自動導引車系統(tǒng)的優(yōu)化分布式電源架構

人工智能 (AI) 和電源設計似乎沒有太多共同之處。然而，RECOM 已經在至少三個不同領域積極應用人工智能技術，旨在提升我們的產品和服務質量。請閱讀本文，了解人工智能、電力電子和 RECOM 如何變得密不可分。

智能數據表對比

RECOM 生產約 33,000 種標準產品。我們的產品組合之所以如此豐富，是因為需要通過各種排列組合來滿足客戶的需求。

僅以 RECOM REC5 系列的 5 W DC/DC 轉換器為例。作為標準配置，該產品提供六種不同的輸入電壓和九種不同的輸出電壓。這就是 54 種不同的輸入/輸出組合。此外，該系列產品還有四種不同的隔離電壓額定值和六種不同的引腳選項可供選擇。如果再包括金屬而非塑料外殼、遠程控制開/關功能、塑料管或膠帶和卷軸封裝等選項，那么標準產品選項的總數就迅速超過了三千個——而這僅僅是一個轉換器系列的產品！

所有這些排列組合都是為了滿足客戶的不同需求——有的客戶可能需要 SMD 引腳，以便電路板上所有元件都能使用單一生產過程，而另一些客戶則可能需要通孔引腳，以增強抗沖擊和振動的穩(wěn)健性，并確保與來自不同制造商的第二來源引腳兼容。因此，所有這些不同的組合都不可或缺。

問題在于如此多的選擇導致決策變得復雜。如果客戶已有現(xiàn)成的 DC/DC 轉換器解決方案，并希望用 RECOM 產品替代，那么要從所有可用選項中進行搜索可能會是一項艱巨的任務；在RECOM 網站上輸入參數，搜索一款具有 5 V 輸入電壓和 5 V 輸出電壓的 1 W 轉換器，會顯示 5 頁的結果（見圖 1）。一個競爭對手的網站搜索引擎顯示有 19 個匹配結果，另一個則顯示有 122 個匹配結果。這兩個搜索結果是否等同？它們之間的區(qū)別是什么？

圖 1：制造商網站 (RECOM) 上參數搜索功能示例

在這個問題上，人工智能可以發(fā)揮作用。RECOM 正在與本地大學積極合作，幫助開發(fā)一套人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從不同制造商的 PDF 數據表中提取數據進行比較。這不是一項簡單的工作。每個制造商的設計風格、文字字體和數據表布局都不盡相同。此外，數值數據的呈現(xiàn)方式可能不同（例如 1 A 或 1000 mA）、測量方式可能不同（例如負載調節(jié)范圍在 10-100% 或 25-100% 內）、或者信息不完整（例如僅標明 2 kV 隔離，沒有說明 2 kVDC，持續(xù)時間為 60 秒）。軟件不僅要搜索并識別不同數據表各部分所呈現(xiàn)的相似信息，還要理解這些信息的上下文，以判斷數據是否真正等同。

如今，這樣的任務是由技術嫻熟且經驗豐富的元件工程師來完成。人工智能不會取代這項技能，但能極大地加速這一過程——理想情況下，它能取代翻閱數百份數據表以篩選出少數幾個兼容候選產品的繁瑣工作。

自動導引車系統(tǒng)的優(yōu)化分布式電源架構

許多電路設計需要多個板級電源電壓。例如，自主駕駛或自動引導車 (AGV) 可以沿著城市的人行道自行運送包裹或食品。AGV 將需要多種功能模塊來正常工作——如視頻攝像頭等傳感器輸入、通過超聲波、雷達或激光雷達進行物體檢測的系統(tǒng)、GPS 定位系統(tǒng)、微控制器以及若干電機驅動器——所有這些都由單個可充電電池供電，通常為48 V 鋰離子電池組（見圖 2）。

圖 2：典型 AGV 子系統(tǒng)

所有這些功能子系統(tǒng)都需要電源，將由 48 V 電池組供電。電池電壓會根據負載和充電狀態(tài)變化，從耗盡時的 24 V 到剛充滿時的 54 V，瞬態(tài)輸入電壓范圍為 20 V 至 60 V[1]。各板級電壓可調，電機控制器為 +15 V，攝像頭和超聲波傳感器為 +12 V，激光雷達系統(tǒng)為 +300 V，GPS 子系統(tǒng)為 3.4V，微控制器、接口和存儲器 IC 分別為 +5 V、+3.3 V、1.8 V 和 1.2 V。車輪電機驅動將直接采用電池供電。顯然，這些板級電源將由各種穩(wěn)壓器和 DC/DC 轉換器供電，但哪一種是最佳配置呢？是由 48 V 電池單獨供電，還是通過高電流 DC/DC 轉換器來降低電壓并用低壓差線性 (LDO) 穩(wěn)壓器為每個系統(tǒng)進一步調節(jié)電源，或者結合以上兩種方式？（圖 3）。

