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Experten-Training: Angewandte Künstliche Intelligenz

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Im Rahmen dieses praxisorientierten Kurses wird anhand eines konkreten Beispiels ein gesamter Prozess zur Mustererkennung nachvollzogen und selbst programmiert. Dabei werden die möglichen Methoden beleuchtet und angewandt.

Aufbaukurs: Angewandte Künstliche Intelligenz

Am 18.1. + 19.1.2023 in Gotha.

Ziele:

–        Datenvorverarbeitung zur Nutzung von KI

–        Einsatz von Künstlichen Neuronalen Netzen für spezielle Anwendungen (Lernen mit Lehrer)

–        Nutzung von Anaconda, Tensorflow und Keras an konkreten Beispielen

–        Erarbeitung und Einsatz von KI-Methoden zur Datenverarbeitung

–        KI zur Mustererkennung (z. B. k-MEANS, Lernen ohne Lehrer)

 

Zielgruppe:

–        Erfahrene aus den Bereichen Programmierung, Entwicklung, Anwendung

 

Voraussetzungen:

–        Grundlegende Programmierkenntnisse empfehlenswert (aber nicht erforderlich)

 

Inhalte:

–        Datenverarbeitungsmethoden kennenlernen und nutzen

–        Programmierung und Nutzung von Klassifizierungsmethoden

–        Anwendung vom bestärkenden Lernen (Reinforcement Learning)

–        Einsatz kostenloser und kostenpflichtiger Tools zur Datenauswertung

–        Umfangreiche Darstellung der Ergebnisse

 

Ein Schulungstag umfasst 6 Lehrveranstaltungsstunden am 18.1. + 19.1.2023 in Gotha (9.30 Uhr – 15.30 Uhr) und findet großenteils am PC statt. Die Verpflegung ist jeweils inklusive.

 

Preis pro Kurs (2 Tage): 980 Euro (netto)

Die Teilnehmerzahl pro Modul ist auf 6 begrenzt.

Rückfragen sowie Anmeldungen: schulung@cc-online.eu

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Christian Döbel (Leiter Steinbeis Transferzentrum „Integrierte Systeme und Digitale Transformation“, ISD)

 

Anbieter-Informationen:
Steinbeis-Transferzentrum ISD (Zentrale: Steinbeis Transfer GmbH) – Ausfeldstr. 21 – 99880 Waltershausen – Tel. 03622 208334
E-Mail SU2209@stw.de
USt.-Ident-Nr. DE814628518 – Registergericht Stuttgart HRB 25312

Geschäftsführer: Dipl.-Ing. (FH) M. Eng. Erik Burchardt

Interview – Mehr Business-Nerds, bitte!

Die Haufe Akademie im Gespräch mit Prof. Dr. Stephan Matzka, Hochschulprofessor an der HTW Berlin und Trainer der Haufe Akademie darüber, wie Data Science und KI verdaulich vermittelt werden können und was eigentlich passiert, wenn man es nicht tut.

Sie beschäftigen sich mit Data Science, Algorithmen und Machine Learning – Hand aufs Herz: Sind Sie ein Nerd, Herr Prof. Matzka?   

Stephan Matzka: (lacht) Ich bin ein neugieriger Mensch und möchte gerne mehr über die Menschen und Dinge erfahren, die mich umgeben. Dafür benötige ich Informationen, die ich einordnen und bewerten kann und nichts anderes macht Data Science. Wenn Neugier also einen Nerd ausmacht, bin ich gerne ein Nerd.

Aber all die Buzzwords, die Sie gerade genannt haben, wie Machine Learning oder Algorithmen, blenden mehr als sie helfen. Ich spreche lieber von menschlicher und künstlicher Intelligenz. Deren Gemeinsamkeiten und Unterschiede sind gut zu erklären und dieses Verständnis ist der Schlüssel für alles Weitere.

Ist das Verständnis für Data Science und Machine Learning auch der Schlüssel für den Zukunftserfolg von Unternehmen oder wird die Businessrelevanz von Data Science überschätzt?

Stephan Matzka: Zunächst mal ist Machine Learning größtenteils einfach Statistik, die sehr clever angewandt wird. Damit wir Benutzer:innen nicht wie in der Schule mit der Hand rechnen müssen, gibt es Algorithmen, die uns die Arbeit abnehmen. Die Theorie ist also altbekannt. Aber die technischen Möglichkeiten haben sich geändert.

Sie können das mit Strom vergleichen, den gibt es schon länger. Aber erst mit einem Elektromotor können Sie Power auf die Straße bringen. Daten sind also altbekannte Rohstoffe, die Algorithmen und Rechenleistung von heute aber ein völlig neuer Motor.

Wenn Sie sehen, wie radikal die Dampfmaschine und der Elektromotor die Wirtschaft beeinflusst haben, dann gewinnen Sie einen Eindruck, was gerade im Bereich künstliche Intelligenz abgeht, und das über alle Unternehmensgrößen und Branchen hinweg.

