Benjamin_Boenisch/breakpilot-lehrer
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breakpilot-lehrer/klausur-service/docs/RAG-Admin-Spec.md
Benjamin Boenisch 5a31f52310 Initial commit: breakpilot-lehrer - Lehrer KI Platform 
Services: Admin-Lehrer, Backend-Lehrer, Studio v2, Website,
Klausur-Service, School-Service, Voice-Service, Geo-Service,
BreakPilot Drive, Agent-Core

Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 <noreply@anthropic.com>
2026-02-11 23:47:26 +01:00

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# RAG & Daten-Management Spezifikation
## Übersicht
Admin-Frontend für die Verwaltung von Trainingsdaten und RAG-Systemen in BreakPilot.
**Location**: `/admin/docs` → Tab "Daten & RAG"
**Backend**: `klausur-service` (Port 8086)
**Storage**: MinIO (persistentes Docker Volume `minio_data`)
**Vector DB**: Qdrant (Port 6333)
## Datenmodell
### Zwei Datentypen mit unterschiedlichen Regeln
| Typ | Quelle | Training erlaubt | Isolation | Collection |
|-----|--------|------------------|-----------|------------|
| **Landes-Daten** | NiBiS, andere Bundesländer | ✅ Ja | Pro Bundesland | `bp_{bundesland}_{usecase}` |
| **Lehrer-Daten** | Lehrer-Upload (BYOEH) | ❌ Nein | Pro Tenant (Schule/Lehrer) | `bp_eh` (verschlüsselt) |
### Bundesland-Codes (ISO 3166-2:DE)
```
NI = Niedersachsen BY = Bayern BW = Baden-Württemberg
NW = Nordrhein-Westf. HE = Hessen SN = Sachsen
BE = Berlin HH = Hamburg SH = Schleswig-Holstein
BB = Brandenburg MV = Meckl.-Vorp. ST = Sachsen-Anhalt
TH = Thüringen RP = Rheinland-Pfalz SL = Saarland
HB = Bremen
```
### Use Cases (RAG-Sammlungen)
| Use Case | Collection Pattern | Beschreibung |
|----------|-------------------|--------------|
| Klausurkorrektur | `bp_{bl}_klausur` | Erwartungshorizonte für Abitur |
| Zeugnisgenerator | `bp_{bl}_zeugnis` | Textbausteine für Zeugnisse |
| Lehrplan | `bp_{bl}_lehrplan` | Kerncurricula, Rahmenrichtlinien |
Beispiel: `bp_ni_klausur` = Niedersachsen Klausurkorrektur
## MinIO Bucket-Struktur
```
breakpilot-rag/
├── landes-daten/
│ ├── ni/ # Niedersachsen
│ │ ├── klausur/
│ │ │ ├── 2016/
│ │ │ │ ├── manifest.json
│ │ │ │ └── *.pdf
│ │ │ ├── 2017/
│ │ │ ├── ...
