Das Process Model for AI Systems Engineering, kurz: PAISE®, ist unser Vorgehensmodell für die systematische und standardisierte Entwicklung und den Betrieb von KI-basierten Systemlösungen. Vorgehensweisen aus der Informatik und datengetriebenen Modellbildung werden mit denen klassischer Ingenieurdisziplinen kombiniert.
Die Disziplin KI-Engineering geht aus dem Systems Engineering hervor. Während heute erfolgreich Methoden des Systems Engineering angewandt werden (z. B. Wasserfallmodell, V-Modell, SCRUM), um komplexe technische Systeme zu entwickeln, stellt die Verwendung von KI innerhalb solcher Systeme neue Herausforderungen an den Entwicklungsprozess:
- Die Performanz eines KI-basierten Ansatzes lässt sich häufig nicht im Voraus einschätzen, sondern muss empirisch ermittelt werden. In vielen Ingenieurdisziplinen ist es möglich, eine High-Level-Systemarchitektur anforderungsgemäß zu entwerfen, auf Basis von physikalischen Modellen, Erfahrungswerten und Simulationen. Bei KI-Verfahren ist das schwieriger: Wenn seltene Sonderfälle ausschlaggebend sind, können Details in der Umsetzung große Unterschiede im empirischen Verhalten bedeuten. Sie müssen deshalb häufig vorab prototypisch umgesetzt werden. Dieser Aspekt ist in PAISE® im Entwicklungszyklus (Anm.: die Phasen von PAISE® sind blau hervorgehoben) verankert: Die High-Level-Architektur wird in sog. Checkpoints hinsichtlich der Anforderungen bewertet und iterativ verfeinert.
- Datengetriebene Verfahren wie ML benötigen bereits während der Entwicklung qualitativ hochwertige Daten aus dem Betrieb. Die Qualität wird u. a. dadurch bestimmt, wie repräsentativ die zum Lernen verwendeten Daten sind. Die benötigten Trainingsdaten sollten möglichst bereits aus der Anwendung des Systems kommen, das jedoch meist noch nicht fertig entwickelt ist. In PAISE® wird diese Herausforderung in der Datenbereitstellung, berücksichtigt.
PAISE® ist eine Vorgehensvorlage, die je nach den organisatorischen Rahmenbedingungen im Unternehmen angepasst werden kann und sollte. Nutzungsszenarien sind die einmalige kundenspezifische Entwicklung und Implementierung von KI-basierten Systemen sowie die komplette Neuentwicklung von Produkten für die Serienproduktion. Wie bei jedem Vorgehensmodell müssen die Elemente von PAISE® auf den jeweiligen Anwendungsfall übertragen werden, um konkrete Handlungen daraus abzuleiten. Der Fokus von PAISE® liegt auf dem technischen Prozess (siehe ISO/ IEC/EEE 15288:2015) und lässt betriebswirtschaftliche und unternehmensspezifische Aspekte außen vor.
CC-KING - Kompetenzzentrum für KI-Engineering