So eine Dampfmaschine ist für viele wahrscheinlich deutlich einfacher zu greifen als das tech-lastige Universum Data Science. Das ist schon sehr abstrakt. Ist es so schwierig, wie es aussieht?

Stephan Matzka: Data Science kann man, wie alle Dinge im Leben, kompliziert oder einfach machen. Und es gibt auch auf diesem Feld Menschen, die Schwieriges einfach aussehen lassen. Das sind die Vorbilder, von denen wir alle lernen können.

Künstliche Intelligenz, oder kurz KI, bietet Menschen und Unternehmen große Chancen, wenn Sie sich rechtzeitig damit beschäftigen. Dabei geht es um nicht weniger als die Frage, ob wir in unserer Arbeitswelt zukünftig KI für uns arbeiten lassen oder abwarten, bis uns ein Algorithmus vorgibt, was wir als Nächstes tun sollen. Mit der richtigen Unterstützung ist der Aufwand jedoch überschaubar und der Nutzen für Unternehmen und Organisationen enorm.

Viele Mitarbeiter:innen hören nach „Wir sind jetzt agil“ neuerdings „Mach‘ mal KI“ – was raten Sie den Kolleg:innen und Entscheider:innen in mittelständischen Unternehmen für den Umgang mit dem Thema?

Stephan Matzka: Es braucht zum einen Impulse „von außen“, um sich mit diesem wichtigen Thema auseinanderzusetzen und einen Start zu finden. Und zum anderen braucht es Mitarbeiter:innen, die datenaffin sind, sich mit dem Thema bereits auseinandergesetzt haben und Use Cases entwickeln sowie hinterfragen können. Meine Berufserfahrung zeigt: Gerade am Anfang ist es noch sehr leicht, bei den klassischen „Low Hanging Fruits“ Erfolge zu erzielen. Das motiviert für das nächste Projekt und schon ist das Momentum im Unternehmen.

Was sind die Minimalanforderungen in einem Unternehmen, um mit Data Science und Machine Learning einen echten Mehrwert zu schaffen und die „Low Hanging Fruits“ zu ernten?  

Stephan Matzka: Der Rohstoff sind Daten in digitaler Form, ob in Excel-Listen, in SAP oder einer Datenbank ist erst mal zweitrangig. Für die Auswertung brauchen Sie passende Software und Menschen, die diese Software bedienen können.

In jedem Unternehmen gibt es solche Daten, die Software ist häufig kostenlos, der eigentliche Engpass sind aktuell die Expert:innen.

Könnte ich mir nicht die Arbeit sparen und Beratungsunternehmen einsetzen?

Stephan Matzka: Das könnten Sie, und Beratungsunternehmen können Ihnen oft auch die richtigen Themen aufzeigen. Gleichzeitig wirft dies zwei wesentliche Fragen auf: Wie können Sie die Qualität und den Preis einer Lösung beurteilen, die Ihnen ein externer Dienstleister anbietet? Und zweitens, wie verankern Sie nachhaltig das Wissen in Ihrem Unternehmen?

Damit die Beratungsleistung Ihnen also wirklich weiterhilft, benötigen Sie Beurteilungskompetenz auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz im eigenen Unternehmen. Diese Beurteilungskompetenz im Businesskontext zu schaffen ist aus meiner Sicht ein wesentlicher Erfolgsfaktor für Unternehmen und sollte eher kurz- als mittelfristig angegangen werden.

Haufe Akademie: Nochmal zurück zu den Daten: Woher weiß ich, ob ich genug Daten habe? Sonst bilde ich jemanden aus oder stelle jemanden ein, der mich Geld kostet, aber nichts zu tun hat.

Stephan Matzka: Mit den Daten ist es ein wenig so wie mit den Finanzen, kann ich jemals „genug Budget“ im Unternehmen haben? Natürlich ist es mit großen Datenmengen leichter möglich, bessere Resultate zu erzielen, genauso wie mit mehr Projektbudget. Aber wir alle haben schon erlebt, wie kleine Projekte Erstaunliches bewegt haben und Großprojekte spektakulär gescheitert sind.

Genau wie Budgets sind Daten meist in dem Umfang vorhanden, in dem sie eben verfügbar sind. Die vorhandenen Daten klug zu nutzen: Das ist das Ziel.

Ein Beispiel aus der Praxis: Es gibt sehr große Firmen mit riesigen Datenmengen, die mir, nachdem ich bei ihnen einen Drucker gekauft habe, weiter Werbung für andere Drucker zeigen anstatt Werbung für passende Toner. So eine KI würde mir kein mittelständisches Unternehmen abnehmen.

Gleichzeitig werden Sie sich wundern, welches Wissen oft schon in einfachen Excel-Tabellen schlummert. Wissen Sie zum Beispiel, was Ihnen der höchste Umsatz eines Kunden in den letzten zwölf Monaten und die Zeitabstände der letzten drei Bestellungen schon jetzt über die nächste Bestellung verraten?

