KI-Toolbox für Versorgungsunternehmen: Modul IT-Infrastruktur

Dieses Modul beschäftigt sich mit den Fragestellungen und Herausforderungen rund um die IT-Infrastruktur und die grundlegende Softwarearchitektur sowie mit dem Thema der Datenspeicherung.

Die grundlegend stärkere Vernetzung von Geräten, Sensoren und IT-Systemen und das dazugehörige Sammeln von Daten bieten die Basis für neue KI-basierte Services, bergen aber auch neue Herausforderungen.

Daher entstehen neue Anforderungen an die eigene oder auch neu zu planende IT-Infrastruktur und das Thema der Datenverarbeitung. Da diese jedoch stark von den möglichen Einsatzgebieten und auch den geplanten Use Cases abhängen, möchten wir Ihnen einen Überblick sowie mögliche Entscheidungshilfen aufzeigen.

Die Basis für die KI-basierten Services und die Datenerfassung bildet eine IT-Infrastruktur, die entweder von Cloud-Anbietern eingekauft oder auch selbst betrieben werden kann. Dabei kann grundsätzlich in vier Ebenen unterschieden werden.

Datenübertragung und das Gerätemanagement

Die Daten werden von Sensoren, Geräten oder anderen IT-Systemen übertragen und müssen strukturiert erfasst werden. Je nach Anwendungsfall muss hier festgelegt werden, über welche Technologie die Daten übermittelt werden, welche Geräte eingebunden werden und wie deren Status ist oder deren Instandhaltung abläuft. Ebenfalls müssen hier Datenursprung und Korrektheit geprüft werden, um so die Vertrauenswürdigkeit der Daten sicherzustellen.

Datenvorverarbeitung und Speicherung

Die Daten werden für die Verarbeitung in einer Datenbank gespeichert und können dann weiter genutzt werden (z. B.: zur Filterung und Formatkonvertierung). Liegen die Daten nicht in ausreichender Qualität und Aufbereitung vor, können auch die Algorithmen keine vielversprechenden Ergebnisse in einem Service liefern.

Datenanalyse und Datenverarbeitung

Die eigentliche Nutzung der KI-Technologien macht diese Ebene zu dem Herzstück der Architektur und Infrastruktur. Die IT-Infrastruktur muss zudem gerade so ausgelegt sein, dass die durchzuführenden Berechnungen in angemessener Zeit durchgeführt werden können. Hier kann und wird auch auf spezielle Hardware für KI-Anwendungen zurückgegriffen.

Darstellung und Interaktion

Diese Ebene zählt zu den komplexesten Elementen der Services und Infrastruktur. Hier geht es um die Interaktion mit dem Nutzer und um die Ergebnisdarstellung der Services. Die genaue Gestaltung hängt stark von der Zielgruppe und von den Endgeräten ab, die zum Einsatz kommen sollen. Von der nativ programmierten Smartphone-App bis hin zur dynamischen Web-Anwendung und zu gerätespezifischen Anzeigen gibt es ein breites Spektrum an Technologien und Methoden, um diese Ebene umzusetzen.

Bei allen Ebenen kann die Frage gestellt werden, ob diese im eigenen Rechenzentrum oder bei einem der Cloud-Anbieter abgebildet werden und welche Technologien zum Einsatz kommen. Eine grundsätzliche Übersicht verschiedener Technologien und Anbieter kann unter CNCF-Landscape eingesehen werden. Da einzelne Komponenten immer nur einen Teil der Funktionen abdecken, die für eine umfassende IT-Infrastruktur notwendig sind, muss ein Zusammenspiel zwischen den Komponenten geschaffen werden.

Generell gibt es keinen Standardplan für die Infrastruktur eines neuen KI-basierten Services. Dies wird immer von Ihrem individuellen Anwendungsfall und Ihrer Herausforderung abhängen. Das grundlegende Vorgehen und die dabei auftretenden Fragestellungen sind jedoch ähnlich. Beispiele für relevante Fragestellungen sind:

• Wer wird Ihren Dienst nutzen und wie ist die Zahlungsbereitschaft des Kunden?
• Wie sind die Bedingungen an den Datenschutz und die eigenen Unternehmensrichtlinien?
• Kommt der Betrieb in der Cloud in Frage oder soll in eine eigene Infrastruktur und notwendiges Personal investiert werden?
• Wie sieht die minimale notwendige Lösung aus, mit der Sie beginnen möchten?
• Gibt es bereits Akteure, die ähnliche Lösungen einsetzen?
• Möchten Sie notwendige Kompetenzen selbst in Ihrem Unternehmen aufbauen oder einen Dienstleister beauftragen?
• Welche Kooperationsmöglichkeiten gibt es mit anderen Unternehmen, die die Infrastruktur und den Dienst bereitstellen könnten?

Daraus leiten sich je nach Anwendungsfall weitere Fragestellungen ab:

• Mit welcher Datenmenge und welchen Erfassungsbedingungen ist zu rechnen?
• Mit wie vielen Nutzern muss ich bei meiner Zielgruppe rechnen?
• Müssen Ergebnisse in Echtzeit verarbeitet werden oder nur zu bestimmten Zeitpunkten?
• Welche Kosten entstehen durch die Infrastruktur?
• Wie verfügbar muss der Dienst sein?
• Welche KI-Technologien kommen zum Einsatz?
• Wie rechenintensiv sind die KI-Technologien, die auf der Infrastruktur zum Einsatz kommen sollen?

Für weitere für Sie relevante Fragen und Anforderungen können Sie uns gerne kontaktieren.

Das Thema der Datenspeicherung muss besonders betrachtet werden: Hier gibt es einige rechtliche und sicherheitsrelevante Herausforderungen, wie beispielsweise die DSGVO und die Absicherung der IT-Infrastruktur. Die damit verbundenen rechtlichen Herausforderungen und Praxishilfen zu einer datenschutzkonformen Verarbeitung werden in dem Modul Rechtliches und Regularien genauer erörtert. Grundlegende Entscheidungen zum Thema Sicherheit gehen von dem Ort der Datenspeicherung bis hin zu den möglichen Zugriffsrechten und zum physischen Absichern der IT-Infrastruktur. Hier gilt es, eine auf den Anwendungsfall bezogene Waage zwischen Aufwand und Schutzbedarf zu finden und zu gewährleisten, sei es in der Cloud oder bei dem Betrieb im eigenen Rechenzentrum.