圖 3：AGV 電路板兩種可能的電源分配解決方案：集中式和分布式

圖 3 所示的兩種電源樹解決方案均能提供相同的最終結果。上面的分布式解決方案使用了更多的 DC/DC 轉換器模塊，這些模塊效率很高但成本不菲。下面的集中式解決方案比上面的解決方案使用了更多低壓差線性穩(wěn)壓器，成本雖低但其轉換損耗更大。整體效率最大化是否是提供最長電池壽命最重要的因素？或者成本是最重要的準則？或者是否有另一種電源樹配置能夠提供更優(yōu)的解決方案，既經濟又高效？有一些 CAD 軟件程序可供經驗豐富的設計人員根據特定技術規(guī)格在電源供應樹中選擇合適的插座，但人工智能可以改善這一過程，讓經驗相對較少的電源工程師以最低的成本找到性能最佳的最優(yōu)解決方案。

圖 3 所示的兩種電源樹解決方案均能提供相同的最終結果。上面的分布式解決方案使用了更多的 DC/DC 轉換器模塊，這些模塊效率很高但成本不菲。下面的集中式解決方案比上面的解決方案使用了更多低壓差線性穩(wěn)壓器，成本雖低但其轉換損耗更大。整體效率最大化是否是提供最長電池壽命最重要的因素？或者成本是最重要的準則？或者是否有另一種電源樹配置能夠提供更優(yōu)的解決方案，既經濟又高效？有一些 CAD 軟件程序可供經驗豐富的設計人員根據特定技術規(guī)格在電源供應樹中選擇合適的插座，但人工智能可以改善這一過程，讓經驗相對較少的電源工程師以最低的成本找到性能最佳的最優(yōu)解決方案。

RECOM正與一家人工智能軟件公司合作，該公司正在開發(fā)這樣一個自動化設計平臺，旨在提供有針對性的解決方案。人工智能算法將準確理解應用的功能需求，自動生成項目設計、原理圖和文檔，并挑選最優(yōu)元件以精簡設計，確保符合項目的具體參數要求。

市場營銷領域的人工智能

大多數人都會聽說過 ChatGPT，一種‘大型語言模型’，它利用機器學習技術對書面問題作出智能回復。2022年底發(fā)布后迅速成為有史以來增長最快的軟件應用程序，短短幾個月內就吸引了超過 1 億名用戶。繼原始免費版本取得成功之后，最新的付費版本進一步增強了人工智能的功能，可以根據用戶的提示生成圖像和文本。其他人工智能平臺現(xiàn)在能夠根據文本和圖像輸入創(chuàng)建帶有口頭評論的虛擬形象視頻。

RECOM開始利用這些人工智能工具制作簡單的博客文章和短視頻，用以宣傳新產品的發(fā)布（見圖 4）。RECOM 是一家高度創(chuàng)新的公司，平均每周發(fā)布一款新產品。我們需要以快速簡潔的方式向我們龐大的客戶群（超過 10 萬名客戶）通報這些新動態(tài)，而不是用每周的短信和新聞稿輪番轟炸，因此，發(fā)布一篇簡短的博客、播客或 YouTube 視頻是保持客戶了解最新信息的理想方式，且不會顯得過于強迫。然而，傳統(tǒng)的視頻拍攝、音頻錄制或圖像動畫是一個非常耗時耗財的過程，因此我們必須非常慎重地選擇，只有那些主要產品才值得投入額外時間和資源。

利用人工智能自動生成的文本、音頻和視頻，我們能夠根據需求生成信息豐富的視頻片段、播客和博客，這樣既為客戶節(jié)省了時間，不占用過多收件箱空間，同時還能向其提供我們不斷更新的產品組合的最新信息。這也意味著我們能夠迅速制作出多種語言版本的新視頻，以支持本地市場，并且能夠迅速更新客戶溝通內容，無論是臨時更正還是功能新增。更不用說，RECOM 的專家們總是在發(fā)布前仔細校對材料。

隨著人工智能生成視頻、文本和音頻的能力不斷提升，我們在市場營銷活動中增強創(chuàng)意的機會也在不斷增加。例如，我們可以使用客戶的本地語言提供更全面的信息，或者實施分層的產品營銷策略。這種方法包括對主要優(yōu)勢進行簡要介紹，以吸引更廣泛的受眾群體，并對技術進展和特定功能進行詳細探討，以滿足高級用戶的需求。作為一家專注于提供解決方案而非僅僅提供產品的技術公司，人工智能軟件在決定我們的未來發(fā)展中發(fā)揮著至關重要的作用。盡管人工智能無法取代我們工程師和銷售支持團隊所具備的深厚知識、技能和經驗，但它作為一種有價值的工具，有助于我們提高對客戶的服務水平。通過利用人工智能，我們旨在提升產品和服務的整體質量，確保為我們的客戶提供更加個性化和高效的體驗。

審核編輯：湯梓紅