4 Wege, wie KI das Anforderungsmanagement verändert

KI in der Technik findet bereits umfangreiche Anwendung in der Softwareentwicklung, wobei LLMs hervorragende Werkzeuge für das Programmieren darstellen. Wir haben sogar einige Beispiele dafür im Haupt-Altium Blog, und wir finden sie ziemlich beeindruckend. Allerdings hat die KI auf der anderen Seite der Technik, wo Ingenieure physische Produkte entwickeln, eine geringere Rolle gespielt. Es gibt jedoch einen Bereich der Hardwareentwicklung, in dem KI enorme Vorteile bieten kann: Engineering-Anforderungsmanagement.

Wenn man darüber nachdenkt, wie Engineering-Anforderungen funktionieren, tendieren sie dazu, in großen Dokumenten mit Text und Tabellen zu leben. Sie können auch Diagramme enthalten, aber die meisten Daten liegen in Textform vor. Da dies typischerweise die Formulierung von Engineering-Anforderungsdokumenten ist, haben LLMs eine echte Chance zu glänzen. Sie können verwendet werden, um Engineering-Anforderungsdokumente zu analysieren, zusammenzufassen und Prozesse darauf basierend zu definieren. In diesem Artikel zeige ich Ihnen vier Wege, wie KI verwendet wird, um das Anforderungsmanagement für Engineering-Manager weniger belastend zu machen.

Wie ein Engineering-Anforderungsdokument aussieht

Anforderungsdokumente im Ingenieurwesen neigen dazu, sehr lange (und langweilige) Dokumente zu sein, die alle funktionalen und Leistungsspezifikationen für ein Produkt beschreiben. Wenn es sich bei diesem Produkt um eine Leiterplatte handelt, beinhaltet dies eine Mischung aus elektrischen, mechanischen, Zuverlässigkeits-, Fertigungs- und Benutzerfreundlichkeitsanforderungen. Oft beziehen sich diese Anforderungen auf spezifische Industriestandards oder Testmethoden sowie auf Konformitätsanforderungen, die die Einhaltung des relevanten Standards oder Tests definieren.

Anforderungsdokumente werden in der Regel von einem menschlichen Ingenieur basierend auf Kundenforschung, Treffen mit Produktbeteiligten und früherem 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 Teammitgliedern zugewiesen werden. Hier kann KI, insbesondere LLMs, helfen, einige dieser wesentlichen Aufgaben zu vereinfachen.

1. Zusammenfassung der Anforderungen

Da Anforderungsdokumente sehr umfangreich und zeitaufwendig zu lesen sein können, liegt eine offensichtliche Verwendung eines LLM darin, diese Dokumente in klare und prägnante Stichpunkte zusammenzufassen. Die Ausgabe des Modells muss in Bezug auf funktionale Spezifikationen, elektrische Spezifikationen, Normenkonformität usw. umsetzbar sein. Bei der Konstruktion elektronischer Systeme oder PCB-Designs beziehen sich die mit einem LLM zusammengefassten Anforderungen normalerweise auf einen spezifischen Standard, eine Teilenummer, einen Teiletyp oder einen elektrischen Wert als Teil der Spezifikation.

• 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 Angabe eines spezifischen Referenzdesignators und die Angabe spezifischer numerischer Werte sind alles Merkmale einer gut geschriebenen technischen Anforderung. LLMs sind hervorragend darin, diese Daten aus einem langen Anforderungsdokument zu extrahieren. Während die elektrische Front-End-Konstruktion und die schematische Erfassung fortschreiten, können die zusammengefassten Anforderungen immer aktualisiert werden, um zusätzliche Referenzdesignatoren, Schaltkreise oder Schaltpläne zu erwähnen.

2. Lücken füllen

Ein weiterer kritischer Schritt ist die Überführung einer Spezifikationsliste in echte Ingenieuranforderungen 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 Ingenieursziele 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. 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 kann 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 eingebettete Softwareanwendungen getrieben werden

In vielen Fällen können Anforderungslisten von Eltern und Kindern in mehreren Dokumenten existieren. KI kann auf jedes dieser angewendet werden, um eine Anforderungshierarchie zu bilden, die hilft, den Entwicklungsworkflow zu verwalten.

4. Auswirkungsanalyse

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

Die Auswirkung dieser Änderung wird selten isoliert gefühlt. Meistens betrifft die Änderung andere Anforderungen, was beeinflusst, wie sie bewertet, getestet oder im Design berücksichtigt werden. Bei numerischen Anforderungen ist dies normalerweise 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 Analyse von Text kann helfen, diese Anforderung in der Anforderungshierarchie nach oben zu propagieren und letztendlich die Schlüsselanforderungen für das Design zu erreichen.

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 ihres Designwerkzeugs und PDM-Systems, wobei die beste Umgebung eine direkte Verbindung zwischen PCB-Designsoftware, PDM-Instanz und Anforderungsdaten bietet.

Genau das finden Designteams im Requirements and Systems Portal innerhalb von Altium 365. Engineering-Manager und Teamleiter können KI nutzen, um ihre Anforderungen zu erstellen und zu organisieren, und jede Anforderung kann einem Designobjekt innerhalb Ihrer PCB-Projektdateien zugeordnet werden. Um mehr zu erfahren, schauen Sie sich unsere kürzliche Podcast-Episode mit dem Produktmanagement-Team des Requirements and Systems Portal an.

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