RECOM und Künstliche Intelligenz in der Leistungselektronik

23.02.2024
Glasfaser - Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung
Auf den ersten Blick scheinen Künstliche Intelligenz (KI) und die Entwicklung von Stromversorgungen nur wenig gemeinsam zu haben. RECOM nutzt jedoch bereits in mindestens drei verschiedenen Bereichen aktiv künstliche Intelligenz, um unsere Produkte und Dienstleistungen zu verbessern. Lesen Sie weiter, um zu sehen, wie künstliche Intelligenz, Strom und RECOM zu Synonymen werden.

Inhaltsverzeichnis

Intelligenter Datenblattvergleich

RECOM stellt etwa 33.000 Standardprodukte her. Der Grund, warum wir so viele Produkte in unserem Portfolio haben, ist die Anzahl der Permutationen und Kombinationen, die erforderlich sind, um die Bedürfnisse unserer Kunden zu erfüllen.

Nehmen wir einen einfachen 5W DC/DC-Wandler - die REC5-Serie von RECOM. Es werden standardmäßig sechs verschiedene Eingangsspannungen und neun verschiedene Ausgangsspannungen angeboten. Das sind auf Anhieb 54 verschiedene Eingangs-/Ausgangskombinationen. Außerdem ist die Serie mit vier verschiedenen Isolationsspannungen und sechs verschiedenen Pinning-Optionen erhältlich. Wenn Sie dann noch die Optionen Metall- statt Kunststoffgehäuse, Ein-/Ausschaltfunktion per Fernbedienung und Verpackung in Kunststoffröhren oder Tape and Reel hinzuzählen, übersteigt die Gesamtzahl der Standardproduktoptionen schnell die Dreitausend - und das bei nur einer Wandlerserie!

All diese Kombinationen sind notwendig, um die verschiedenen Anforderungen unserer Kunden zu erfüllen. Einige benötigen vielleicht SMD-Pinning, damit ein einziger Produktionsprozess für alle Komponenten auf der Platine verwendet werden kann, während ein anderer vielleicht Through-Hole-Pinning verlangt, um besonders robust gegen Stöße und Vibrationen zu sein und um Pin-kompatibel mit einer zweiten Quelle eines anderen Herstellers zu sein. All diese verschiedenen Kombinationen sind also erforderlich und notwendig.
Parametrische Suchfunktion auf der RECOM-Website
Abb. 1: Beispiel für eine parametrische Suchfunktion auf der Website eines Herstellers (RECOM)
Das Problem ist die Komplexität einer so großen Auswahl. Wenn ein Kunde eine bestehende DC/DC-Wandlerlösung hat und diese durch ein RECOM-Produkt ersetzen möchte, kann es entmutigend sein, alle verfügbaren Optionen zu durchsuchen; eine parametrische Suche auf der RECOM-Website nach einem 1W-Wandler mit 5V-Eingang und 5V-Ausgang liefert 5 Seiten mit Ergebnissen (Abbildung 1). Die Suchmaschine eines Mitbewerbers auf seiner Website zeigt 19 Treffer an, eine andere zeigt 122 Ergebnisse. Sind sie gleichwertig? Worin besteht der Unterschied zwischen ihnen?

An dieser Stelle kann künstliche Intelligenz helfen. RECOM arbeitet aktiv mit einer lokalen Universität zusammen, um ein KI-System zu entwickeln, das Daten aus den PDF-Datenblättern verschiedener Hersteller extrahieren kann, damit sie verglichen werden können. Dies ist keine triviale Aufgabe. Jeder Hersteller hat einen anderen Stil, eine andere Schriftart und ein anderes Layout für die Datenblätter.

Außerdem werden die numerischen Daten möglicherweise auf unterschiedliche Weise dargestellt (z.B. 1A oder 1000mA), auf unterschiedliche Weise gemessen (z.B. Lastregelung über 10-100% oder 25%-100% Last) oder mit unvollständigen Informationen versehen (z.B. 2kV Isolation statt 2kVDC für 60 Sekunden Isolation). Die Software muss nicht nur ähnliche Informationen, die in verschiedenen Teilen der verschiedenen Datenblätter enthalten sind, suchen und erkennen, sondern auch den Kontext verstehen, in dem sie gegeben werden, um beurteilen zu können, ob die Daten wirklich gleichwertig sind.

