechnologen/-innen für Abwasserbewirtschaftung vor. Es gibt rund 350 Auszubildende pro Jahr, die entweder in kleinen kommunalen Kläranlagen oder in hochtechnisierten Großanlagen lernen. 

Im geförderten Projekt InterSim (InnoVET Plus) wird die Simulationssoftware „Simba“, die ursprünglich für Ingenieure entwickelt wurde, für den Ausbildungskontext aufbereitet. Einführungsvideos, E-Learning-Module und Aufgaben sollen Auszubildende ohne Programmiererfahrung an die Software heranführen, in der die Überwachung und energieeffiziente Gestaltung von Prozessabläufen mit Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik simuliert wird. Perspektivisch könnten dieselben Module auch für Prüfungen genutzt werden.

Zuvor gilt es noch einige Fragen zu klären: Wie werden zum Beispiel gleiche Vorbereitungsbedingungen für alle Auszubildenden geschaffen? Wie werden Ausbildende und Prüfungsausschüsse im Umgang mit der Software qualifiziert? Zudem müssen die Lernszenarien für Prüfungszwecke ausgebaut werden. Und damit Prüfungsausschüsse eine Möglichkeit erhalten, selbst Simulationsszenarien zu entwickeln, braucht es unter anderem kostenpflichtige Lizenzen.

Ob auf dem Schiff, im Sudhaus, in der Kfz-Werkstatt oder in der Kläranlage: Die vier Praxisbeispiele machen deutlich, dass digitale Simulationen Möglichkeiten für Ausbildung und Prüfung öffnen. Sie werfen aber auch grundlegende Fragen auf.

Gefahrlos üben, realistisch prüfen

Ein großer Vorteil von Simulationen liegt darin, dass sie Situationen abbilden können, die in der Realität nur schwer oder mit erheblichen Risiken nachzustellen wären. Besonders deutlich wurde das am Beispiel der Binnenschifffahrt: Notfallmanöver lassen sich im Simulator realitätsnah prüfen, ohne Menschen oder Material zu gefährden.

Auch in Brauereien oder Kläranlagen bieten Simulationen Vorteile. Komplexe Prozessabläufe können geübt oder geprüft werden, ohne laufende Prozesse zu stören oder Produkte zu gefährden.

Mehr als Technik: Entscheidungen sichtbar machen

Simulationen können nicht nur Handlungen nachvollziehbar machen, sondern auch Denkprozesse. Das zeigte das Beispiel der Fehlerdiagnose bei den Kfz-Mechatroniker/-innen: In der Simulation wird erfasst, ob ein Fehler gefunden wird, außerdem, wie die Prüflinge bei der Diagnose vorgehen und welche Entscheidungen sie treffen.

Für die Ausbildung und Prüfungsvorbereitung ergeben sich weitere Vorteile von Simulationen: Auszubildende können Fehler machen und daraus lernen, ohne Angst, etwas kaputt zu machen. Das fördert die Motivation und nimmt Prüfungsängste. Gleichzeitig gehört der sichere Umgang mit digitalen Systemen und Simulationen in vielen Berufen inzwischen selbst zur beruflichen Handlungskompetenz.

Nicht alles lässt sich simulieren

So groß die Potenziale sind – es gibt auch Grenzen: Eine Fehlerdiagnose am Fahrzeug lässt sich simulieren, der manuelle Umgang mit Werkzeugen hingegen nicht. Ob der Einsatz einer Simulation sinnvoll ist, hängt deshalb immer von den Anforderungen des jeweiligen Berufs ab.
Hinzu kommen wirtschaftliche Fragen. Die Entwicklung digitaler Simulationen, zudem für den Prüfungseinsatz, ist in der Regel aufwendig und kostenintensiv. Nutzen und Aufwand sind sorgfältig gegeneinander abzuwiegen. Die gemeinsame Entwicklung und Nutzung durch mehrere zuständige Stellen könnte perspektivisch Ressourcen einsparen.

Die Verantwortung bleibt beim Prüfungsausschuss

Die Entscheidung darüber, was geprüft wird und wie Prüfungsleistungen bewertet werden, bleibt beim Prüfungsausschuss. Dieser sollte schon früh in die Entwicklung von Simulationsszenarien eingebunden werden.

Bei der Bewertung können Simulationen etwa durch automatisch erfasste Prozessdaten unterstützen. Die dabei entstehenden Protokolle und Logfiles erhöhen zugleich die Nachvollziehbarkeit und damit die Rechtssicherheit der Bewertung. Welche Kriterien bewertet werden und wie einzelne Leistungen zu gewichten sind, muss weiterhin der Prüfungsausschuss festlegen.

Fazit: Potenzial ist da – es gibt aber noch offene Fragen

Was sind Faktoren für eine erfolgreiche Implementierung von digitalen Simulationen in Prüfungen? Ausreichend Zeit für die Qualifizierung von Prüflingen und Prüfenden, transparente Systeme, die Einhaltung anerkannter Gütekriterien sowie eine durchdachte Dokumentation aller Abläufe wurden in diesem Zusammenhang genannt. 

Auch wenn sich die vier vorgestellten Berufe hinsichtlich ihrer Erfahrungen unterscheiden, beschäftigen sie ähnliche Fragen: Wo schaffen Simulationen einen echten Mehrwert? Wie lässt sich Skalierbarkeit mitdenken? Wie können Abhängigkeiten von Software und Anbietern begrenzt werden? Und welche rechtlichen Rahmenbedingungen sind künftig erforderlich?

Die Workshopreihe „Digitale Transformation der Berufsabschlussprüfungen" wird solchen Fragen weiter nachgehen.