Operationalisierung Künstlicher Intelligenz in Unternehmen

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Operationalisierung
Künstlicher Intelligenz
in Unternehmen

Hamburg Airport | adesso | Taktile
Inhalt

    Über����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4

    Zusammenfassung����������������������������������������������������������������������������������� 5

    Stand von KI in Unternehmen im Jahr 2020�������������������������������������������� 7

    Operationalisierung von Modellen als
    größte Hürde für den Mehrwert von KI.��������������������������������������������������� 8

    Fähigkeiten, die für eine zuverlässige und transparente
    Operationalisierung von Modellen in Unternehmen
    erforderlich sind�������������������������������������������������������������������������������������� 11

    adesso und Taktile ermöglichen es Unternehmen,
    geschäftlichen Nutzen aus KI ziehen����������������������������������������������������� 12

    Fallstudie: Prognose von Wartezeiten an
    Sicherheitskontrollen am Hamburger Flughafen���������������������������������� 15

    Kontakt��������������������������������������������������������������������������������������������������� 16

    Quellen���������������������������������������������������������������������������������������������������� 16

2
Vorwort

Liebe Leserinnen, liebe Leser,
die Pandemie bestimmte und bestimmt wie kein anderes Thema unser privates und wirtschaft-
liches Leben. Unternehmen quer durch alle Branchen waren dazu gezwungen, ihr Geschäft auf
neue Art zu denken. Ob Beschaffung, Produktion, Vertrieb, Marketing oder die Organisation der
Zusammenarbeit generell: Kaum ein Bereich in Ihrer Organisation, der sich in den letzten Monaten
nicht veränderte. Ein Werkzeug, das Ihnen beim Gestalten dieser Veränderungen hilft: Künstliche
Intelligenz (KI). Denn Lösungen auf KI-Basis ermöglichen exaktere Prognosen, bessere Prozesse,
effizientere Kommunikation.

Dieses Whitepaper befasst sich mit dem Stand der KI in Unternehmen. Gegenstand sind die
zentralen Herausforderungen, denen Unternehmen bei der Implementierung der Technologien
gegenüberstehen. Das Papier gibt einen Einblick auf die Anforderungen, die Unternehmen
erfüllen müssen, um KI erfolgreich einzusetzen.

Im Rahmen der Operationalisierung von KI-Systemen ist die Lösung des Start-ups Taktile
ein probates Mittel der Wahl, denn sie beschleunigt die letzte KI-Meile erheblich. Unter dem
Motto „Putting Machine Learning to work“ entwickelt Taktile eine Plattform für maschinelles
Lernen. Diese Plattform erleichtert den Weg vom KI-Prototypen zur produktionsreifen
Software. Wie das in der Praxis funktioniert, beschreibt die Fallstudie „Hamburger Flughafen“.
Ein KI-System zur Vorhersage des Verkehrsaufkommens am Sicherheitscheck sorgt inzwischen
für reibungslosere Abläufe in einem der kritischsten Prozesse innerhalb des Flughafens.
Entwickelt wurde die Lösung von den adesso-KI-Fachleuten auf Basis von Taktile.

                                Wir hoffen, diese Informationen helfen Ihnen dabei, das Potenzial
                                von KI besser auszuschöpfen und die Technologien tiefer in Ihrer
                                Organisation zu verankern. Unsere Expertinnen und Experten
                                stehen Ihnen dafür gerne als Sparringspartner zur Verfügung.
                                Kontaktieren Sie mich einfach: benedikt.bonnmann@adesso.de.
                                Ich freue mich auf den persönlichen Austausch mit Ihnen.