│ │ │ └── 2025/
│ │ └── zeugnis/
│ ├── by/ # Bayern
│ └── .../
│
└── lehrer-daten/ # BYOEH - verschlüsselt
└── {tenant_id}/
└── {lehrer_id}/
└── *.pdf.enc
```
## Qdrant Schema
### Landes-Daten Collection (z.B. `bp_ni_klausur`)
```json
{
"id": "uuid-v5-from-string",
"vector": [384 dimensions],
"payload": {
"original_id": "nibis_2024_deutsch_ea_1_abc123_chunk_0",
"doc_id": "nibis_2024_deutsch_ea_1_abc123",
"chunk_index": 0,
"text": "Der Erwartungshorizont...",
"year": 2024,
"subject": "Deutsch",
"niveau": "eA",
"task_number": 1,
"doc_type": "EWH",
"bundesland": "NI",
"source": "nibis",
"training_allowed": true,
"minio_path": "landes-daten/ni/klausur/2024/2024_Deutsch_eA_I_EWH.pdf"
}
}
```
### Lehrer-Daten Collection (`bp_eh`)
```json
{
"id": "uuid",
"vector": [384 dimensions],
"payload": {
"tenant_id": "schule_123",
"eh_id": "eh_abc",
"chunk_index": 0,
"subject": "deutsch",
"encrypted_content": "base64...",
"training_allowed": false
}
}
```
## Frontend-Komponenten
### 1. Sammlungen-Übersicht (`/admin/rag/collections`)
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Daten & RAG │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Sammlungen [+ Neu] │
│ ───────────────────────────────────────────────────────────── │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 📚 Niedersachsen - Klausurkorrektur │ │
│ │ bp_ni_klausur | 630 Docs | 4.521 Chunks | 2016-2025 │ │
│ │ [Suchen] [Indexieren] [Details] │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 📚 Niedersachsen - Zeugnisgenerator │ │
│ │ bp_ni_zeugnis | 0 Docs | Leer │ │
│ │ [Suchen] [Indexieren] [Details] │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
### 2. Upload-Bereich (`/admin/rag/upload`)
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Dokumente hochladen │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Ziel-Sammlung: [Niedersachsen - Klausurkorrektur ▼] │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ 📁 ZIP-Datei oder Ordner hierher ziehen │ │
│ │ │ │
│ │ oder [Dateien auswählen] │ │
│ │ │ │
│ │ Unterstützt: .zip, .pdf, Ordner │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ Upload-Queue: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ ✅ 2018.zip - 45 PDFs erkannt │ │
│ │ ⏳ 2019.zip - Wird analysiert... │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ [Hochladen & Indexieren] │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
### 3. Ingestion-Status (`/admin/rag/ingestion`)
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Ingestion Status │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Aktueller Job: Niedersachsen Klausur 2024 │
│ ████████████████████░░░░░░░░░░ 65% (412/630 Docs) │
│ Chunks: 2.891 | Fehler: 3 | ETA: 4:32 │
│ [Pausieren] [Abbrechen] │
│ │
│ ───────────────────────────────────────────────────────────── │
│ │
│ Letzte Jobs: │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ ✅ 09.01.2025 15:30 - NI Klausur 2024 - 128 Chunks │ │
│ │ ✅ 09.01.2025 14:00 - NI Klausur 2017 - 890 Chunks │ │
│ │ ❌ 08.01.2025 10:15 - BY Klausur - Fehler: Timeout │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
### 4. Suche & Qualitätstest (`/admin/rag/search`)
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ RAG Suche & Qualitätstest │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Sammlung: [Niedersachsen - Klausurkorrektur ▼] │
│ │
│ Query: [Analyse eines Gedichts von Rilke ] │
│ │
│ Filter: │