In meinen Recherchen zum Thema bin ich oft an hohen Einstiegshürden gescheitert. Trotzdem habe ich gespürt, dass das Thema wichtig ist. Das war mitunter frustrierend. Welche Fragen sollte ich mir als Mitarbeiter:in stellen, wenn ich mich für Data Science interessiere, aber keine Vorkenntnisse habe?

Stephan Matzka: Das Wichtigste ist erstmal, sich nicht abschrecken zu lassen. 80% der Themen lassen sich zum Beispiel komplett ohne Mathematik erklären. Nochmal 15% sind Stoff der Sekundarstufe, bleiben noch 5% übrig. Die haben es tatsächlich in sich und dann können Sie sich immer noch entscheiden: Finde ich das Thema so spannend (und habe ich die Zeit), dass ich mich auch da noch reinarbeite. Oder reichen mir die 95% Verständnis für die zuverlässige Lösung meiner Business-Fragestellungen aus. Viel entscheidender ist für mich, sich dem Thema mutig anzunehmen, die ersten Erfolge zu feiern und mit diesem Rückenwind die nächsten Schritte zu tun.

Vielen Dank für das Gespräch, Herr Prof. Matzka!

Was ist eigentlich der Beruf des Quants? Vergleich zum Data Scientist.

Quants kennt man aus Filmen wie Margin Call, The Hummingbird Project oder The Big Short. Als coole Typen oder introvertierte Nerds dargestellt, geht es in diesen Filmen im Kern um sogenannte Quantitative Analysts, oder kurz Quants, die entweder die großen Trading Deals abschließen oder Bankenpleiten früher als alle anderen Marktteilnehmer erkennen, stets mit Computern und Datenzugriffen ausgestattet, werfen Sie tiefe Blicke in die Datenbestände von Finanzinstituten und Märken, das alles unter Einsatz von Finanzmathematik.

Quants sind in diesen und anderen Filmen (eine Liste für das persönliche Abendprogramm füge ich unten hinzu) die Helden, manchmal auch die Gangster oder eine Mischung aus beiden. Den Hackern nicht unähnlich, scheinen sie in Filmen geradezu über Super-Kräfte zu verfügen, dem normalen Menschen, ja sogar dem erfahrenen Banken-Manager gegenüber deutlich überlegen zu sein. Nicht von ungefähr daher auch “Quant”, denn die Kurzform gefällt mit der namentlichen Verwechslungsgefahr gegenüber der kaum verstandenen Quantenphysik, mit der hier jedoch kein realer Bezug besteht.
Auf Grundlage der Filme zu urteilen, scheint der Quant dem Data Scientist in seiner Methodik dem Data Scientist ebenbürtig zu sein, wenn auch mit wesentlich prominenterer Präsenz in Kinofilmen.

Kleiner Hinweis zu den Geschlechtern: Mit Quant, Analyst und Scientist sind stets beide biologische Geschlechter gemeint. In den Filmen scheinen diese nahezu ausschließlich männlich zu sein, in der Realität aber habe ich in etwa genauso viele weibliche wie männliche Quants und Data Scientists kennenlernen dürfen.

Was unterscheidet also einen Quant von einem Data Scientist?

Um es gleich vorweg zu nehmen: Gar nicht so viel, aber dann doch ganze Welten.

Während die Bezeichnung des Berufes Data Scientists bereits ausführlich erläutert wurde – siehe den Data Science Knowledge Stack – haben wir uns auf dieser Seite noch gar nicht mit dem Quantitative Analyst befasst, der ausgeschriebenen Bezeichnung des Quants. Vom Wortlaut der Berufsbezeichnung her betrachtet gehören Quants zu den Analysten oder genauer zu den Financial Analysts. Sie arbeiten oft in Banken oder auch Versicherungen. In letzteren arbeiten sie vor allem an Analysen rund um Versicherungs- und Liquiditätsrisiken. Auch andere Branchen wie der Handel oder die Energiebranche arbeiten mit Quantitativen Analysten, z. B. bei der Optimierung von Preisen und Mengen.

Aus den Filmen kennen wir Quants beinahe ausschließlich aus dem Investmentbanking und Risikomanagement, hier sind sie die Ersten, die Finanzschwierigkeiten aufdecken oder neue Handelschancen entdecken, auf die andere nicht kommen. Die Außenwahrnehmung ist denen der Hacker gar nicht so unähnlich, tatsächlich haben sie auch Berührungspunkte (nicht aber Überlappungen in ihren Arbeitsbereichen) zumindest mit forensischen Analysten, wenn es um die Aufdeckung von Finanzskandalen bzw. dolose Handlungen (z. B. Bilanzmanipulation, Geldwäsche oder Unterschlagung) geht. Auch bei Wirtschaftsprüfungsgesellschaften arbeiten Quants, sind dort jedoch eher als Consultants für Audit oder Forensik bezeichnet. Diese setzen ebenfalls vermehrt auf Data Science Methoden.

