Forschungsprojekt mit der TU Braunschweig
Künstliche Intelligenz: Für Porsche und comNET nicht nur ein Buzzword.
Immer größer werdende IT-Infrastrukturen machen es zunehmend schwieriger, einen Überblick über den Zustand der gesamten Umgebung zu behalten. Probleme in der IT sind häufig sehr komplex, das macht es umso notwendiger, diese frühzeitig zu erkennen oder bestenfalls sogar zu verhindern.
Das hat uns zu der Herausforderung gebracht, wie kann man künstliche Intelligenz schon heute nutzen?
Unsere Idee: Durch Anomaliedetektion werden Auffälligkeiten identifiziert, die von klassischen Monitoring-Tools mit statischen Schwellwerten nicht erkannt werden. Ziel ist es, dabei auch systemübergreifende Zusammenhänge in Betracht zu ziehen. Selbstverständlich kann eine KI nicht über die Erfahrung und das Fachwissen eines IT-Administrators verfügen. Deshalb verfolgt unsere Lösung einen Human-in-the-Loop-Ansatz. Erkannte Anomalien werden in einem Dashboard visualisiert und können somit entsprechend bewertet werden.
Wir haben unsere Ergebnisse hierzu auf der checkMK-Konferenz in München erstmals der Öffentlichkeit präsentiert:
Wie künstliche Intelligenz die IT-Landschaft von Porsche schützt.
Porsche, iTUBS und comNET arbeiten in einem laufenden Forschungsprojekt an der Entwicklung des ersten KI-gestützten IT-Monitoring-Tools, das komplexe Fehlerfälle automatisch erkennen kann. Die Entwicklung dieses Tools wird es Porsche ermöglichen, Alarme in allen seinen IT-Systemen und Diensten zu überwachen und effektiv darauf zu reagieren.
Robuste, leistungsstarke und funktionsfähige IT-Systeme spielen im heutigen digitalen Zeitalter eine immer wichtigere Rolle. Wenn IT-Systeme nicht ordnungsgemäß funktionieren, kann dies verheerende Auswirkungen auf ein Unternehmen haben und den Geschäftsbetrieb ernsthaft stören. IT-Monitoring – das Sammeln von Messdaten und die Überwachung der IT-Umgebung – ist eine wirksame Möglichkeit, den Zustand und die Belastbarkeit von IT-Systemen zu verbessern.
Bei Porsche dient IT-Monitoring dazu, die IT-Resilienz des Unternehmens zu stärken und die Verfügbarkeit von IT-Services zu maximieren, von der Produktion über den Vertrieb bis hin zu Datenbanken. Derzeit gibt es etwa 5000 überwachte Hosts, wobei die Anzahl der Hosts (Server, VMs usw.) ständig steigt. Bei diesem Umfang ist es schwierig, den Überblick zu behalten und die Fehlersuche ist kompliziert und langwierig.
Automatische Erkennung komplexer Fehlerfälle
Um die immer komplexer werdenden Aufgaben des IT-Monitorings bewältigen zu können, wird im Forschungsprojekt erstmals ein KI-gestütztes IT-Monitoring-Tool entwickelt, das Fehlerfälle automatisch erkennen kann. Seit dem Start des ersten Prototyps im Februar 2021 werden alle wichtigen Host- und Anwendungsparameter der Porsche IT-Dienste durch eine künstliche Intelligenz auf Basis neuronaler Netze analysiert.
Aber wie kann KI dazu beitragen, die IT-Überwachung intelligenter zu machen? In der IT können zwei Arten von Fehlern auftreten, wobei man zwischen Low-Level- und High-Level-Fehlern unterscheidet. Fehler auf niedriger Ebene werden nur durch eine Metrik (Festplattenauslastung oder CPU-Auslastung) verursacht und können durch Schwellenwerte für die Metrik (Festplattenauslastung über 95 % oder CPU-Auslastung bei 100 %) erkannt werden. Solche Fehler können wir mit Tools wie Checkmk effektiv überwachen. Fehler auf hoher Ebene werden hingegen durch mehrere Metriken verursacht (z. B. „Festplattennutzung“ und „Netzwerkverkehr“). Hier hängt die Erkennung von komplexen Metriken und zeitlichen Abhängigkeiten ab („Die Festplattennutzung des Remote-Datenbankhosts steigt ohne Netzwerkverkehr schnell an“). Unsere KI-gestützte Lösung ist darauf ausgelegt, diese Art von Problemen zu lösen.
Überwachung für IT-Umgebungen – unser KI-Ansatz
Das Monitoring-Tool wurde gemeinsam von Porsche, iTUBS (Innovationsgesellschaft Technische Universität Braunschweig mbH) und comNET (Gesellschaft für Kommunikation & Netzwerke mbH) entwickelt. Die KI-Forscher der TU Braunschweig entwickelten die KI-Architektur, die Trainingsprozesse und die Einsatzstrategien. Die IT-Spezialisten von comNET übernahmen mit ihrer Expertise in Monitoring und Open-Source-Software die Projektkoordination und Checkmk-Integration und entwickelten das KI-Dashboard.
Es gibt zwei wichtige Anwendungsfälle für das KI-gestützte IT-Überwachungsprojekt: Erstens zielt die vorausschauende Wartung darauf ab, Hostfehler oder -ausfälle vorherzusagen, bevor sie auftreten, und hilft so, kostspielige Ausfallzeiten zu vermeiden und die Hostwartung zu planen. Zweitens warnt die Anomalieerkennung IT-Experten vor dem ungewöhnlichen Verhalten eines Hosts und ist in der Lage, komplexe Anomalien auf hoher Ebene zu erkennen, was viel schwieriger ist als die Anwendung von Schwellenwerten auf Host-Metriken. Das KI-Dashboard visualisiert die Ergebnisse von Methoden, die diese KI-gestützten IT-Überwachungsanwendungsfälle adressieren.
Proof of Concept: Anomalie-Dashboard
Unser Überwachungstool bietet IT-Experten ein KI-gesteuertes webbasiertes Überwachungs-Dashboard. Hosts mit vielen Anomalien werden zur schnellen Fehlerbehebung visuell hervorgehoben. Darüber hinaus basiert das Tool auf einem Human-in-the-Loop-Ansatz: Die KI warnt IT-Experten vor potenziellen Anomalien, und die IT-Experten helfen bei der Verbesserung der KI, indem sie Daten von anomalen oder fehlerhaften Ereignissen sammeln und so eine kontinuierliche Verbesserung der Anomalie ermöglichen neuronales Erkennungsmodell. Dies führt zu einer schnelleren Fehlerbehebung, weniger Ausfallzeiten und einem besseren Verständnis der Grundursachen komplexer IT-Fehlerereignisse.
Durch den Einsatz von KI-Technologie kann die Porsche-IT (i) die Überwachung von IT-Systemen verbessern, (ii) IT-Schwachstellen identifizieren und Ausfälle verhindern und (iii) damit die IT-Resilienz von Porsche insgesamt erhöhen.
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