│ Jahr: [Alle ▼] Fach: [Deutsch ▼] Niveau: [eA ▼] │
│ │
│ [🔍 Suchen] │
│ │
│ ───────────────────────────────────────────────────────────── │
│ │
│ Ergebnisse (3): Latenz: 45ms │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ #1 | Score: 0.847 | 2024 Deutsch eA Aufgabe 2 │ │
│ │ │ │
│ │ "...Die Analyse des Rilke-Gedichts soll folgende │ │
│ │ Aspekte berücksichtigen: Aufbau, Bildsprache..." │ │
│ │ │ │
│ │ Relevanz: [⭐⭐⭐⭐⭐] [⭐⭐⭐⭐] [⭐⭐⭐] [⭐⭐] [⭐] │ │
│ │ Notizen: [Optional: Warum relevant/nicht relevant? ] │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
### 5. Metriken-Dashboard (`/admin/rag/metrics`)
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ RAG Qualitätsmetriken │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ Zeitraum: [Letzte 7 Tage ▼] Sammlung: [Alle ▼] │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ Precision@5 │ │ Recall@10 │ │ MRR │ │
│ │ 0.78 │ │ 0.85 │ │ 0.72 │ │
│ │ ↑ +5% │ │ ↑ +3% │ │ ↓ -2% │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ Avg Latency │ │ Bewertungen │ │ Fehlerrate │ │
│ │ 52ms │ │ 127 │ │ 0.3% │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────┘ │
│ │
│ ───────────────────────────────────────────────────────────── │
│ │
│ Score-Verteilung: │
│ 0.9+ ████████████████ 23% │
│ 0.7+ ████████████████████████████ 41% │
│ 0.5+ ████████████████████ 28% │
│ <0.5 ██████ 8% │
│ │
│ [Export CSV] [Detailbericht] │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
## API Endpoints
### Collections API
```
GET /api/v1/admin/rag/collections
POST /api/v1/admin/rag/collections
GET /api/v1/admin/rag/collections/{id}
DELETE /api/v1/admin/rag/collections/{id}
GET /api/v1/admin/rag/collections/{id}/stats
```
### Upload API
```
POST /api/v1/admin/rag/upload
Content-Type: multipart/form-data
- file: ZIP oder PDF
- collection_id: string
- metadata: JSON (optional)
POST /api/v1/admin/rag/upload/folder
- Für Ordner-Upload (WebKitDirectory)
```
### Ingestion API
```
POST /api/v1/admin/rag/ingest
- collection_id: string
- filters: {year?, subject?, doc_type?}
GET /api/v1/admin/rag/ingest/status
GET /api/v1/admin/rag/ingest/history
POST /api/v1/admin/rag/ingest/cancel
```
### Search API
```
POST /api/v1/admin/rag/search
- query: string
- collection_id: string
- filters: {year?, subject?, niveau?}
- limit: int
POST /api/v1/admin/rag/search/feedback
- result_id: string
- rating: 1-5
- notes: string (optional)
```
### Metrics API
```
GET /api/v1/admin/rag/metrics
- collection_id?: string
- from_date?: date
- to_date?: date
GET /api/v1/admin/rag/metrics/export
- format: csv|json
```
## Embedding-Konfiguration
```python
# Default: Lokale Embeddings (kein API-Key nötig)
EMBEDDING_BACKEND = "local"
LOCAL_EMBEDDING_MODEL = "all-MiniLM-L6-v2"
VECTOR_DIMENSIONS = 384
# Optional: OpenAI (für Produktion)
EMBEDDING_BACKEND = "openai"
EMBEDDING_MODEL = "text-embedding-3-small"
VECTOR_DIMENSIONS = 1536
```
## Datenpersistenz
### Docker Volumes (WICHTIG - nicht löschen!)
```yaml
volumes:
minio_data: # Alle hochgeladenen Dokumente
qdrant_data: # Alle Vektoren und Embeddings
postgres_data: # Metadaten, Bewertungen, History
```
### Backup-Strategie
```bash
# MinIO Backup
docker exec breakpilot-pwa-minio mc mirror /data /backup
# Qdrant Backup
curl -X POST http://localhost:6333/collections/bp_ni_klausur/snapshots
# Postgres Backup (bereits implementiert)
# Läuft automatisch täglich um 2 Uhr
```