In ihrer Methodik sind sie sowohl in Filmen als auch in der Realität der Data Science nicht weit entfernt, so analysieren Sie Daten oft direkt auf der Datenbank oder in ihrem eigenen Analysesystem in einer Programmiersprache wie R oder Python. Sie nutzen dabei die Kunst der Datenzusammenführung und -Visualisierung, arbeiten auf sehr granularen Daten, filtern diese entsprechend ihres Analysezieles, um diese zu einer Gesamtaussage z. B. über die Liquiditätssituation des Unternehmens zu verdichten. Im Investmentbanking nutzen Quants auch Methoden aus der Statistik und des maschinellen Lernens. Sie vergleichen Daten nach statistischen Verteilungen und setzen auf Forecasting-Algorithmen zur Optimierung von Handelsstrategien, bis hin zum Algorithmic Trading.

Quants arbeiten, je nach Situation und Erfahrungsstufe, auch mit den Methoden aus der Data Science. Ein Quant kann folglich ein Data Scientist sein, ist es jedoch nicht zwingend. Ein Data Scientist ist heutzutage darüber hinaus jedoch ein genereller Experte für Statistik und maschinelles Lernen und kann dies nahezu branchenunabhängig einbringen. Andererseits spezialisieren sich Data Scientists mehr und mehr auf unterschiedliche Themenbereiche, z. B. NLP, Computer Vision, Maschinen-Sensordaten oder Finanz-Forecasts, womit wir bei letzterem wieder bei der quantitativen Finanz-Analyse angelangt sind. Die Data Science tendiert darüber hinaus jedoch dazu, sich nahe an die Datenbereitstellung (Data Engineering) – auch unstrukturierte Daten – sowie an die Modell-Bereitstellung (Deployment) anzuknüpfen (MLOp).

Fazit zum Vergleich beider Berufsbilder

Der Vergleich zwischen Quant und Data Scientist hinkt, denn beide Berufsbezeichnungen stehen nicht auf der gleichen Ebene, ein Quant kann auch ein Data Scientist sein, muss es jedoch nicht. Beim Quant handelt es sich, je nach Fähigkeit und Tätigkeitsbedarf, um einen Data Analyst oder Scientist, der insbesondere Finanzdaten auf Chancen und Risiken hin analysiert. Dies kann ich nahezu allen Branchen erfolgen, haben in Hollywood-Filmen ihre Präsenz dem Klischee entsprechend in einer Investmentbank und sind dort tiefer drin als alle anderes (was der Realität durchaus entsprechen kann).

Quants in Kino + TV

Lust auf abgehobene Inspiration aus Hollywood? Hier Liste an Filmen mit oder sogar über Quants [in eckigen Klammern das Kernthema des Films]:

  • The Hummingbird Project (2018)  [High Frequency Trading & Forensic Analysis]
  • Money Monster (2016) [Drama, hat Bezug zu Algorithmic Trading]
  • The Big Short (2015) [Finanzkrisen – Financial Risk Analysis]
  • The Wall Street Code (2013) [Dokumentation über Algorithmic Trading]
  • Limitless (2011) [nur kurze Szenen mit leichtem Bezug zu Financial Trading Analysis]
  • Money and Speed: Inside the Black Box (2011) [Dokumentation zu Financial Analysis bzgl. des Flash Crash]
  • Margin Call (2011) [Bankenkrise, Vorhersage dank Financial Risk Analysis]
  • Too Big To Fail (2011) [Bankenkrise, Vorhersage dank Financial Risk Analysis]
  • The Bank (2001) [Algorithmic Trading & Financial Risk Analysis]

Meine besondere Empfehlung ist “Margin Call” von 2011. Hier kommt die Bedeutung der Quants im Investment Banking besonders eindrucksvoll zur Geltung.

Data Scientists in Kino + TV

Data Scientists haben in Hollywood noch nicht ganz die Aufmerksamkeit des Quants bekommen, ein bisschen etwas gibt es aber auch hier zur Unterhaltung, ein Auszug:

  • The Imitation Game (2014) [leichter Bezug zur Data Science, Entschlüsselung von Texten, leichter Hacking-Bezug]
  • Moneyball (2011) [Erfolg im Baseball mit statistischen Analysen – echte Data Science!]
  • 21 (2008) [reale Mathematik wird verwendet, etwas Game Theory und ein Hauch von Hacking]
  • Clara – A Billion Stars (2018) [Nutzung von Datenanalysen zur Suche nach Planeten in der Astronomie]
  • NUMB3RS (2005 – 2010) [Serie über die Aufklärung von Verbrechen mit Mathematik, oft mit Data Science]

Meine persönliche Empfehlung ist Moneyball von 2011. Hier wurde zum ersten Mal im Kino deutlich, dass Statistik kein Selbstzweck ist, sondern sogar bei Systemen (z. B. Spielen) mit hoher menschlicher Individualität richtige Vorhersagen treffen kann.

