Motivation
Die Entwicklung neuer Elektroniksysteme ist ein aufwändiger Prozess, der von der Anforderungsermittlung bis zum marktreifen Produkt häufig mehrere Jahre benötigt. Aktuell starten die Projekte aufgrund mangelnder Erfahrung der Entwickler, einer unvollständigen Definition des Anwendungsfalls oder schlicht aus Zeitdruck oft unzureichend spezifiziert. Fehlende Anforderungen werden dann in mehreren Prototyp- und Test-Iterationen ergänzt. Eine frühzeitige vollständige Anforderungsdefinition (Requirements Engineering) wäre dabei geeignet, Entwicklungsaufwand und -kosten sowie die Zeit bis zur Markteinführung (Time-to-Market) signifikant zu senken.
Ziele und Vorgehen
Im Projekt soll ein auf generativer KI basierendes System entworfen, trainiert und evaluiert werden. Basierend auf einer kurzen initialen Beschreibung der gewünschten Elektronik soll damit eine umfassende Systembeschreibung, eine Tabelle der technischen Anforderungen und ein Architekturdiagramm generiert werden. Besondere Herausforderungen sind, Halluzinationen zu vermeiden, die Konsistenz zwischen den drei Repräsentationen sicherzustellen sowie das domänenspezifische Wissen um neue Elektronik-Technologien zu erweitern. Halluzinationen sind Ergebnisse einer KI, die nicht durch Trainingsdaten gerechtfertigt zu sein scheinen und objektiv falsch sein können.
Innovationen und Perspektiven
Im Projekt werden Open-Source-Large-Language-Models (KI-Modelle, die allgemeine Texte mit hoher Qualität generieren) weiterentwickelt, um besser mit technischen Themen umgehen zu können. Dafür werden Kontextualisierungstechniken angewendet, z.B. durch den Zugriff des Modells auf technische Dokumente in Echtzeit (Retrieval-Augmented Generation) oder über ein Datennetzwerk, das technisches Wissen in Form eines Knowledge Graphs modelliert. Auch das Fine-Tuning, also der Trainingsprozess anhand technischer Dokumente, wird verfolgt. Die vom KI-Modell generierten Ergebnisse werden durch menschliches Feedback und Plausibilitätstests bewertet, die auf dem Knowledge Graph basieren. Nach Projektende soll das resultierende System in die etablierten Softwareprodukte von CELUS integriert und über Gebührenzahlungen der Bauteilhersteller sowie Lizenzumsätze der Nutzer monetarisiert werden. Das Projekt wirkt damit dem Mangel an qualifizierten Entwicklern entgegen und stärkt den Elektronik-Standort Deutschland. Die dabei entwickelten Verfahren lassen sich auch auf andere Branchen mit komplexen Produkt- oder Verfahrensentwicklungen übertragen.