                                Viele Grüße

                                Benedikt Bonnmann
                                Leiter Line of Business Data & Analytics
                                adesso SE

                                                                                                           3
Über

    Flughafen Hamburg GmbH               adesso SE                          Taktile GmbH
    Mit mehr als 17 Millionen Passa-     Erfolgreiche Geschäfte basieren    Taktile ist davon überzeugt,
    gieren pro Jahr ist der Hamburg      auf innovativen Ideen, ausge-      dass Machine Learning (ML)
    Airport der größte Flughafen         reiften Technologien und einer     und Künstliche Intelligenz (KI)
    Norddeutschlands. Im letzten         kostensparenden Imple-             leistungsstarke Technologien
    Jahr beförderten 71 Fluglinien       mentierung des IT-Betriebs,        sind, die die Welt zu einem
    Passagiere vom Hamburger             die Ihr Unternehmen bei der        besseren und wohlhabenderen
    Flughafen zu über 120 Zielen in      Bewältigung individueller Her-     Ort machen können. Das Ziel
    40 Ländern. Hamburg Airport          ausforderungen unterstützen.       von Taktile besteht darin, die
    erlaubt es seinen Fluggästen         adesso verfügt über Mitarbeiter,   Einführung solcher Technologien
    nicht nur eine Vielzahl von Zielen   die technisches Know-how           zu beschleunigen und deren
    weltweit zu erreichen, sondern ist   und fundierte Kenntnisse           positive Auswirkungen auf
    auch für seine außergewöhnliche      hinsichtlich der Geschäfte von     Wirtschaft und Gesellschaft
    Servicequalität bekannt. Der         Kunden aufweisen, und kann         zu maximieren. Um dies zu
    Flughafen wurde zum „Best            dadurch technische Kompetenz       erreichen, entwickelt Taktile
    Regional Airport of Europe 2020“     mit branchenspezifischem           Software, die die Qualitätskon-
    gekürt und belegte den 2. Platz      Know-how kombinieren. Unsere       trolle und Operationalisierung
    des jährlichen Skytrax-Rankings      Mission basiert auf einer          von ML-Modellen erleichtert
    „World’s Best Regional Airport“.     starken Kundenorientierung         sowie nicht-technischen Stake-
                                         sowie auf hoher Flexibilität.      holdern ermöglicht, besser mit
                                         Auf bewährten Methoden             ML-Systemen zu interagieren.
                                         bei der Implementierung von        Taktile ist eins von nur zehn
                                         Softwareprojekten. Auf einer       deutschen Unternehmen, die in
                                         Verknüpfung von Forschung,         das angesehene Y-Combinator-
                                         Lehre und Praxis. Und auf einer    Programm aufgenommen
                                         offenen, personalorientierten      wurden. Mit über 25 Jahren
                                         Unternehmenskultur.                Erfahrung in der Entwicklung
                                                                            maßgeschneiderter ML-Lösun-
                                         Mit einem Team von rund            gen für Großkunden verfügt das
                                         5.000 Mitarbeitenden an            Taktile Team über umfangreiche
                                         38 Stand­orten ist adesso einer    Kenntnisse im Bereich Machine
                                         der größten IT-Anbieter in der     Learning.
                                         deutschsprachigen Welt.

4
Zusammen­-
                                          fassung

 1 Führungskräfte wissen, dass sie Techno­logien      4 adesso und Taktile befähigen
der Künstlichen Intelligenz einsetzen müssen,        Unternehmen, KI-Modelle zu erstellen, sie
um ihre Unternehmen zum Erfolg zu führen.            in die Produktion zu überführen und so
Jedoch ist es bislang nur wenigen Unternehmen        einen erheblichen Geschäftswert aus KI zu
gelungen, realen Nutzen aus ihren Investitionen in   generieren. Während adesso einen ganzheit-
KI-Technologie zu generieren.                        lichen Ansatz entwickelt hat, um moderne
                                                     KI-Modelle für seine Kunden zu bauen,
 2 Während viele Unternehmen erfolgreich
                                                     machen es die fortschrittlichen Funktionen
erste KI-Prototypen entwickelt haben, ist die
                                                     der Taktile-Plattform einfach, diese
robuste und transparente Überführung dieser in
                                                     KI-Modelle in produktionsreife Software
die Produktion derzeit die größte Herausforde-
                                                     umzuwandeln.
rung, die Unternehmen bewältigen müssen, um
aus KI geschäftlichen Mehrwert zu ziehen.             5 Die Fallstudie zu einem Projekt am
                                                     Hamburger Flughafen veranschaulicht das
 3 Um Modelle in der Produktion nutzen zu
                                                     Potenzial, welches adesso und Taktile ihren
können, müssen Unternehmen fünf zentrale
                                                     Kunden bieten können.
Aufgaben meistern: Ausführliche Qualitäts­
kontrolle von Modellen, Operationalisierung und
  Skalierung von Modellen, Erklärbarkeit und
        Überprüfung von Modellen, Produktions-
             überwachung, Modellverwaltung

