KI-Analysen erklären mit Azure OpenAI: Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser

Bislang unentdeckte Zusammenhänge erkennen - das soll künstliche Intelligenz in Zukunft leisten können.
Bislang unentdeckte Zusammenhänge erkennen – das soll künstliche Intelligenz in Zukunft leisten können. – Bild: ©Gorodenkoff/iStockphoto.com

‚Der Sicherheitsbestand von Artikel X sollte um 20 Prozent gesenkt werden.‘ – Empfehlungen eines KI-Algorithmus können die Lagerhaltung verschlanken und die Kapitalbindung verringern. Dennoch sehen sich Lagerverantwortliche in solchen Situationen der Herausforderung gegenüber, den Empfehlungen der Maschine quasi blind vertrauen zu müssen. In der Praxis ist dies für viele eine Hemmschwelle – zumal nicht zuletzt geschäftskritische Eigenschaften wie die Lieferfähigkeit von entsprechenden Anpassungen abhängen können. Abhilfe für dieses Dilemma verspricht nun ausgerechnet eine weitere intelligente Technologie: Generative Künstliche Intelligenz – beispielsweise auf Basis der Microsoft-Komponente Azure OpenAI – lässt sich in die Lage versetzen, die Faktoren zu benennen, die einer Entscheidung des Algorithmus zugrunde liegen bzw. sie maßgeblich beeinflusst haben. So erhalten Verantwortliche Begründungen und Hinweise, wie bestimmte Ergebnisse zustande kamen.

Pläuschchen mit den Daten

Das Potenzial generativer KI für die Auswertung von Datenanalysen steht bei verschiedenen Herstellern bereits seit geraumer Zeit im Fokus. So hat etwa Microsoft seinen Copilot um die Fähigkeit erweitert, Auswertungen von BI-Analysen mittels natürlicher Sprache zu kommunizieren. Im Austausch mit dem User lassen sich beispielsweise Diagramme erstellen oder der Fokus auf bestimmte Merkmale des Datensatzes legen. Darauf aufbauend arbeitet das Microsoft-Partnerunternehmen BE-terna aktuell an verschiedenen Pilotprojekten, um die Erklärungsfähigkeit von Azure OpenAI dazu zu nutzen, über die deskriptive Beschreibung der Ergebnisse hinaus auch Erkenntnisse zu deren Entstehung zu vermitteln. Auf die Frage: ‚Die KI empfiehlt im Mai eine unerwartet hohe Aufstockung des Lagerbestands von Produkt X. Woher kommt das?‘ könnte die Erklärung der KI dann lauten: ‚Im Hochsommer kam es in der Vergangenheit bereits oft zu Engpässen bei der Bevorratung von Produkt X, sowie bei ähnlichen Produkten. Daher hat die KI-Analyse empfohlen, den Lagerbestand jetzt zu erhöhen.‘

Auf dem Boden der Tatsachen

Immer wieder kursieren Beispiele durch die Medien, die zeigen, dass es generative KI-Modelle mit Realitätsnähe oder Fakten nicht so genau nehmen: ‚Wie lässt sich verhindern, dass der Pizzabelag vom Teig rutscht?‘ – ‚Mischen Sie einfach etwas Klebstoff in die Tomatensoße!‘ Wirft man einen Blick hinter die Kulissen der Technologie, sind Antworten wie diese wenig verwunderlich. Large Language Models generieren ihre Texte, indem sie nach jedem Wort ermitteln, welches nächste Wort im Kontext der Frage des Users am wahrscheinlichsten folgt. Die faktische Genauigkeit ist bei diesem Vorgehen zunächst zweitrangig. Wie lässt sich vermeiden, dass eine tatsächlich fehlerhafte KI-Analyse durch ein potenziell halluzinierendes Sprachmodell ‚erklärt‘ wird? Zu diesem Zweck kommt in der Praxis das sogenannte Grounding zum Einsatz, welches das Antwortspektrum einer generativen KI in einem bestimmten Fakten- oder Datenpool verankert und damit die Antwort des Sprachmodells in besonderer Weise an diesen Input knüpft. Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass Antworten des Sprachmodells auch faktisch zutreffend sind, um ein Vielfaches. Das Risiko von Halluzinationen sinkt.