Eine solche Aufgabe ist heute die Aufgabe eines qualifizierten und erfahrenen Bauteilingenieurs. Künstliche Intelligenz wird diese Fähigkeit nicht ersetzen, aber den Prozess erheblich beschleunigen. Im Idealfall ersetzt sie das langwierige Durchforsten von Hunderten von Datenblättern, um eine Auswahlliste mit einigen kompatiblen Kandidaten zu erstellen.

Optimierte distributed power architecture für ein fahrerloses Transportsystem

Illustration eines AGVs von außen und dessen Stromversorgung von innen
Abb. 2: Typische AGV-Subsysteme (Quelle: Hirose Electric)
Viele Schaltkreisdesigns benötigen mehrere Versorgungsspannungen auf Platinebene. Nehmen Sie zum Beispiel ein autonomes oder fahrerloses Fahrzeug (AGV), das selbständig über die Bürgersteige einer Stadt fahren kann, um Pakete oder Lebensmittel auszuliefern. Das FTS benötigt verschiedene Funktionsblöcke - Sensoreingänge wie Videokameras, Objekterkennung über Ultraschall-, Radar- oder Lidar-Entfernungsmesser, ein GPS-Orientierungssystem, einen Mikrocontroller und mehrere Motortreiber - die alle von einer einzigen wiederaufladbaren Batterie, typischerweise einem 48V Lithium-Ionen-Akkupack, versorgt werden (Abbildung 2).

All diese funktionalen Subsysteme benötigen Strom, der von dem 48V-Akkupack geliefert wird. Die Batteriespannung variiert je nach Belastung und Ladezustand, von 24V, wenn sie leer ist, bis zu 54V, wenn sie frisch geladen ist, mit einem transienten Eingangsbereich von 20V bis 60V1. Die geregelten Spannungen auf Board-Ebene könnten +15V für die Motorsteuerungen, +12V für die Kamera und die Ultraschallsensoren, +300V für das LiDAR-System, 3,4V für das GPS-Subsystem und +5V, +3,3V, 1,8V und 1,2V für die Mikrocontroller, Schnittstellen- und Speicher-ICs sein. Die Antriebe der Radmotoren werden direkt von der Batterie versorgt. Natürlich werden diese Board-Level-Stromversorgungen von verschiedenen Spannungsreglern und DC/DC-Wandlern versorgt, aber welche Anordnung ist die optimale? Eine individuelle Versorgung über die 48V-Batterie oder über einen Hochstrom-DC/DC-Wandler zur Reduzierung und Regelung der Versorgung mit LDO-Reglern für jedes System oder eine Kombination aus beidem? (Abbildung 3).
Grafiken von zwei Stromversorgungslösungen für das AGV-Board
Abb. 3: Zwei mögliche verteilte Stromversorgungslösungen für das AGV-Board: zentralisiert und verteilt
Beide in Abbildung 3 gezeigten Stromversorgungslösungen liefern die gleichen Endergebnisse. Die obere verteilte Lösung verwendet mehr DC/DC-Wandlermodule, was hocheffizient, aber nicht billig ist. Die untere, zentrale Lösung verwendet mehr kostengünstige Low-Dropout (LDO)-Regler als die obere Lösung, hat aber höhere Umwandlungsverluste. Ist die maximale Gesamteffizienz der wichtigste Faktor für eine möglichst lange Lebensdauer der Batterie? Oder sind die Kosten das wichtigste Kriterium? Oder gibt es eine andere Power-Tree-Anordnung, die eine optimalere Lösung mit einem guten Wirkungsgrad zu vertretbaren Kosten bieten würde? Es gibt CAD-Softwareprogramme, die erfahrenen Konstrukteuren dabei helfen können, die richtigen Steckdosen im Stromversorgungsbaum auf der Grundlage vorgegebener technischer Spezifikationen auszuwählen. Künstliche Intelligenz kann diesen Prozess jedoch verbessern, damit auch weniger erfahrene Stromversorgungsingenieure die optimalste Lösung mit der besten Leistung zu den niedrigsten Kosten finden können.

RECOM arbeitet mit einem KI-Softwareunternehmen zusammen, das eine solche automatisierte Designplattform entwickelt, um gezielte Lösungen anzubieten. Der KI-Algorithmus wird die funktionalen Anforderungen der Anwendung intuitiv erfassen, automatisch das Projektdesign, die Schaltpläne und die Dokumentation erstellen und die optimalen Komponenten auswählen, um das Design so zu optimieren, dass die Projektparameter bestmöglich erfüllt werden.