                                                                                                   5
KI hat die „Hype-Phase“ hinter sich gelassen –
    Entscheidungsträger glauben, dass Investitionen
    in KI signifikante Wettbewerbsvorteile bringen.

6
Stand von KI in Unternehmen im Jahr 2020

Führungskräfte wissen, dass KI für ihre Unternehmen        Dennoch ist es bisher nur wenigen Unternehmen
bereits heute von entscheidender Bedeutung ist.            gelungen, einen realen Nutzen aus ihren
In den letzten Jahren haben KI-Anwendungen in zahl-        Investitionen in die KI-Technologie zu gewinnen.
reichen Branchen eine rasante Verbreitung erlebt. Die      Während erfahrene Anwender in der Lage sind, sig-
Projekterfahrung von adesso hat gezeigt, dass frühzei-     nifikanten geschäftlichen Mehrwert aus KI zu ziehen,
tige Anwender bzw. Vorreiter in der Lage waren, durch      befinden sich die meisten Unternehmen noch im
die Nutzung dieser neuen Technologien einen erheb­         Aufholprozess. In der KI-Studie von adesso aus dem
lichen Mehrwert für ihr Unternehmen zu generieren.         Jahr 2020 gaben über 65 % der Befragten an, dass
                                                           die KI-Fähigkeiten ihres Unternehmens im Vergleich
Angesichts der Tatsache, dass immer mehr Unter-            zu den führenden Unternehmen ihrer Branche eine
nehmen versuchen, die Erfolgsgeschichten früher            erhebliche Diskrepanz aufweisen (adesso, 2020). Dies
KI-Anwender zu kopieren, nehmen die Investitionen          schlägt sich auch in finanziellen Kennzahlen nieder.
und Ausgaben für entsprechendes Talent am Arbeits-         Forbes berichtet, dass nur 30 % der Unternehmen in
markt kontinuierlich zu (IDC, 2019). Ein diesbezüglicher   der Lage sind, eine Investitionsrendite (ROI) für ihre
Bericht von LinkedIn zeigt, dass die Jobausschreibun-      Ausgaben für KI zu erzielen (Forbes, 2019). Das ist
gen für KI- und ML-Positionen in den letzten vier Jahren   für Führungskräfte nicht akzeptabel – besonders in
jährlich um 74 % gestiegen sind (LinkedIn, 2019).          Zeiten der COVID-19-Pandemie, in der die finanzielle
                                                           Rentabilität geschäftlicher Investitionen so wichtig
Dieser Trend gilt ebenfalls für den europäischen           ist wie nie zuvor.
Markt, wie die KI-Studie von adesso aus dem
Jahr 2020 zeigt: KI hat die „Hype-Phase“ hinter            So übernehmen immer mehr Führungskräfte auf
sich gelassen. 90 % der Entscheidungsträger in             Vorstandsebene die Verantwortung für KI-Initia-
Unternehmen glauben, dass Investitionen in KI              tiven in ihren Unternehmen, um sicherzustellen,
signifikante Wettbewerbsvorteile mit sich bringen          dass diese Profite abwerfen (Fortune, 2020).
werden (adesso, 2020).

              Notwendigkeit von KI                                           Nutzen von KI

                  90 %                                                       30 %
                                                                        der Unternehmen glauben,
             der Unternehmen glauben,
                                                                         dass ihre Investitionen in
               dass KI wichtig für ihr
                                                                          KI einen bedeutenden
                 Tagesgeschäft ist.
                                                                            Nutzen generieren.