7 Gründe, warum es sich jetzt lohnt, Python zu lernen

Hot Skill: Python

7 Gründe, warum es sich jetzt lohnt, Python zu lernen

Die digitale Transformation nimmt Fahrt auf und stellt sowohl Arbeitgeber:innen als auch Arbeitnehmer:innen vor neue Herausforderungen. Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten, lohnt es sich, auf den Zug aufzuspringen und das eigene Portfolio um wichtige Schlüsselkompetenzen zu erweitern. Doch in der heutigen Zeit, wo täglich mehr Lernoptionen und -angebote auf den Markt drängen, ist es besonders wichtig, die eigene, knappe Zeit in die richtigen, zukunftsträchtigen Fähigkeiten zu investieren.

Infolge des rasanten, digitalen Wandels haben sich neue, wichtige Qualifikationen herauskristallisiert, die sich langfristig für Lernwillige auszahlen. Insbesondere technische Fähigkeiten werden von Unternehmen dringend benötigt, um den eigenen Marktanteil zu verteidigen. Unter allen möglichen Qualifikationen hat sich eine bestimmte Fähigkeit in den letzten Jahren von vielversprechend zu unverzichtbar gemausert: Die Programmiersprache Python. Denn Python ist insbesondere in den vergangenen fünf Jahren dem Image des Underdogs entwachsen und hat sich zum Champion unter den Tech-Skills entwickelt.

Wer jetzt denkt, dass Python als Programmiersprache nur für ITler und Tech Nerds lohnenswert ist: Weit gefehlt! Viele Unternehmen beginnen gerade erst die wahren Möglichkeiten von Big Data und künstlicher Intelligenz zu erschließen und Führungskräfte suchen aktiv nach Mitarbeiter:innen, die in der Lage sind, diese Transformation durch technische Fähigkeiten zu unterstützen. Wenn Sie sich in diesem Jahr weiterentwickeln möchten und nach einer Fähigkeit Ausschau halten, die Ihre Karriere weiter voranbringt und langfristig sichert, dann ist dies der ideale Zeitpunkt für Sie, sich mit Python weiterzuqualifizieren.

Nicht nur für Schlangenbeschwörer: Warum es sich jetzt lohnt, Python zu lernen

Falls Sie bei dem Wort Python eher an glänzende Schuppen denken als an Programmcode, dann lassen Sie uns Ihnen etwas Kontext geben: Python ist eine Programmiersprache, die für die Entwicklung von Software genutzt wird. Als serverseitige Sprache ist sie die Logik und das Fundament hinter Benutzereingaben und der Interaktion von Datenbanken mit dem Server. Python ist Open-Source, kostenlos und kann von jedem benutzt und verändert werden, weshalb ihre Verwendung besonders in der Datenwissenschaft sehr beliebt ist. Nicht zuletzt lebt Python von seiner Community, einer engagierten Gemeinschaft rund um die Themen künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, Datenanalyse und -modellierung, mit umfangreichen Ressourcen und über 137.000 Bibliotheken wie TensorFlow, Scikit-learn und Keras.

In der Data Science wird Python verwendet, um große Mengen komplexer Daten zu analysieren und aus ihnen relevante Informationen abzuleiten. Lohnt es sich also, Python zu lernen? Absolut! Laut der Stack Overflow Developer Survey wurde Python 2020 als die drittbeliebteste Technologie des Jahres eingestuft. Sie gilt als eine der angesagtesten Fähigkeiten und als beliebteste Programmiersprache in der Welt nach Angaben des PYPL Popularität der Programmiersprache Index. Wir haben 7 Gründe zusammengefasst, warum es sich jetzt lohnt, Python zu lernen:.

1. An Vielseitigkeit kaum zu übertreffen

Python ist ein wahrer Allrounder unter den Hard Skills! Ein wesentlicher Vorteil von Python ist, dass es in einer Vielzahl von Fachbereichen eingesetzt werden kann. Die häufigsten Bereiche, in denen Python Verwendung findet, sind u. a.:

  • Data Analytics & Data Science
  • Mathematik
  • Web-Entwicklung
  • Finanzen und Handel
  • Automatisierung und künstliche Intelligenz
  • Spieleentwicklung

2. Zahlt sich mehrfach aus

Diejenigen, für die sich eine neue Fähigkeit doppelt lohnen soll, liegen mit Python goldrichtig. Python-Entwickler:innen zählen seit Jahren zu den Bestbezahltesten der Branche. Und auch Data Scientists, für deren Job Python unerlässlich ist, liegen im weltweiten Gehaltsrennen ganz weit vorn. Die Nachfrage nach Python-Entwickler:innen ist hoch – und wächst. Und auch für andere Abteilungen wird die Fähigkeit immer wertvoller. Wer Python beherrscht, wird nicht lange nach einem guten Job Ausschau halten müssen. Unter den Top 10 der gefragtesten Programmier-Skills nach denen Arbeitgeber:innen suchen, liegt Python auf Platz 7. Die Arbeitsmarktaussichten sind also hervorragend.

