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Petuum: künstliche Intelligenz für den industriellen Einsatz

Petuum möchte mit seiner Plattform Unternehmen die KI-Welt näherbringen. Als Basis dient die KI-Plattform Symphony, die Standard-Methoden für die Entwicklung bereithält.

Anwendungen mit künstlicher Intelligenz (KI) kommen inzwischen in vielen unterschiedlichen Industriesegmenten zum Einsatz. Anbieterunternehmen, die sich auf KI spezialisiert haben, konzentrieren sich allerdings in der Regel auf bestimmte Branchen. Petuum möchte hingegen eine Lösung für alle Marktbereiche zur Verfügung stellen.

„Die heutigen Lösungen für künstliche Intelligenz sind in der Regel auf bestimmte Anwendungen und Funktionen spezialisiert. Die Pflege der Anwendung erfolgt durch einige wenige Entwickler“, sagt Petuum CTO und Mitbegründer Qirong Ho. „Die Lösungen sind arbeitsintensiv, teuer, schwer zu reproduzieren und insgesamt nicht nachhaltig. Infolgedessen ist KI für die meisten Unternehmen derzeit nicht zugänglich.“

Mit Petuum eigene KI-Plattformen entwickeln

Petuum wurde von Eric Xing (CEO und Chief Scientist) und Qirong Ho (CTO) geründet, die zuvor an der Carnegie Mellon University tätig waren. Die von ihnen entwickelt Softwareplattform Symphony dient als Fundament, auf dem Unternehmen eigene KI-Lösungen entwerfen, aufbauen, anpassen und betreiben können.

Symphony ist eine Plattform für die verteilte und parallele Datenverarbeitung, mit der sich Machine Learning und Deep Learning Workflows in verschiedenen Umgebungen ausführen und skalieren lassen.

Abbildung 1: Das Ziel von Qirong Ho und Petuum-Mitbegünder Eric Xing ist es, KI-Technologien zu industrialisieren.
Abbildung 1: Das Ziel von Qirong Ho und Petuum-Mitbegünder Eric Xing ist es, KI-Technologien zu industrialisieren.

Aufgrund des modularen Ansatzes sind unter anderem KI-Anwendungen im Gesundheitswesen, in der industriellen Fertigung, für Finanzdienstleistungen, innerhalb der Telekommunikation sowie für autonomes Fahren denkbar. Petuum stellt hierfür standardisierte Prozesse, Software-Design-Tools, Bausteine für die Datenverarbeitung und Machine Learning sowie Referenzdesigns bereit, so dass Anwenderunternehmen KI-Lösungen in Serie entwickeln und betreiben können.

Anwendungsbeispiel Zementindustrie

Um die Lösung zu veranschaulichen, demonstrierte Qirong Ho während einer Präsentation den Petuum Industrial AI Pilot. Das Tool integriert KI- und Machine-Learning-Algorithmen, um Vorhersagen und Analysen für die Produktion anzufertigen.

Der Industrial AI Pilot sorgt beim mexikanischen Zementhersteller Cemex dafür, dass die Prozesse bei der Herstellung effizienter ablaufen, so dass die Qualität des Zements konstant ist, die Produktion bei Bedarf gesteigert und der Energieverbrauch reduziert werden kann.

„Die Zementindustrie kann mit Industrie-4.0-Lösungen ihre komplexen und vernetzten Prozesse steuern. Mit dem AI Pilot lassen sich Analysen effizienter, erfolgreicher und kostengünstiger gestalten“, erklärt der Petuum CTO.

Obwohl die Zementherstellung ein Standard-Produktionsprozess ist, laufen bei der Verarbeitung komplexe Verfahren im Hintergrund ab (siehe Abbildung 2). Cemex hat daher zusammen mit Petuum den Industrial AI Pilot entwickelt und konnte damit eine Effizienzsteigerung von rund sieben Prozent erreichen.

Abbildung 2: Die Produktionsprozesse bei der Zementherstellung.
Abbildung 2: Die Produktionsprozesse bei der Zementherstellung.

„Vielen Menschen ist nicht bewusst, dass der Zementherstellungsprozesses mit der Vermahlung von Rohstoffen aus groben Materialien beginnt. Aufgrund der unterschiedlichen Qualität und verschiedener Spezifikationen muss der Prozess in Echtzeit und rund um die Uhr angepasst und optimiert werden“, erklärt Ho. „Falsche Einstellungen führen zu Produktionsausfall, Verschwendung und Instabilität des komplexen Prozesses. Daher ist ein eng definierter Prozess notwendig. Die Leistungsfähigkeit von KI, eine genaue Vorhersage und Kontrolle zu gewährleisten, kommt hier zum Tragen.“

Die KI-Plattform erfasst historische und Echtzeitdaten aus dem Netzwerk des Zementwerks. Diese Daten werden mit Unterstützung von Machine- und Deep-Learning-Algorithmen analysiert, um Vorhersagen über die verschiedenen Betriebsvariablen des Zementwerks für einen Zeitraum von 15 Minuten zu treffen. Die zeitliche Einschränkung ist auf die Datenmenge zurückzuführen, die von Tausenden von Sensoren im Zementwerk aufgezeichnet werden muss.

Die Vorhersagen beruhen auf dynamischen Analysen und nicht-linearen Beziehungen zwischen den untersuchten Variablen. Das Ergebnis sind Empfehlungen, die von einem Mitarbeiter validiert oder automatisch in das Steuerungssystem des Zementwerks eingespeist werden, um autonome Optimierungsprozesse auszuführen. Dieser Prozess erfolgt kontinuierlich, wodurch sich das Modell ständig verbessern kann.

Die Lösung überzeugte Anfang Oktober auch die Jury auf der Branchenmesse CemTech in Berlin, wo die Plattform innerhalb der Cement Industry Awards 2019 ausgezeichnet wurde.

Anmerkung der Redaktion: Ayehu stellte seine Produkte im Rahmen der IT Press Tour vor, die mehrmals im Jahr Besuche bei Start-ups und IT-Unternehmen organisiert.

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