                                                                                                                    7
Operationalisierung von Modellen – die größte Hürde für KI.
    Unabhängig davon, ob eine erhöhte Eigenverantwortung des Vorstands tatsächlich zu höheren
    ROIs von KI-Projekten führen wird, sind die mit diesen Projekten verbundenen Herausforderungen
    für Führungskräfte klar. Im Rahmen von umfangreichen KI-Projekterfahrung konnten Taktile
    und adesso beobachten, dass viele Unternehmen bereits erfolgreich dezidierte Data-Science-
    Abteilungen aufgebaut und erste ML/KI-Prototypen mit erheblichem Geschäftspotenzial entwickelt
    haben. Die Schwierigkeit besteht nun darin, diese Prototypen in zuverlässige, produktionsreife
    Anwendungen zu überführen, die kritische Geschäftsprozesse abdecken können.

    Häufig haben Unternehmen keine Prozesse und syste-         Große Anzahl kostspieliger Fehler in der Produktion
    matische Infrastruktur, die die Operationalisierung von    Rund 75 % aller ML-Modelle werden nicht richtig
    KI in großem Maßstab ermöglichen. Das ist keine Über-      getestet und können in der Produktion versagen.
    raschung – diese Aufgabe ist deutlich komplexer als die    Indem Unternehmen technisch fehlerhafte und
    rein technische Herausforderung, die mit der Bereitstel-   verzerrte Modelle in die Produktion übernehmen,
    lung von Modellen verbunden ist. Da an KI-Projekten        gehen sie erhebliche Reputations- und finanzielle
    typischerweise technische und nicht-technische Team-       Risiken ein – oftmals ohne es zu wissen. So gab es
    mitglieder beteiligt sind, muss ein KI-Operationalisie-    2020 verschiedene prominente Fälle diskriminierender
    rungsmodell auch Prozesse zum Schaffen von Trans-          Modelle (von Kreditwürdigkeitsprüfungen bis hin zu
    parenz und für die Governance von KI-Anwendungen           Gesichtserkennungssystemen), die für die betroffenen
    umfassen, auf die geschäftliche Stakeholder angewie-       Unternehmen Gerichtsverfahren zur Folge hatten.
    sen sind. Dies unterstreicht die folgende Analyse mit
    den fünf häufigsten Gründen, weshalb die meisten KI-       Geringe Resilienz gegenüber
    Projekte aktuell wenig geschäftlichen Nutzen bringen.      dynamischen Situationen (z. B. COVID-19)
                                                               Bei den meisten ML-Modellen in der Produktion
    Hohe Misserfolgsquote bei KI-Projekten                     wird die Live-Performance nicht rigoros überwacht.
    Rund 85 % aller KI-Projekte schlagen fehl (Gartner,        Daher können z. B. systematische Änderungen in
    2019) und gelangen nie in die Produktion. Die meis-        den eingehenden Datenströmen unbemerkt bleiben,
    ten Unternehmen beziehen geschäftliche Stakehol-           was zu ungenauen Vorhersagen führt und die Unter-
    der nicht effektiv in ML-Projekte ein und schaffen         nehmen erhebliche Summen kosten kann. Studien
    daher nicht die erforderliche Transparenz, die für das     zeigen, dass dies 2020 besonders problematisch
    Buy-In von diesen Stakeholdern erforderlich wäre.          war, da die COVID-19-Pandemie das Geschäfts- und
                                                               Verbraucherverhalten auf viele unvorhergesehene
    Hohe Projektkosten, lange Implementierungszeiten           Arten verändert hat (Techcrunch, 2020).
    Ein typisches KI-Projekt (das heißt ein Anwen-
    dungsfall, der mit einer KI-Anwendung gelöst               Geringe Skaleneffekte
    wird) kostet in großen Unternehmen zwischen 0,5            Über 50 % der ML-Modelle lassen sich nicht über
    und 1,0 Millionen Euro und dauert sechs bis zwölf          eine Applikation hinweg wiederverwenden. Viele
    Monate. Den meisten Unternehmen gelingt es                 Firmen operationalisieren ihre ML-Modelle durch
    nicht, Modelle effizient im großem Maßstab in die          Skripte, die tief in Endanwendungen integriert sind
    Produktion zu überführen, da sie kein funktionie-          und damit schlecht in anderen Teilen des Unterneh-
    rendes ML-Operationalisierungssmodell haben.               mens wiederverwendet werden können.