3. Schnelle Erfolge auch für Neulinge

2016 war das schillernde Jahr, in dem Python Java als beliebteste Sprache an US-Universitäten ablöste und seitdem ist die Programmiersprache besonders unter Anfänger:innen sehr beliebt. In den letzten Jahren konnte Python seine Pole Position immer weiter ausbauen. Und das mit gutem Grund: Python ist leicht zu erlernen und befähigt seine Nutzer:innen dazu, eigene Webanwendungen zu erstellen oder simple Arbeitsabläufe zu automatisieren. Dazu bringt Python eine aufgeräumte und gut lesbare Syntax mit, was sie besonders einsteigerfreundlich macht. Wer mit dem Programmieren anfängt, will nicht mit einer komplizierten Sprache mit allerhand seltsamen Ausnahmen starten. Mit Python machen Sie es sich einfach und sind dennoch effektiv. Ein Doppelsieg!

4. Ideal für Zeitsparfüchse

Mit der Python-Programmierung erwarten Sie nicht nur schnelle Lernerfolge, auch Ihre Arbeit wird effektiver und damit schneller. Im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen, braucht die Entwicklung mit Python weniger Code und damit weniger Zeit. Für alle Fans von Effizienz ist Python wie gemacht. Und sie bietet einen weiteren großen Zeitbonus. Unliebsame, sich wiederholende Aufgaben können mithilfe von Python automatisiert werden. Wer schon einmal Stunden damit verbracht hat, Dateien umzubenennen oder Hunderte von Tabellenzeilen zu aktualisieren, der weiß, wie mühsam solche Aufgaben sein können. Umso schöner, dass diese Aufgaben von jetzt an von Ihrem Computer erledigt werden könnten.

5. Über den IT-Tellerrand hinaus

Ob im Marketing, Sales oder im Business Development, Python hat sich längst aus seiner reinen IT-Ecke heraus und in andere Unternehmensbereiche vorgewagt. Denn auch diese Abteilungen stehen vor einer Reihe an Herausforderungen, bei denen Python helfen kann: Reporting, Content-Optimierung, A/B-Tests, Kundensegmentierung, automatisierte Kampagnen, Feedback-Analyse und vieles mehr. Mit Python können Erkenntnisse aus vorliegenden Daten gewonnen werden, besser informierte, datengetriebene Entscheidungen getroffen werden, viele Routineaktivitäten automatisiert und der ROI von Kampagnen erhöht werden.

6. Programmieren für Big Player

Wollten Sie schon immer für einen Tech-Giganten wie Google oder Facebook arbeiten? Dann könnte Python Ihre goldene Eintrittskarte sein, denn viele große und vor allem technologieaffine Unternehmen wie YouTube, IBM, Dropbox oder Instagram nutzen Python für eine Vielzahl von Zwecken und sind immer auf der Suche nach Nachwuchstalenten. Dropbox verwendet Python fast für ihr gesamtes Code-Fundament, einschließlich der Analysen, der Server- und API-Backends und des Desktop-Clients. Wenn Sie Ihrem Lebenslauf einen großen Namen hinzufügen wollen, sollte Python auf demselben Blatt zu finden sein.

7. Ein Must-Have für Datenprofis

Besonders Pythons Anwendung in der Datenwissenschaft und im Data Engineering treibt seine Popularität in ungeahnte Höhen. Aber was macht Python so wichtig für Data Science und Machine Learning? Lange Zeit wurde R als die beste Sprache in diesem Spezialgebiet angesehen, doch Python bietet für die Data Science zahlreiche Vorteile. Bibliotheken und Frameworks wie PyBrain, NumPy und PyMySQL für KI sind wichtige Argumente. Außerdem können Skripte erstellt werden, um einfache Prozesse zu automatisieren. Das macht den Arbeitsalltag von Datenprofis besonders effizient.

Investieren Sie in Ihre berufliche Zukunft und starten Sie jetzt Ihre Python-Weiterbildung! Egal, ob Programmier-Neuling oder Data Nerd: Die Haufe Akademie bietet die passende Weiterbildung für Sie: spannende Online-Kurse für Vollberufstätige und Schnelldurchläufer:innen im Bereich Python, Daten und künstliche Intelligenz.

In Kooperation mit stackfuel.

