Vom Software-Lebenszyklus bis zur Server-Anomalie: KI und ihr praktischer Nutzen für die BWI

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Redaktion BWI

Innovation, Bundeswehr

Die deutsche Wirtschaft ist von einer praktischen Nutzung von KI noch weit entfernt, wie eine aktuelle Umfrage des Branchenverbands Bitkom zeigt. Demnach halten zwar drei Viertel der rund 600 befragten Unternehmen Künstliche Intelligenz für eine der wichtigsten Zukunftstechnologien. Doch die große Mehrheit hat bisher noch nie in solche Projekte investiert – und hat auch gar keine entsprechenden Pläne. Vor allem liege das an zu wenig Zeit, fehlenden Kapazitäten und Unklarheit darüber, welchen konkreten Mehrwert die Technologie liefern kann. Und wird KI eingesetzt, dann überwiegend für einfache Aufgaben. Fortgeschrittene Anwendungen bilden die Ausnahme.

Die Bundeswehr mit ihrem Digitalisierungspartner BWI ist da weniger zurückhaltend. Beim Patchen der mehr als 6.000 Server in den eigenen Rechenzentren beispielsweise kommt KI längst zum Einsatz. Intelligente Software analysiert, wann welcher Server wahrscheinlich entbehrlich sein wird und kann so das Einspielen von Sicherheitsupdates optimal koordinieren und durchführen. Auch bei der Analyse großer Datenmengen unterstützt sie die deutschen Streitkräfte heute schon erfolgreich. Es sind nur zwei von mehreren Anwendungsfällen, die bereits umgesetzt wurden. In Form von Innovations-Experimenten arbeitet die BWI aber permanent an neuen KI-Projekten. Die Erkenntnisse aus zwei dieser experimentellen Erprobungen sollen in Kürze den Betrieb von Rechenzentren und das Application Management der BWI optimieren.

„Wir haben bei Künstlicher Intelligenz kein Erkenntnis-, sondern ein massives Umsetzungsproblem.“

Achim Berg, Präsident des Bundesverbands Bitkom e. V.

Kapazitäten automatisiert priorisieren

Moderne IT-Systeme produzieren unentwegt Daten, nicht nur für ihre direkten Anwender, sondern auch zur Eigenüberwachung der darauf bereitgestellten Applikationen. In diesen Daten verbirgt sich ein enormes Potential, automatisch Anomalien in Rechenzentren zu erkennen und dazu beizutragen Server-Auslastung und -Betrieb zu verbessern. Bereits eine einfache Analyse üblicher Metriken wie Prozesslast oder Auslastung eines Dateisystems bergen für das menschliche Auge direkte Erkenntnisse.

Das Innovations-Experiment „Automated Smart Performance Evaluation“ zielt darauf ab, Anomalien im Betrieb ohne menschliches Zutun zu erkennen und darauf zu reagieren. Ein KI-System kann beispielweise die Last- und Ruhezeiten aller Services innerhalb eines Tages oder im Wochenverlauf ermitteln und dann die Serverkapazitäten automatisiert neu priorisieren. Oder es fährt ganze Komponenten zu Zeiten herunter, wenn sie üblicherweise nicht benötigt werden. Das spart einerseits Energie, und entlastet andererseits vor allem die IT-Experten vor Ort von Routinetätigkeiten.

Als das Experiment im vergangenen Jahr startete, stand eine zentrale Frage im Raum: Anhand welcher Metriken lässt sich die Auslastung eines Service automatisiert ermitteln? „Die Nutzererfahrung ist der Dreh- und Angelpunkt“, sagt Michael Schwabe, Architekt im Data-Analytics-Team der BWI und Teil des Experimentteams. Gemeint ist konkret, wie schnell eine Anwendung auf Benutzereingaben reagiert. Im Zusammenspiel mit weiteren Messgrößen der IT-Systeme lässt sich dann das Optimierungspotenzial eines IT-Service ermitteln. Die BWI setzt Machine-Learning-Algorithmen ein, um auf dieser Basis automatisiert Schwellwerte berechnen zu lassen. Zum Beispiel: Wie schnell muss die Antwortzeit einer Anwendung sein, damit der Nutzer sie nicht als störend empfindet? Ist das bekannt, könnte das KI-System eine Cloud-Plattform benachrichtigen, um Ressourcen entsprechend dynamisch anzupassen.

Software-Lebenszyklus: Bessere Planung durch KI

Ein weiteres Experiment, die sogenannte „Cognitive Technology Roadmap“, hilft bei der strategischen Planung im Applikationsbetrieb. Wie jedes physische Produkt haben auch Anwendungen, Datenbanken und Betriebssysteme einen Lebenszyklus, an dessen Ende sie durch eine Nachfolgetechnologie ersetzt werden müssen. Wann das sogenannte End-of-Life (EoL) erreicht ist, ist zu Beginn aber oft noch unklar. Im IT-Betrieb gehören EoL-Informationen zum Tagesgeschäft. Gerade bei komplexen IT-Umgebungen wie dem IT-System der Bundeswehr, mit Abhängigkeiten zwischen einzelnen Lösungen, ist damit aber ein enormer Aufwand verbunden: Informationen müssen ständig erfasst und interpretiert werden, um schließlich Modernisierungsprojekte rechtzeitig anzustoßen.

Wie kann KI dabei helfen, EoL-Informationen aus unterschiedlichen Quellen automatisiert zu aggregieren und zu priorisieren? Und kann daraus eine technologische Produkt-Roadmap für jedes IT-Verfahren der Bundeswehr entstehen? Das Innovation Management der BWI ist diesen Fragen zusammen mit anderen Fachbereichen im Unternehmen nachgegangen. Mit Erfolg: Die im Zuge des Experiments innerhalb von zehn Wochen erprobte Lösung durchsucht automatisch verschiedene Quellen im Internet nach Informationen über eingesetzte Software-Produkte und reichert diese mit Herstellerdaten zu den EoL-Informationen an. Ein neuronales Netz ermittelt dabei, welche Websites tatsächlich relevante und valide Daten bereitstellen, filtert diese heraus, sammelt sie und bereitet sie grafisch auf. „Ein wesentlicher Erfolgsfaktor für den schnellen Weg von der Inkubation in Richtung Portfolio ist die enge und direkte Zusammenarbeit mit den Know-how-Trägern aus den Fachbereichen“, sagt Frank Völker.

„Der erprobte kognitive Anteil birgt ein enormes Innovationspotential, da gerade in diesem Umfeld keine Lösung am Markt verfügbar ist.“

Frank Völker, Leiter der Experimente, Innovation Management, BWI

KI in der Praxis bewährt

Die Ergebnisse aus den Innovations-Experimenten „Cognitive Technology Roadmap“ und „Automated Smart Performance Evaluation“ fließen nun direkt in das Portfolio der BWI ein. Beide Vorhaben haben zum Ziel, Effizienz und damit die eigene Leistungsfähigkeit im IT-Betrieb zu steigern. Und sie tragen dazu bei, die Services der BWI für ihre Kunden zu verbessern.

Auch in der Zukunft plant das IT-Systemhaus fest mit KI-Anwendungen. So erprobt das Innovation Management der BWI derzeit etwa Infrastrukturen für den Betrieb von KI-Modellen oder Einsatzmöglichkeiten von Natural Language Processing. Bundeswehr und BWI haben die Vorteile von KI erkannt. In Theorie und Praxis.
 

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