8
Die Schwierigkeit besteht darin, Prototypen
in produktionsreife Anwendungen zu überführen,
die kritische Geschäftsprozesse abdecken können.

                                                     9
Trainiertes
                                                     Modell
                                                       

                          Planen                                                               Industrialisieren
                                                                           Da
                                                                                                                 1

                                                                             te
                                                                               nb
                                                                                 esc
                      n

                                                                                    haff
             Evaluiere

                                                                                                          Qualitätskontrolle

                                                                                        en
                                                                                                            von Modellen

                                    Mod
                                           ell e rs telle n

     Fähigkeiten, die für eine zuverlässige und
     transparente Operationalisierung von Modellen
     in Unternehmen erforderlich sind
     Wie oben beschrieben, haben viele Firmen bereits            Blick auf die Werkzeuge für die Operationalisierung
     erste Data-Science-Teams aufgebaut. Diese Teams             und den Betrieb von ML-Modellen sieht die Situation
     verfügen über die Fähigkeit, Modelle zu erstellen,          jedoch ganz anders aus. Diese sind noch relativ neu
     zu trainieren und KI-/ML-Prototypen zu entwickeln.          und es haben sich für beide Prozesse bislang nur
     Die damit verbundenen Kenntnisse sind schließlich           wenige technische Standards etabliert. Darüber hin-
     zentraler Teil des Curriculums der meisten Data-Sci-        aus sind die Software-Engineering-Kompetenzen zur
     ence-Kurse. Außerdem wurden die (oft Open-Source-           Operationalisierung und zum Betrieb von Modellen
     basierten) Tools für diese Aufgaben in den letzten          typischerweise keine Kompetenzen, mit denen Data
     fünf Jahren umfassend weiterentwickelt. Bei einem           Scientists vertraut sind.

10
Modell in                                                                       Modell in Produktion
            Produktion                                                                          aktualisiert
                                                                                                     

                                                     Pflegen

        2                         3                           4                          5

Operationalisierung       Erklärbarkeit und              Produktions­             Modell­verwaltung
und Skalierung von        Überprüfung von                überwachung
    Modellen                  Modellen

     Um Modelle auf zuverlässige, unternehmenstaug-               3 Erklärbarkeit und Überprüfung von Modellen
     liche und transparente Weise operationalisieren zu           Überprüfung und Erläuterung des Modellverhaltens
     können, müssen Data Scientists in der Regel fünf             für (nicht technische) Stakeholder durch gründliche
     neue Fähigkeiten erlernen:                                   Analyse der Modellpräzision, der Bedeutung von
                                                                  einzelnen Inputvariablen und der Gründe bestimmter
      1 Qualitätskontrolle von Modellen                           Vorhersagen.
     Implementierung von CI/CD-Pipelines, sprich einem
     standardisierten Gate-basierten Prozess für die               4 Produktionsüberwachung
     kontinuierliche Operationalisierung von Modellen,            Überwachung von Kennzahlen des Webservices auf
     der für eine ausreichende Qualitätskontrolle sorgt.          Systemebene. Zuordnung variabler, anwendungs-
     Durchführung domänenspezifischer Präzisions-                 bezogener Kosten zu verschiedenen Geschäfts-
     und Plausibilitätstests vor dem Bereitstellen eines          einheiten. Kontinuierliche Evaluierung der Modell-
     neuen Modells.                                               Performance anhand von Live-Daten. Bei Problemen:
                                                                  Versand von Warnungen, Rückkehr zu heuristischer
      2 Operationalisierung und                                   Entscheidungsfindung und Unterstützung bei der
     Skalierung von Modellen                                      Fehlerbehebung.
     Umwandlung des Modells in einen anspielbaren
     Webservice, wie z. B. Flask oder FastAPI. Verwen-             5 Modellverwaltung
     dung einer Docker-basierten Infrastruktur zum                Verwaltung der operationalisierten Modelle.
     Containerisieren der Webanwendung. Bereitstel-               Durchführung von Modell-Updates und Modell-
     lung des Containers in einer Cloud-Umgebung                  Versionierung, die es ermöglicht, vorherige
     und Sicherstellung, dass dieser bei eingehenden              Versionen von Modellen erneut live zuschalten.
     Anfragen automatisch mitskaliert.                            Reproduktion der Outputs einzelner Modelle für
                                                                  Klienten und Aufsichtsbehörden. Automatische
                                                                  Generierung umfassender Compliance-Berichte.

