Unternehmensdaten aus KI-Modellen zurückholen

Mithilfe von föderiertem Unlearning gehen dezentrale KI-Modelle auf den Zustand vor Eintritt eines Datengebenden zurück, wenn dieser aussteigt. Sie werden von diesem Punkt an neu trainiert.
Mithilfe von föderiertem Unlearning gehen dezentrale KI-Modelle auf den Zustand vor Eintritt eines Datengebenden zurück, wenn dieser aussteigt. Sie werden von diesem Punkt an neu trainiert. – Bild: Fraunhofer ISST

Wenn mehrere kooperierende Unternehmen Daten in eine KI einspeisen, erhält das Lernmodell besonders viele unterschiedliche Daten und ist dadurch in der Lage, entsprechend hochwertigere und zuverlässigere Ergebnisse zu liefern. Um ihre Datenhoheit zu bewahren, setzen Unternehmen auf föderierte, dezentrale Trainingsansätze. Die Daten werden dafür nicht an einen zentralen Server gesendet, sondern lokal in eine Kopie des KI-Modells eingespeist. Statt der Daten werden dann nur abstrakte Parameter zwischen den Partnern ausgetauscht. So kann jeder Partner Daten zur Verfügung stellen, ohne diese den anderen Unternehmen preisgeben zu müssen.

Wenn ein Unternehmen das Gemeinschaftsprojekt jedoch verlässt, bleiben dessen Daten und Parameter Teil des KI-Modells. Bisher war es kaum möglich, diese Daten zu extrahieren, ohne dass die Qualität der Ergebnisse, etwa in Vorhersagen oder Simulationen, leidet.

Retraining des Modells

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Software- und Systemtechnik ISST in Dortmund haben hier gemeinsam mit dem Industriepartner Fujitsu Research einen Ansatz entwickelt: das Unlearning für dezentrale, föderierte KI-Kollaborationen. Bei diesem Verfahren gehen die Forschenden in der Historie des schrittweisen KI-Lernprozesses bis zu dem Punkt zurück, an dem der betreffende Partner seine Daten eingespeist hat. An dieser Stelle wird das Training der KI wieder aufgenommen – nur eben ohne die Daten des ausgestiegenen Partners. Durch diese Methode werden also alle Infos und Daten des Unternehmens, das die Kooperation verlässt, aus der KI entfernt. Die Projektbeteiligten weisen zudem darauf hin, dass das Retraining des Modells mit Hilfe der hinterlegten Parameter effizienter verläuft als im ersten Durchgang. Florian Zimmer, Wissenschaftler am Fraunhofer ISST, sagt: „Der Wiederaufbau des Lernmodells mit den Daten der verbliebenen Partner startet nicht bei null. Damit werden die Leistungsfähigkeit und Integrität der KI mit relativ wenig Aufwand wiederhergestellt. Je nach Anwendung ist durch den Wegfall eines Teils der Daten ein gewisser Qualitätsverlust bei den Ergebnissen unvermeidlich, das wird aber in der Folgezeit durch weitere Lernschritte der KI ausgeglichen.“

Learning und Unlearning in der Praxis

Als mögliches Anwendungsszenario Beschreiben die Projektbeteiligten den Einsatz von KI mit föderiertem Learning und Unlearning beim Einsatz von Maschinen in der produzierenden Industrie. Nutzen beispielsweise mehrere Unternehmen das gleiche Modell einer Fräsmaschine auf unterschiedliche Weise, so fließen auch unterschiedliche Daten in das KI-Training ein. Ein Partner steuert beispielsweise Daten bei, wenn der Motor der Maschine versagt, ein anderer, wenn der Fräskopf bricht. Dementsprechend kann die KI im Praxisbetrieb vorab simulieren, wann der Motor zu überhitzen droht oder wann ein Fräskopf seine Belastungsgrenze erreicht. Davon profitieren zunächst alle beteiligten Unternehmen. Janosch Haber vom Projektpartner Fujitsu Research sagt: „In solch einem Fall würde mit bisherigen Trainingsansätzen der Weggang eines Partners bedeuten, dass das entwickelte Modell vollständig neu trainiert werden muss. Vor dem Wiederaufbau würde also zunächst die Qualität der KI-Simulation stark beeinträchtigt sein – unabhängig davon, wie wichtig die Daten des Partners waren. Mit Unlearning wird dieser Qualitätsverlust größtenteils aufgefangen“, so Haber. Der Weggang eines Partners mache sich in der Regel kaum negativ bemerkbar.

Ein Schub für die KI-Nutzung?

Die Methode des föderierten Unlearning für dezentralisierte KI-Modelle könnte den Beteiligten zufolge dazu führen, dass Unternehmen schneller in Gemeinschaftsprojekte einsteigen. „Damit könnte der Einsatz von KI in Unternehmensnetzwerken und Partnerschaften einen spürbaren Schub bekommen. Das wird auch insgesamt der Industrie und der technologischen Souveränität in Deutschland und Europa zugutekommen“, ist Zimmer überzeugt. Einen Demonstrator des föderierten Unlearning stellen Expertinnen und Experten des Fraunhofer ISST und von Fujitsu Research auf der Hannover Messe vor (20. bis 24. April 2026, Halle 11, Stand D33).



  • Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

    Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

    Q.beyond will sein Cyber-Security-Angebot durch eine Partnerschaft mit Northwave stärken. Beide Unternehmen haben zuvor bereits in Kundenprojekten zusammengearbeitet.

    mehr lesen: Partnerschaft zwischen Q.beyond und Northwave

  • Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

    Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

    Mit dem Strategiepapier ‘Cyber Security Design Principles‘ will die Open Industry 4.0 Alliance darüber informieren, wie Unternehmen das Thema Sicherheit von der Werkshalle bis zur Cloud umsetzen können.

    mehr lesen: Open Industry 4.0 Alliance gibt Rat zum Thema Cybersicherheit

  • Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

    Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

    Aus dem Industrie-4.0-Barometer der Management- und IT-Beratung MHP geht hervor, dass sich die Position eines CIO in der Geschäftsführung positiv auf Umsetzung von Industrie-4.0-Ansätzen auswirkt.

    mehr lesen: Digitalisierungskompetenz in der Geschäftsführung verankern

  • 1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

    1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

    231.000 offene Stellen weniger als im vierten Quartal 2019 verzeichnet das Institut für Arbeitsmarkt und Berufsforschung in der aktuellen Stellenerhebung. Demnach ist die Zahl der offenen Stellen gegenüber dem dritten…

    mehr lesen: 1,18 Millionen offene Stellen im vierten Quartal

  • Energiesparen im Homeoffice

    Energiesparen im Homeoffice

    Die vermehrte Arbeit im Homeoffice reduziert die CO2-Emissionen, die beispielsweise durch Pendeln entstehen. Auf der anderen Seite steigt der Stromverbrauch zuhause. Wie dieser reduziert werden kann, zeigen Tipps der Fachgemeinschaft…

    mehr lesen: Energiesparen im Homeoffice

  • Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

    Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

    Nach 90,3 Punkten im Januar ist der Ifo-Geschäftsklimaindex im Februar gestiegen. Die Unternehmen schätzen dabei nicht nur die aktuelle Lage besser ein sondern sind auch mit Blick auf die kommenden…

    mehr lesen: Bessere Stimmung in der deutschen Wirtschaft

  • Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

    Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

    Die weltweite Corona-Krise hat auch zu hohen Exporteinbußen der Maschinen- und Anlagenbauer geführt. Im Jahr 2020 wurden aus Deutschland Maschinen und Anlagen im Wert von 160 Milliarden Euro exportiert und…

    mehr lesen: Zweistelliger Exportrückgang im Corona-Krisenjahr

  • Firewall für industrielle Infrastrukturen und Betriebsumgebungen

    Firewall für industrielle Infrastrukturen und Betriebsumgebungen

    Das Unternehmen Stormshield, Anbieter von Cybersicherheit für kritische Infrastrukturen, sensible Daten und Betriebsumgebungen, hat sein Lösungsportfolio um eine neue Industrie-Firewall erweitert.

    mehr lesen: Firewall für industrielle Infrastrukturen und Betriebsumgebungen

  • Andreas Zipser erweitert den Vorstand bei Easy Software

    Andreas Zipser erweitert den Vorstand bei Easy Software

    Easy Software bekommt einen neuen Chef. Zum 1. März wird Andreas Zipser zum CEO des Softwareanbieters.

    mehr lesen: Andreas Zipser erweitert den Vorstand bei Easy Software

  • IT-Sicherheitsgesetz 2.0 soll Cybersicherheit erhöhen

    IT-Sicherheitsgesetz 2.0 soll Cybersicherheit erhöhen

    Das neue IT-Sicherheitsgesetz 2.0 des Bundesinnenministeriums steht kurz vor der Verabschiedung. Es sieht unter anderem Veränderungen im Zusammenhang mit dem Schutz kritischer Infrastrukturen (KRITIS) vor.

    mehr lesen: IT-Sicherheitsgesetz 2.0 soll Cybersicherheit erhöhen

  • Automatisierte Cyberangriffe auf Webanwendungen

    Automatisierte Cyberangriffe auf Webanwendungen

    Cyberkriminelle setzen zunehmend auf Bots und Automatisierung, um ihre Angriffe effizienter zu gestalten und einer Entdeckung zu entgehen. Barracuda analysierte eine zweimonatige Datenstichprobe zu Angriffen auf Webanwendungen, die von Barracuda-Systemen…

    mehr lesen: Automatisierte Cyberangriffe auf Webanwendungen

  • Softwareplattform für vernetzte Fahrzeuge

    Softwareplattform für vernetzte Fahrzeuge

    Bosch und Microsoft wollen eine Softwareplattform für die nahtlose Vernetzung von Autos und Cloud entwickeln.

    mehr lesen: Softwareplattform für vernetzte Fahrzeuge