4 Wege, wie das Anforderungsmanagement durch KI die Entwicklung von Elektronik transformiert

Große Sprachmodelle (LLMs) werden umfangreich in der Softwareentwicklung eingesetzt. Wir haben mehrere beeindruckende Beispiele im Haupt-Altium Blog gesehen. Aber die Nutzung von KI in Ingenieursdisziplinen jenseits der Softwareentwicklung hat sich langsamer entwickelt. Es gibt jedoch einen Bereich der Hardwareentwicklung, in dem KI enorme Vorteile bieten kann: KI-Anforderungsmanagement. Wenn man darüber nachdenkt, wie Ingenieuranforderungen funktionieren, tendieren sie dazu, in großen Dokumenten mit Text und Tabellen zu leben. Sie können auch Diagramme enthalten, aber die meisten Daten sind in Textform. Da dies typischerweise die Formulierung von Ingenieuranforderungsdokumenten ist, haben LLMs eine echte Chance zu glänzen. Sie können verwendet werden, um Ingenieuranforderungsdokumente zu analysieren, zusammenzufassen und Prozesse darauf basierend zu definieren.

In diesem Artikel zeige ich Ihnen vier Wege, wie das KI-Anforderungsmanagement verwendet wird, um das Sammeln von Anforderungen, die Anforderungsanalyse und andere Teile des Anforderungsmanagementprozesses zu optimieren. 

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Wie ein Ingenieuranforderungsdokument aussieht

Ingenieuranforderungen Dokumente neigen dazu, sehr lang (und langweilig) zu sein, weil sie alle funktionalen und Leistungsspezifikationen für ein Produkt beschreiben. Wenn dieses Produkt eine Leiterplatte ist, beinhaltet dies eine Mischung aus elektrischen, mechanischen, Zuverlässigkeits-, Konformitäts-, Fertigungs- und Benutzerfreundlichkeitsanforderungen. Oft beziehen sich diese Anforderungen auf spezifische Industriestandards oder Testmethoden sowie auf Konformitätsanforderungen, die die Übereinstimmung mit dem relevanten Standard oder Test definieren.

Anforderungsdokumente werden im Allgemeinen von einem menschlichen Ingenieur basierend auf Kundenforschung, Treffen mit Produktbeteiligten und ihrem bisherigen Wissen über ähnliche Produkte geschrieben. Für das Ingenieurmanagement sind Anforderungsdokumente jedoch nicht sehr nützlich, um ein Projekt zu leiten. Diese Dokumente müssen zusammengefasst, in Aufgaben und Meilensteine unterteilt, in ein Projektmanagementsystem eingegeben und dann den Teammitgliedern zugewiesen werden. Hier können KI-Anforderungsmanagement-Tools, integriert mit LLMs, helfen, einige dieser wesentlichen Aufgaben zu vereinfachen.

1. Zusammenfassung der Anforderungen

Da Anforderungsdokumente so groß und zeitaufwendig zu lesen sein können, ist eine offensichtliche Verwendung eines LLM, sie in klare und prägnante Stichpunkte zusammenzufassen. Die Ausgabe des Modells muss in Bezug auf funktionale Spezifikationen, elektrische Spezifikationen, Standardskonformität usw. umsetzbar sein.

Für das Design elektronischer Systeme oder PCB-Design werden Anforderungen, die mit einem LLM zusammengefasst sind, üblicherweise auf einen spezifischen Standard, eine Teilenummer, einen Teiletyp oder einen elektrischen Wert als Teil der Spezifikation Bezug nehmen.

• Gutes Beispiel: Der PCB-Stromanschluss (J4) muss einem maximalen Strom von 4 A über 2 Schaltkreise (insgesamt 4 Pins) standhalten und darf bei maximalem Strom eine maximale Temperatur von 55 °C nicht überschreiten.
• Schlechtes Beispiel: Der PCB-Stromanschluss sollte die volle Stromlast vom Netzteil aufnehmen können und nicht überhitzen.

Der Unterschied liegt hier in der Spezifität und der Sprache: Die Verwendung des Wortes "muss", die Auflistung eines spezifischen Referenzdesignators und die Angabe spezifischer numerischer Werte sind alles Merkmale einer gut geschriebenen technischen Anforderung. LLMs eignen sich hervorragend zur Erfassung von Anforderungen aus einem langen Anforderungsdokument. Während das Front-End-Elektrodesign und die schematische Erfassung fortschreiten, können die zusammengefassten Anforderungen immer aktualisiert werden, um zusätzliche Referenzdesignatoren, Schaltkreise oder Schaltpläne zu erwähnen.