                                                                                                                        11
adesso und Taktile ermöglichen es Unternehmen,
     geschäftlichen Nutzen aus KI ziehen
     Ansatz für „Building AI-based Systems“                  >> Testen von Modellen: Nutzen Sie hochmoderne
     Angesichts der zahlreichen oben beschriebenen              Testverfahren, die verhindern, dass jemals
     Herausforderungen, sind Taktile und adesso davon           fehlerhafte Modelle live geschaltet werden.
     überzeugt, dass Unternehmen produktionsfähige           >> Operationalisierung von Modellen: Schreiben Sie
     KI-Systeme nur durch sorgfältig geplante und aus­          eine einzelne Codezeile, um Ihr trainiertes Modell in
     geführte Projekte realisieren können. Die Entwicklung      eine automatisch skalierende API zu verwandeln.
     solcher Anwendungen setzt eine Projektstruktur und      >> Erklärbarkeit von Modellen: Erzeugen Sie
     Kenntnisse voraus, die sich stark von traditionellen       aussagekräftige Modellerklärungen und visuelle
     IT-Lösungen unterscheiden. Das Beachten dieser             Darstellungen, um Modelle zu inspizieren und
     Unterschiede beim Einrichten und Implementieren            Buy-In von Projekt-Stakeholdern zu sichern.
     eines Projekts bestimmt dessen Erfolg. Als einer        >> Monitoring von Modellen: Überwachen Sie den
     der führenden europäischen IT-Dienstleister hat            Zustand Ihrer ML-Anwendungen, evaluieren Sie
     adesso gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Software            die Performance ihrer Systeme und richten Sie
     Engineering an der Universität Duisburg-Essen einen        individuelle Benachrichtigungen ein, die Sie über
     neuen Ansatz zur Gestaltung datengesteuerter               Probleme aufklären.
     KI-Anwendungen entwickelt. Der Idee für „Building       >> Verwaltung von Modellen: Nutzen Sie Taktiles
     AI-based Systems“ liegt ein Prozessmodell mit              Management-Funktionen, um Modelle in Produk-
     Phasen, Rollen und Verantwortlichkeiten zugrunde,          tion einfach zu verwalten, zu aktualisieren oder zu
     das den besonderen Merkmalen von KI-Anwendun-              replizieren.
     gen gerecht wird. Denn es gibt nicht nur eine Art von   >> Governance von Modellen: Erstellen Sie mit nur einem
     KI. Banken und ihre Kunden haben andere Ziele als          Mausklick Compliance-Berichte für Ihre ML-Systeme.
     Einzelhändler. Versicherungsunternehmen weisen
     andere Rahmenbedingungen auf als Fahrzeugher-           Die Taktile-Plattform ist jedoch mehr als nur ein
     steller. Daher geht es bei diesem Ansatz zunächst       Entwickler-Tool. Mit einer Zeile Code können Data
     darum, Anwendungsfälle mit dem größten Potenzial        Scientists auf Taktile nicht nur ein Modell operatio-
     für die Kunden zu ermitteln – und dann die passen-      nalisieren, sondern ihrem ganzen Team ermöglichen
     den Systeme dazu zu entwickeln. Der Ansatz zu           wirklich funktionsübergreifend an ihrem ML-Projekt
     „Building AI-based Systems“ ist die Antwort auf die     zusammenzuarbeiten.
     speziellen Anforderungen bei der Einrichtung solcher
     Lösungen (Gruhn et al., 2019).                          Taktile-Plattform
                                                             Wie das Schaubild verdeutlicht, bietet die Taktile-
     Taktile ermöglichtes Unternehmen, ML-Modelle            Plattform spezifische Funktionen für jeden Beteilig-
     einfach in produktionsreife Software zu übersetzen      ten an einem ML-Projekt und wird so zum zentralen
     Die Taktile-Plattform ist eine der bevorzugten          Hub für effektive Zusammenarbeit. Darüber hinaus
     Lösungen, die adesso zur Operationalisierung von        können Ingenieure Modelle bequem in Endanwen-
     ML-Modellen verwendet. Sie bietet Data Scientists       dungen integrieren, indem sie auf die automatisch
     die Möglichkeit, Modelle effizient zu operationali-     generierte und skalierende REST-API zurückgreifen.
     sieren, zu skalieren und im Betrieb zu verwalten. Zu    Andere Projektteams können die gleiche API verwen-
     den wichtigsten Merkmalen der Plattform zählen:         den, um das Modell in anderen ML-Pipelines zu
                                                             integrieren, wodurch die Wiederverwendbarkeit von
                                                             Modellen gewährleistet wird.