KI im Marketing

Videostandbild eines KI generierten Avatars mit Audio- und Videokommentar
Abb. 4: Videostandbild eines von der KI generierten synthetischen Avatars mit Audio- und Videokommentar. Die Produktionszeit betrug ein paar Stunden
Die meisten werden schon von ChatGPT gehört haben, einem "großen Sprachmodell", das maschinelles Lernen nutzt, um intelligente Antworten auf schriftliche Fragen zu geben. Als es Ende 2022 auf den Markt kam, wurde es die am schnellsten wachsende Softwareanwendung aller Zeiten - innerhalb weniger Monate hatte es über 100 Millionen Nutzer. Aufbauend auf dem Erfolg der ursprünglichen kostenlosen Version haben die neuesten kostenpflichtigen Versionen die Fähigkeit der KI erweitert, auf der Grundlage der Eingabeaufforderungen des Benutzers sowohl Bilder als auch Text zu erzeugen. Andere KI-Plattformen können jetzt Avatar-Videos mit gesprochenen Kommentaren auf der Grundlage von Text- und Bildeingaben erstellen.

RECOM hat begonnen, diese KI-Tools zu nutzen, um einfache Blog-Einträge und kurze Videos zu erstellen, um neue Produktveröffentlichungenzu bewerben (Abbildung 4). RECOM ist ein sehr innovatives Unternehmen, das im Durchschnitt jede Woche ein neues Produkt auf den Markt bringt. Wir müssen diese neuen Entwicklungen unserem großen Kundenstamm (>100.000 Kunden) schnell und einfach mitteilen, ohne sie mit wöchentlichen Texten und Pressemitteilungen zu bombardieren.

Ein kurzer Blog, ein Podcast oder ein YouTube-Video ist daher eine ideale Möglichkeit, unsere Kunden auf dem Laufenden zu halten, ohne aufdringlich zu sein. Allerdings sind herkömmliche Videodrehs, Audioaufnahmen oder Bildanimationen sehr teuer und zeitaufwändig, so dass wir bei der Auswahl der wichtigsten Produkte, die die zusätzliche Investition in Zeit und Ressourcen wert waren, sehr wählerisch sein mussten.

Die automatisierte Text-, Audio- und Videogenerierung mit Hilfe von KI hat es uns ermöglicht, informative Videobeiträge, Podcasts und Blogs zu erstellen, die auf Abruf verfügbar sind und so die Zeit und die Postfächer unserer Kunden entlasten, aber dennoch aktuelle Informationen über unser ständig wachsendes Produktportfolio bieten. Das bedeutet auch, dass wir schnell neue Videos in verschiedenen Sprachen erstellen können, um lokale Märkte zu unterstützen, und unsere Kundenkommunikation schnell mit Korrekturen oder neuen Funktionen in letzter Minute aktualisieren können. Selbstverständlich wird das Material vor der Veröffentlichung immer von RECOM-Experten Korrektur gelesen.

In dem Maße, wie sich die Möglichkeiten der von der KI generierten Videos, Texte und Audiospuren weiterentwickeln, wächst auch die Möglichkeit, unsere Kreativität im Marketing zu steigern. So können wir beispielsweise umfassendere Informationen in der Landessprache unserer Kunden bereitstellen oder mehrschichtige Produktmarketingstrategien umsetzen. Dieser Ansatz umfasst eine prägnante Einführung in die wichtigsten Vorteile für ein breiteres Publikum und eine detaillierte Erkundung der technologischen Fortschritte und Funktionen, die auf anspruchsvollere Benutzer zugeschnitten sind. Als Technologieunternehmen, das sich auf die Bereitstellung von Lösungen und nicht nur von Produkten konzentriert, spielt Software für künstliche Intelligenz eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung unserer Zukunft. Sie kann zwar nicht das fundierte Wissen, die Fähigkeiten und die Erfahrung unserer Ingenieure und Vertriebssupport-Teams ersetzen, aber sie dient als wertvolles Werkzeug, um unsere Dienstleistungen für Kunden zu erweitern. Durch den Einsatz von KI wollen wir die Gesamtqualität unserer Angebote verbessern und unseren Kunden eine persönlichere und effizientere Erfahrung bieten.

Hinweis: Der letzte Absatz wurde von KI geschrieben.

1Spezifikation gemäß LV148 Automobilstandard
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