2. KI für die Erfassung von Anforderungen: Lücken füllen

Eine weitere kritische Aufgabe ist die Überführung einer Spezifikationsliste in echte technische Anforderungen als Teil eines Entwicklungsprozesses. KI kann ein unvollständiges Anforderungsdokument nehmen und jede Anforderung während des Zusammenfassungs- und Segmentierungsprozesses erweitern. Die Ausarbeitung einer kurzen Liste von funktionalen Anforderungen, um konkretere technische Ziele zu formulieren, spiegelt einen der Hauptanwendungsfälle von LLMs wider: Textgenerierung. Dies macht Ihre Anforderungsliste vollständiger und bietet Standards, an die Anforderungen geknüpft werden können.

3. Anforderungsanalyse: Eltern-Kind-Sortierung

Anforderungen bilden oft eine Hierarchie mit Eltern-Kind-Beziehungen. Elternanforderungen sind wie eine 30.000-Fuß-Ansicht, die mehrere Kindanforderungen impliziert. KI-basierte Tools für das Anforderungsmanagement können helfen, ein Anforderungsdokument in diese Eltern-Kind-Beziehungen zu sortieren, insbesondere in Fällen, in denen diese Beziehungen nicht vollständig spezifiziert wurden.

Eltern-Kind-Beziehungen zwischen funktionalen Anforderungen können aus mehreren Gründen entstehen. In einem Entwicklungsprozess für elektronische Systeme könnten einige davon umfassen:

• Modulares Design oder Mehrplatinen-Design
• Mehrere Interaktionen zwischen Schaltkreisen oder Gruppen von Schaltkreisen
• Beziehungen, die durch eingebettete Firmware für Softwareanwendungen in eingebetteten Systemen getrieben werden

In vielen Fällen können Anforderungslisten von Eltern und Kindern in mehreren Dokumenten existieren. KI kann auf jedes dieser Dokumente angewendet werden, um eine Anforderungsanalyse durchzuführen, die in einer Anforderungshierarchie resultiert, welche den Entwicklungsworkflow strafft.

4. Auswirkungsanalyse

Nachdem eine Anforderungsliste aus der Dokumentation extrahiert und in eine klare Hierarchie überführt wurde, kann das Ingenieurteam mit dem Bau des Produkts beginnen. Doch was passiert, wenn das Team mitten in der Entwicklung erkennt, dass eine Anforderung geändert werden muss?

Die Auswirkung dieser Änderung ist selten isoliert zu spüren. Meistens beeinflusst die Änderung andere Anforderungen, was beeinflusst, wie sie bewertet, getestet oder im Design berücksichtigt werden. Bei numerischen Anforderungen ist dies in der Regel einfach, da sie oft durch einfache Gleichungen miteinander verbunden sind. Bei textbasierten Anforderungen ist dies jedoch schwieriger. KI kann eine Rolle bei der Bewertung dieser Auswirkung spielen. KI-basierte Textanalyse kann helfen, diese Anforderung in der Anforderungshierarchie nach oben zu propagieren, letztendlich die Schlüsselanforderungen für das Design erreichend.

Der Workflow des Anforderungsmanagements

Effektive Anforderungsmanagement-Software für Elektronikentwicklungsteams sollte Ihre generierten Systemanforderungen aufnehmen und in eine klare Hierarchie organisieren. Elektronikdesigner benötigen Einblick in diese Anforderungen innerhalb ihrer ECAD-Software und PDM-System, wobei die beste Umgebung eine direkte Verbindung zwischen PCB-Designsoftware, PDM-Instanz und Anforderungsdaten bietet.

Genau das finden Designteams in den Anforderungs- und Systemfähigkeiten von Altium Develop. Engineering-Manager und Teamleiter können KI-gestützte Anforderungsmanagement-Tools nutzen, um ihre Anforderungen zu erstellen und zu organisieren, und jede Anforderung kann einem Designobjekt in ihren PCB-Projektdateien zugeordnet werden. Um mehr zu erfahren, schauen Sie sich unsere kürzliche Podcast-Episode mit dem Produktmanagement-Team für Anforderungen und Systeme an.

Lassen Sie sich nicht von Aufgaben im Anforderungsmanagement unterkriegen.Lassen Sie die Anforderungs- und Systemfähigkeiten von Altium Develop Ihren Arbeitsablauf optimieren und halten Sie Ihr Designteam produktiv. Erleben Sie einen nahtlosen Übergang zu einem neuen Arbeitsablauf, der Ihre Reichweite und Fähigkeiten erweitert.