Quellen:

Get in IT: “WELCHE PROGRAMMIERSPRACHE SOLLTEST DU LERNEN?” [11.06.2021]

Coding Nomads: “Why Learn Python? 6 Reasons Why it’s So Hot Right Now.” [11.06.2021]

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Im Rahmen dieses praxisorientierten Kurses wird anhand eines konkreten Beispiels ein gesamter Prozess zur Mustererkennung nachvollzogen und selbst programmiert. Dabei werden die möglichen Methoden beleuchtet und angewandt.

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Am 2.11. – 3.11.2022 oder 18.1. + 19.1.2023 in Gotha

Ziele:

–        Datenvorverarbeitung zur Nutzung von KI

–        Einsatz von Künstlichen Neuronalen Netzen für spezielle Anwendungen (Lernen mit Lehrer)

–        Nutzung von Anaconda, Tensorflow und Keras an konkreten Beispielen

–        Erarbeitung und Einsatz von KI-Methoden zur Datenverarbeitung

–        KI zur Mustererkennung (z. B. k-MEANS, Lernen ohne Lehrer)

 

Zielgruppe:

–        Erfahrene aus den Bereichen Programmierung, Entwicklung, Anwendung

 

Voraussetzungen:

–        Grundlegende Programmierkenntnisse empfehlenswert (aber nicht erforderlich)

 

Inhalte:

–        Datenverarbeitungsmethoden kennenlernen und nutzen

–        Programmierung und Nutzung von Klassifizierungsmethoden

–        Anwendung vom bestärkenden Lernen (Reinforcement Learning)

–        Einsatz kostenloser und kostenpflichtiger Tools zur Datenauswertung

–        Umfangreiche Darstellung der Ergebnisse

 

Ausweichtermin:

–        18.1. + 19.1.2023 in Gotha

 

Ein Schulungstag umfasst 6 Lehrveranstaltungsstunden (9.30 Uhr – 15.30 Uhr) und findet großenteils am PC statt. Die Verpflegung ist jeweils inklusive.

 

Preis pro Kurs (2 Tage): 980 Euro (netto)

Die Teilnehmerzahl pro Modul ist auf 6 begrenzt.

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Anbieter-Informationen:
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Geschäftsführer: Dipl.-Ing. (FH) M. Eng. Erik Burchardt

Data Science und Python: Ein eingespieltes Team

Data Science ist ein immer wichtigeres Instrument für Unternehmen, um wertvolle Einblicke in die eigenen Systeme zu bekommen, ineffiziente Arbeitsweisen zu optimieren und um sich Vorteile gegenüber dem Wettbewerb zu verschaffen. Auch abseits der klassischen Softwarekonzerne verstehen Unternehmen mehr und mehr, welche Potenziale in einer systematischen Datenanalyse und in bereits kleinen Machine Learning-Projekten stecken – sei es für die schnellere Auswertung großer Excel-Sheets oder für eine Datenaufbereitung als zusätzlichen Service, der sich als neues Feature an die Kundschaft verkaufen lässt.

Das sind die typischen Phasen eines Data Science-Projekts. Jeder dieser sieben Schritte lässt sich mit Python umsetzen.

Das sind die typischen Phasen eines Data Science-Projekts. Jeder dieser sieben Schritte lässt sich mit Python umsetzen.

Python steht hoch im Kurs

Unternehmen, die den Nutzen der Data Science verstanden haben, suchen händeringend nach gut ausgebildeten Fachkräften. Eine essenzielle Fähigkeit hierfür: Das Programmieren mit Python. Die Open-Source-Programmiersprache wurde Anfang der 1990er-Jahre vom niederländischen Softwareentwickler Guido van Rossum entwickelt und hat sich innerhalb der letzten 30 Jahre als fester Bestandteil der internationalen IT-Landschaft etabliert.

Python überzeugt seine Anwender:innen mit größter Einfachheit, einer übersichtlichen Syntax und einer geringen Anzahl an Schlüsselwörtern. Im Gegensatz zu anderen beliebten Programmiersprachen wie etwa C++, PHP oder JavaScript kommen Python-Skripte mit vergleichsweise wenig Code aus und ermöglichen Anfänger:innen einen schnellen Einstieg. Zu guter Letzt ist Python plattformunabhängig, sodass Anwendungen auf Linux-, Mac-, Windows- und Unix-Systemen funktionieren.

Aber warum ist Python besonders in der Data Science so beliebt?

Zusätzlich zu den genannten Eigenschaften können sich Anwender:innen aus einem großen Pool an kostenlosen Erweiterungen (genannt „Libraries“ bzw. „Bibliotheken“) bedienen. So gibt es zahlreiche Bibliotheken

speziell für die Data Science, die Entwickler:innen und Python-Communities gratis zur Verfügung stellen. Damit lassen sich alle Schritte eines Data Science-Projekts – vom Sammeln und Bereinigen der Daten bis hin zur Analyse, Vorhersage und Visualisierung – nur mit Python als einziger Programmiersprache umsetzen.

