Die in den Industrie- und Schwellenländern gültige Emissionsgesetzgebung macht bei der Verwendung von Dieselmotoren eine außermotorische Abgasreinigung notwendig. Dies betrifft nicht nur Fahrzeuganwendungen auf der Straße, sondern auch Off-Highwayanwendungen wie Marine, Bahn und Industrie. SCR-Systeme (selective catalytic reduction systems) stellen in diesen Anwendungen die bevorzugte Technologie zur Stickoxidreduktion dar. SCR-Systeme sind robust gegenüber Kraftstoffen mit erhöhten Schwefelgehalten und erlauben es, den Basismotor auf höhere Stickoxidrohemissionen zu trimmen. Dies führt im Allgemeinen zu geringeren Kraftstoffverbräuchen und stellt damit ein Beitrag zur CO2-Reduktion dar. Die individuellen Einsatzprofile und geringen Stückzahlen in den Off-Highwayanwendungen erfordern einen besonders effizienten Entwurfsprozess der SCR-Systeme. Dieser kann mit Hilfe graphenbasierter Entwurfssprachen realisiert werden. Die wissensbasierte Entwurfsmethode der Entwurfssprachen stellt ein digitales, regelbasiert ausführbares Abbild des Entwurfsprozesses her. Das Entwurfswissen wird in Form von Regeln und Vokabeln abgelegt. Durch automatisierte Analyse- und Simulationsschleifen werden im Produktionssystem Entwurfsentscheidungen auf Basis objektiver Analyseergebnisse getroffen. Ausgehend von gegebenen Anforderungen (Emissionsziele, Motordaten, Bauraum, etc.) werden digitale Entwürfe von SCR-Systemen erzeugt und anhand regelbasiert generierter Simulationsmodelle (z.B. Strömungssimulation) validiert. Damit wird eine Beschleunigung des Entwurfsprozesses von SCR-Systemen um mehr als eine Größenordnung erreicht. Die dafür notwendigen CAD-Geometrien der verwendeten Rohrleitungen werden aus standardisierten Rohrbögen mit konstanten Bogenwinkeln und Radien erzeugt. Für die Synthese dieser Rohrstrecken wird ein Optimierungsalgorithmus (Simulated Annealing) eingesetzt. Dabei werden topologische Variationen mit Hilfe einer analytischen Konstruktionsvorschrift (Kegel-Kegel-Fasskreis-Konstruktion) dargestellt. Diese erlaubt einen schnellen und robusten Austausch einzelner Bogenelemente unter Beibehaltung der Gültigkeit der Rohrstrecke. Parametrische Änderungen der Rohrstrecke werden mit Hilfe eines Starrkörpersimulators durchgeführt. Das digitale Abbild des Entwurfsprozesses enthält analytische Gleichungen. Die Lösungssequenz dieser Gleichungen muss bei der Ausführung der Entwurfssprache automatisch bestimmt werden. Dies wird mit Hilfe eines Lösungspfadgenerators realisiert. In der vorliegenden Arbeit wird dazu auf Basis von Symmetriebetrachtungen ein selbstassemblierender Lösungspfadalgorithmus entwickelt. Dieser erlaubt, im Regelfall zyklenfreier Kopplungen, eine generische Parallelisierung der Lösungspfadfindung und führt so zu einer erheblichen Beschleunigung, verglichen mit klassischen graphenbasierten Algorithmen. Daneben wird ein Mechanismus zur Bestimmung der Abfolge einzelner Entwurfsschritte entwickelt. Durch eine systematische Sequenzialisierung des Entwurfsprozesses kann eine Reduktion der Entwurfskomplexität erreicht werden. Die mit den Produktanforderungen verträglichen Auslegungen der zu integrierenden Systeme bilden dabei Teilmengen im Raum der Entwurfsfreiheitsgrade. Aus der mathematischen Dimension dieser Teilmengen lässt sich eine bevorzugte Entwurfssequenz bestimmen: Bei der sequenziellen Integration zweier Teilsysteme sollte mit der Auslegung des niederdimensionaleren Teilsystems - dem System mit weniger Freiheitsgraden - begonnen werden. Das Prinzip der dimensionsabhängigen Entwurfsabfolge kann neben der Strukturierung des Entwurfsprozesses auch als Basis eines zukünftig selbstorganisierten Entwurfsprozesses dienen.