12
                            
                                 Produkt-                Interne/externe
                                 manager               Compliance Abteilung

                                                                                             
                             Überwachung und                  Compliance-
     Data                   Benachrichtigungen                  Berichte                    Back-End-
   Scientist                                                                                Ingenieur

                                            Taktile                                         REST-
     Modell                                                                                   API

                                                                                             
                                                          Modell-Erklärungen
                                                                                         Nachgeordnetes
                               Verwaltung
                                                             und visuelle                  Datenteam
                             mehrerer Modelle
                                                            Darstellungen

                                                                 
                               Leiter des                   Anwender aus
                          Data-Science-Teams                 Fachbereich

Die Taktile-Plattform bietet unterschiedliche Funktionen für jeden Projektbeteiligten und wird so zur
zentralen Drehscheibe für eine effektive Zusammenarbeit.

                                                                                                          13
Die Operationalisierung von ML-Modellen ist bei KI-Projekten
     meist die größte Herausforderung. Sie dauert oft mehrere Monate.
     Dieser Zeitaufwand kann auf wenige Stunden reduziert werden.

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Fallstudie: Prognose von Wartezeiten an
Sicherheitskontrollen am Hamburger Flughafen
Im Rahmen eines Projektes beauftragte der Hamburger Flughafen adesso mit der Entwicklung
eines KI-Systems zur Vorhersage des Personenaufkommens an Sicherheitskontrollen.
Die Vorhersagen sollten nicht nur dazu beitragen, die Kundenzufriedenheit zu erhöhen,
indem den Reisenden der schnellste Weg durch die Sicherheitskontrolle gezeigt wird, sondern
sie sollten auch dazu genutzt werden, das finanzielle Ergebnis des Flughafens zu verbessern,
indem die Sicherheits­manager ihre Personalentscheidungen optimieren können.