KI auf die richtige Fährte führen

Ein Grounding kann mit der Methode ‚Retrieval-Augmented Generation‘ (RAG) umgesetzt werden. Dabei wird die eigentlich vom User gestellte Frage (Prompt) nicht unmittelbar an das Sprachmodell zur Beantwortung weitergegeben, sondern zuvor im Hintergrund – unsichtbar für die Anwenderin oder den Anwender – durch ein neues ‚Hidden Prompt‘ ersetzt, das die ursprüngliche Anfrage erweitert und das Sprachmodell durch zusätzliche Daten und Quellen auf die richtige Fährte führt. Aus der User-Frage ‚Woher kommt der Einbruch der Absatzzahlen im März?‘ wird so im Hintergrund etwa: ‚Generiere eine Antwort auf die Frage: ‚Woher kommt der Einbruch der Absatzzahlen im März?‘ Benutze für deine Antwort ausschließlich folgende Quellen: […] Sollte sich die Frage auf Basis dieser Quellen nicht beantworten lassen, gib diese Tatsache als Rückmeldung aus.‘ Welche Quellen erforderlich sind, um die Frage korrekt zu beantworten, muss im Praxiseinsatz automatisiert in Echtzeit ermittelt werden. Hierzu kommt eine zwischengeschaltete Software zum Einsatz, die Retrieval Function. Sie ermittelt mit Vektordarstellungen (den Embeddings) aller vorhandenen Informationen im Input-Fundus, welche davon besondere inhaltliche Nähe zur Frage aufweisen und daher wahrscheinlich zur Beantwortung hilfreich sein könnten.

Dokumentationen und Einflussfaktoren als Input

Um nun die Ergebnisse einer zuvor ausgeführten KI-Analyse – etwa zum Lagerbestand – zu erklären, ist spezifischer Input erforderlich: Neben der Dokumentation des jeweiligen Datenmodells sollten dabei vor allem die Parameter und Ergebnisse des KI- oder ML-Algorithmus mit übergeben werden, der den Forecast erstellt hat. Auf diese Weise kann das Sprachmodell Rückschlüsse über die Mechanismen ziehen, durch die der Algorithmus auf der Basis von Daten zu Ergebnissen kommt. Hierbei spielt die Feature Importance eine wichtige Rolle: Machine-Learning-Algorithmen können Parameter zurückgeben, die beschreiben, wie wichtig die Rolle einzelner Faktoren für die Ergebnisse des Modells waren. Auf Basis solcher Feature-Importance-Scores wäre die KI beispielsweise in der Lage, die Faktoren zu benennen, die ein bestimmtes Ergebnis maßgeblich beeinflusst haben: ‚Das Wetter fiel im untersuchten Monat deutlich stärker ins Gewicht als die Feiertage, die hier kaum eine Rolle spielten.‘ Schließlich ließen sich auch externe Quellen wie Nachrichtenseiten als Input für die Erklärung der Analyse hinzufügen. Sie verbreitern den Horizont des Sprachmodells und versetzen es in die Lage, etwa für die Erklärung eines Lieferengpasses auch auf eine hierfür relevante Lieferkettenunterbrechung aufgrund der aktuellen Lage hinzuweisen, wenn darüber auf der Nachrichtenseite berichtet wurde.

Horizont erweitern

Gestützt auf Informationen wie diese wird generative KI schon bald in der Lage sein, Kontext zur Entstehung von KI-Ergebnissen und -Empfehlungen zu liefern – und Produktionsverantwortlichen somit Einblicke in die Black Box der Algorithmen zu gewähren. Gerade bei unrealistisch erscheinendem Output können Herleitungen oder Begründungen hilfreich sein, um neben der detaillierten grafischen Aufbereitung die Stichhaltigkeit der KI-Analyse prüfen zu können, anstatt sie mangels Nachvollziehbarkeit ignorieren zu müssen. Genau dies sind die Szenarien, in denen künstliche Intelligenz ihre Vorteile ausspielen kann: bislang unentdeckte Zusammenhänge erkennen. Doch zugehört wird meist nur dem, der eine neue Erkenntnis gut begründen kann. Das gilt für Menschen wie für künstliche Intelligenzen. Der Autor Fabio Eupen ist Data Scientist bei der BE-terna GmbH.