## Implementierungsreihenfolge
1. ✅ Backend: Basis-Ingestion (nibis_ingestion.py)
2. ✅ Backend: Lokale Embeddings (sentence-transformers)
3. ✅ Backend: MinIO-Integration (minio_storage.py)
4. ✅ Backend: Collections API (admin_api.py)
5. ✅ Backend: Upload API mit ZIP-Support
6. ✅ Backend: Metrics API mit PostgreSQL (metrics_db.py)
7. ✅ Frontend: Sammlungen-Übersicht
8. ✅ Frontend: Upload-Bereich (Drag & Drop)
9. ✅ Frontend: Ingestion-Status
10. ✅ Frontend: Suche & Qualitätstest (mit Stern-Bewertungen)
11. ✅ Frontend: Metriken-Dashboard
## Technologie-Stack
- **Frontend**: Next.js 15 (`/website/app/admin/rag/page.tsx`)
- **Backend**: FastAPI (`klausur-service/backend/`)
- **Vector DB**: Qdrant v1.7.4 (384-dim Vektoren)
- **Object Storage**: MinIO (S3-kompatibel)
- **Embeddings**: sentence-transformers `all-MiniLM-L6-v2`
- **Metrics DB**: PostgreSQL 16
## Entwickler-Dokumentation
### Projektstruktur
```
klausur-service/
├── backend/
│ ├── main.py # FastAPI App + BYOEH Endpoints
│ ├── admin_api.py # RAG Admin API (Upload, Search, Metrics)
│ ├── nibis_ingestion.py # NiBiS Dokument-Ingestion Pipeline
│ ├── eh_pipeline.py # Chunking, Embeddings, Encryption
│ ├── qdrant_service.py # Qdrant Client + Search
│ ├── minio_storage.py # MinIO S3 Storage
│ ├── metrics_db.py # PostgreSQL Metrics
│ ├── requirements.txt # Python Dependencies
│ └── tests/
│ └── test_rag_admin.py
└── docs/
└── RAG-Admin-Spec.md # Diese Datei
```
### Schnellstart für Entwickler
```bash
# 1. Services starten
cd /path/to/breakpilot-pwa
docker-compose up -d qdrant minio postgres
# 2. Dependencies installieren
cd klausur-service/backend
pip install -r requirements.txt
# 3. Service starten
python -m uvicorn main:app --port 8086 --reload
# 4. RAG-Services initialisieren (erstellt Bucket + Tabellen)
curl -X POST http://localhost:8086/api/v1/admin/rag/init
```
### API-Referenz (Implementiert)
#### NiBiS Ingestion
```
GET /api/v1/admin/nibis/discover # Dokumente finden
POST /api/v1/admin/nibis/ingest # Indexierung starten
GET /api/v1/admin/nibis/status # Status abfragen
GET /api/v1/admin/nibis/stats # Statistiken
POST /api/v1/admin/nibis/search # Semantische Suche
GET /api/v1/admin/nibis/collections # Qdrant Collections
```
#### RAG Upload & Storage
```
POST /api/v1/admin/rag/upload # ZIP/PDF hochladen
GET /api/v1/admin/rag/upload/history # Upload-Verlauf
GET /api/v1/admin/rag/storage/stats # MinIO Statistiken
```
#### Metrics & Feedback
```
GET /api/v1/admin/rag/metrics # Qualitätsmetriken
POST /api/v1/admin/rag/search/feedback # Bewertung abgeben
POST /api/v1/admin/rag/init # Services initialisieren
```
### Umgebungsvariablen
```bash
# Qdrant
QDRANT_URL=http://localhost:6333
# MinIO
MINIO_ENDPOINT=localhost:9000
MINIO_ACCESS_KEY=breakpilot
MINIO_SECRET_KEY=breakpilot123
MINIO_BUCKET=breakpilot-rag
# PostgreSQL
DATABASE_URL=postgres://breakpilot:breakpilot123@localhost:5432/breakpilot_db
# Embeddings
EMBEDDING_BACKEND=local
LOCAL_EMBEDDING_MODEL=all-MiniLM-L6-v2
```
### Aktuelle Indexierungs-Statistik
- **Dokumente**: 579 Erwartungshorizonte (NiBiS)
- **Chunks**: 7.352
- **Jahre**: 2016, 2017, 2024, 2025
- **Fächer**: Deutsch, Englisch, Mathematik, Physik, Chemie, Biologie, Geschichte, Politik-Wirtschaft, Erdkunde, Sport, Kunst, Musik, Latein, Informatik, Ev. Religion, Kath. Religion, Werte und Normen, etc.
- **Collection**: `bp_nibis_eh`
- **Vektor-Dimensionen**: 384
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