Grundlage für das Training des ML-Modells waren      In solchen Fällen nutzen die Data Scientists von
die Passagier- und Flugdaten der letzten drei        adesso nach dem Training des finalen Modells
Jahre, die zusätzlich um die Feriendaten einzelner   die Taktile-Plattform, um die Performance des
Bundesländer ergänzt wurden. Nach der Vorberei-      Modells schnell zu überprüfen und in eine robuste
tungsphase wurden die Daten in der Feature-Engi-     Webanwendung zu überführen. Die resultierende
neering-Phase weiter optimiert. adesso reduzierte    REST-API umfasst eine detaillierte Dokumenta-
die Anzahl der Features von ursprünglich 1.500 auf   tion/Nutzungsanweisung, die es Nutzerinnen und
eine sinnvolle Anzahl unter Verwendung verschie-     Nutzern leicht macht, das Modell in Endanwendun-
dener Maße für die Wichtigkeit der Variablen. Der    gen zu integrieren. Außerdem generiert die Taktile-
abschließende Datensatz bestand aus rund 30          Plattform automatische Modellerklärungen, die
Features, die für die nachfolgende Trainings- und    tiefe Einblicke in die Gründe hinter den Vorhersagen
Validierungsphase genutzt wurden.                    des Modells liefern. Die erstellten Visualisierungen
                                                     lassen sich leicht mit allen wichtigen Entschei-
Das Modell, das letztendlich zum Einsatz kam,        dungsträgern beim Kunden teilen.
machte von unterschiedliche Algorithmen Gebrauch
und griff auf einen Gradient-Boosting-Regressor,     Die Operationalisierung von ML-Modellen ist bei
einen Decision-Tree-Regressor und ein mehrschich-    KI-Projekten meist die größte Herausforderung.
tiges Perzeptronmodell zurück. Mithilfe eines        Sie dauert oft mehrere Monate, ist mit einem
zusätzlichen Adaboost-Algorithmus konnten diese      großen manuellen Software-Engineering- und
schwächeren Klassifizierer zu einem insgesamt        Visualisierungsaufwand verbunden, was sich oft in
stärkeren Modell kombiniert werden. Zusätzlich       hohen Kosten für den Kunden bemerkbar macht.
sorgte ein Voting-Regressor dafür, dass verschie-    Durch die Kombination der Erfahrungen von adesso
dene Modellergebnisse zu einem aussagekräftigen      bei der Entwicklung moderner KI-Anwendungen
Gesamtmodell zusammengefasst werden konnten.         mit der Funktionalität der Taktile-Plattform zur
                                                     Operationalisierung von ML-Modellen, kann dieser
                                                     Zeitaufwand auf wenige Stunden reduziert werden.
                                                     Als Ergebnis können Projekte viel schneller und
                                                     kosteneffizienter durchgeführt werden als zuvor.

                                                                                                            15
Kontakt

www.hamburg-airport.de

adesso SE
                              Quellen
Adessoplatz 1
                              >	International Data Corporation:
44269 Dortmund
                                 https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=prUS45481219
T +49 231 7000-7000
                              >	LinkedIn: https://business.linkedin.com/content/dam/me/
F +49 231 7000-1000
                                 business/en-us/talent-solutions/emerging-jobs-report/
www.adesso.de
                                 Emerging_Jobs_Report_U.S._FINAL.pdf
                              >	Forbes: https://www.forbes.com/sites/nicholasfearn/2019/09/13/
Kontakt:
                                 how-businesses-can-get-the-most-value-from-artificial-
Benedikt Bonnmann
                                 intelligence/#637e4b303655
Leiter Line of Business
                              >	adesso: https://ki.adesso.de/ki-de/oeffentliche-downloads/
Data & Analytics
                                 ki-eine-bestandsaufnahme-2020.pdf
benedikt.bonnmann@adesso.de
                              >	Fortune: https://fortune.com/2020/06/23/why-the-c-suite-is-
                                 now-overseeing-corporate-a-i-projects/
                              >	Techcrunch 2020: https://techcrunch.com/2020/08/18/how-to-
                                 diagnose-and-treat-machine-learning-models-afflicted-by-covid-19/
                              >	V. Gruhn, M. Hesenius, W. Koop, O. Meyer, N. Schwenzfeier,
Kontakt:                         “Towards a Software Engineering Process for Developing Data-Driven
Maik Taro Wehmeyer               Applications,” 2019 IEEE/ACM 7th International Workshop on Realizing
contact@taktile.com              Artificial Intelligence Synergies in Software Engineering (RAISE),
www.taktile.com                  Montreal, QC, Canada, 2019, pp. 35-41, doi: 10.1109/RAISE.2019.00014.
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