  • Neuer VDMA-Präsident gewählt

    Neuer VDMA-Präsident gewählt

    Der VDMA hat mit Karl Haeusgen einen neuen Präsidenten. Im Rahmen der Mitgliederversammlung wurde der Vorstandsvorsitzende von Hawe Hydraulik als Nachfolger von Carl Martin Welcker bestimmt. Auch der Verband VDMA…

    mehr lesen: Neuer VDMA-Präsident gewählt

  • Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel

    Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel

    Maindays 2020 Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel Unter dem Motto ‘Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel‘ findet die 21. Jahrestagung MainDays vom 24. bis zum 25. November in Potsdam…

    mehr lesen: Instandhaltung zwischen Kostendruck und digitalem Wandel

  • Kurzarbeit geht weiter zurück

    Kurzarbeit geht weiter zurück

    Im September ist die Zahl der Beschäftigten, die in Kurzarbeit sind, weiter zurückgegangen. Das Ifo-Institut schätzt die Zahl der Kurzarbeiter aktuell auf 3,7 Millionen Menschen.

    mehr lesen: Kurzarbeit geht weiter zurück

  • Edge-Cloud vernetzt 20 Fraunhofer-Institute

    Edge-Cloud vernetzt 20 Fraunhofer-Institute

    Das Fraunhofer IPT und die Firma German Edge Cloud arbeiten gerade an der Fraunhofer Edge Cloud, die bald 20 Fraunhofer-Institute vernetzen soll. Die offene Foschungsplattform und Testumgebung hilft später im…

    mehr lesen: Edge-Cloud vernetzt 20 Fraunhofer-Institute

  • CtrlX-Ökosystem für Third-Party-Software geöffnet

    CtrlX-Ökosystem für Third-Party-Software geöffnet

    Bosch erweitert das noch junge Automatisierungssystem CtrlX um Komponenten und Services. Vor allem aber lädt die Unternehmensgruppe Third-Party-Anbieter dazu ein, sich mit eigenen Anwendungen auf der Plattform zu engagieren.

    mehr lesen: CtrlX-Ökosystem für Third-Party-Software geöffnet

  • Mit Indigo Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren

    Mit Indigo Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren

    Mit ihrer Plattform Indigo will sich das Münchener Startup Emocean auf dem Markt für Analytics-Projekte positionieren. Das Besondere: Die Lösung soll Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren und so etwa den unmittelbaren…

    mehr lesen: Mit Indigo Maschinendaten in Echtzeit synchronisieren

  • Zaghafte Entspannung trotz Orderminus

    Zaghafte Entspannung trotz Orderminus

    Im Vergleich zum Vorjahreszeitraum haben die Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus ein reales Orderminus von 14 Prozent verzeichnet. Das ist seit Beginn der Corona-Krise der geringste Rückgang auf Monatsbasis.

    mehr lesen: Zaghafte Entspannung trotz Orderminus

  • Oliver Gürtler leitet Mittelstandsgeschäft bei Microsoft Deutschland

    Oliver Gürtler leitet Mittelstandsgeschäft bei Microsoft Deutschland

    Oliver Gürtler übernimmt ab November die Leitung des Mittelstandsgeschäfts bei Microsoft Deutschland und wird damit zugleich zum Mitglied der Geschäftsleitung berufen.

    mehr lesen: Oliver Gürtler leitet Mittelstandsgeschäft bei Microsoft Deutschland

  • Trotz Umsatzrückgang wird digitalisiert

    Trotz Umsatzrückgang wird digitalisiert

    Die meisten Firmen weltweit verzeichnen aufgrund der Corona-Pandemie Umsatzrückgänge. Doch neun von zehn Firmen investieren weiter in ihre Digitalisierung. Zu diesem Ergebnis kommen Autoren von Tata Consultancy Services (TCS) nach…

    mehr lesen: Trotz Umsatzrückgang wird digitalisiert

  • Hyland erwirbt Alfresco (Updated)

    Hyland erwirbt Alfresco (Updated)

    Hyland will den Anbieter von Enterprise Content Management-Lösungen Alfresco kaufen. Die Verträge wurden bereits unterzeichnet, im vierten Quartal soll den Kauf abgeschlossen sein.

    mehr lesen: Hyland erwirbt Alfresco (Updated)

  • Was künstliche Intelligenz für die Arbeitswelt bedeutet

    Was künstliche Intelligenz für die Arbeitswelt bedeutet

    Mit den Auswirkungen sowie den Möglichkeiten, die künstliche Intelligenz für die mittelständische Arbeitswelt bietet, beschäftigt sich das Kompetenzzentrum ‚KI für die Arbeitswelt des industriellen Mittelstands‘.

    mehr lesen: Was künstliche Intelligenz für die Arbeitswelt bedeutet

  • Kompetenzzentrum für KI-Engineering gegründet

    Kompetenzzentrum für KI-Engineering gegründet

    Die Bedeutung von künstlicher Intelligenz im Ingenieurswesen wächst. Allerdings fehlen Verfahren, um das Verhalten der Systeme planbar und Entscheidungen nachvollziehbar zu machen. Abhilfe schaffen soll das Kompetenzzentrum für KI-Engineering (CC-KING)…

    mehr lesen: Kompetenzzentrum für KI-Engineering gegründet