Übrigens: Nur etwa fünf Prozent der weltweiten Python-Entwickler:innen arbeiten in Deutschland. Es werden zwar von Jahr zu Jahr mehr, aber dennoch ist die deutschsprachige Python-Community bisher vergleichsweise klein.

Einblick in die Praxis: Wie wird Python in der Data Science bereits angewendet?

Für viele Data Scientists ist Python die Sprache der Wahl, besonders wenn ein Programm mithilfe von künstlicher Intelligenz aus einem vorhandenen Datensatz „lernen“ und Aussagen über zukünftige Ereignisse treffen soll. Aufgrund seiner vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, der großen Data Science-Community bestehend aus Wissenschaftler:innen, Entwickler:innen und Hobby-Programmierer:innen sowie den frei verfügbaren Bibliotheken, vertrauen nicht nur die großen Tech-Konzerne wie Google, Netflix oder IBM auf Python. Auch Gesundheitsämter, Universitäten oder Banken setzen bei Data Science-Projekten auf Python. Was Sie mit der Programmiersprache theoretisch erreichen können und wie Python bereits eingesetzt wird, erfahren Sie hier anhand von drei Beispielen:

  1. Schneller und zuverlässiger FAQ-Service dank Chatbots

Auf vielen Webseiten öffnet sich heutzutage nach kurzer Zeit unten rechts ein kleines Chatfenster, in dem Nutzer:innen automatisch gefragt werden, ob sie Hilfe beim Online-Shopping, bei der Reklamation oder bei anderen Themen benötigen. Diese so genannten Chatbots dienen als kleine Helfer im Online-Service und sind meistens mit Python programmiert.

  1. Waldbrände verhindern – oder zumindest ihre Entwicklung vorhersagen

Auch die Natur kann von der Datenwissenschaft mit Python profitieren. Um beispielsweise den Verlauf eines Waldbrandes vorherzusagen und ihn schneller zu kontrollieren, kann eine Kombination aus den Daten vergangener Waldbrände, Informationen über den aktuellen Zustand des Waldes sowie Wetter- und Windvorhersagen eine große Hilfe sein.

Mithilfe der Datenwissenschaft können Forstämter und Kommunen dafür sorgen, dass die Feuerwehr ihre Einsätze besser plant, weniger Schäden entstehen und chaotische Waldbrände vermieden werden. Je mehr Daten zur Verfügung stehen, desto zuverlässiger unterstützt die Datenanalyse bei der Waldbrandbekämpfung.

  1. Große Potenziale für Medizin und Pharmazie

Data Science und Machine Learning bieten auch für Medizin und Pharmazie gewaltige Chancen, um Medikamente, Therapien und Vorhersagen zu optimieren. Ein wichtiges Stichwort ist hierbei die computergestützte Diagnose – etwa bei der Früherkennung von Parkinson oder verschiedenen Krebsarten.

In Kombination mit klassischen Untersuchungsmethoden lassen sich so schneller zuverlässigere Prognosen treffen, die das Eingriffsrisiko minimieren und somit Leben retten.

Was muss ich mitbringen, um Python zu lernen?

Wie bereits erwähnt ist Python eine einfache Programmiersprache, die gut lesbar ist und mit wenig Code auskommt. Trotzdem zögern viele Anfänger:innen, wenn sie das erste Mal die Kommandozeile aufrufen und mit einem Programm beginnen. Wesentlich komplexer wird es, wenn sich Anwender:innen in Python an einem Data Science-Projekt widmen, da hier nicht nur eine gewisse Code-Kenntnis, sondern auch Mathematik und Statistik wichtig sind. Wir empfehlen Ihnen deshalb: Konzentrieren Sie sich auf die folgenden vier Bereiche, um möglichst einfach in die Welt der Data Science mit Python einzusteigen.

Statistik und Mathematik

Es lässt sich nicht leugnen, dass Mathematik das Herzstück der Data Science ist. Um jedoch Daten gewinnbringend mit Python auszuwerten, muss man auch kein Alan Mathematik-Spezialist sein. Es ist von Vorteil, wenn Sie Ihre Mathematikkenntnisse aus der Schulzeit auffrischen und sich vor Ihrem ersten Projekt in die statistischen Grundphänomene einlesen. So fällt es Ihnen später leichter, Korrelationen und Fehler im Datensatz zu erkennen.

Interesse an Programmierung und Visualisierung

Zwar unterscheidet sich Python in Syntax und Struktur von anderen bekannten Programmiersprachen, aber dennoch fällt Ihnen der Einstieg leichter, wenn Sie bereits vorab ein Interesse am Programmieren besitzen. Allein das Verständnis, wie aus einem HTML-Code eine ansehnliche Webseite wird, vereinfacht es Ihnen, den Zusammenhang von Code-Input und Programm-Output zu verstehen.Es gibt aber auch Python-Trainings und -Kurse, in denen keinerlei Programmiererfahrungen vorausgesetzt werden.   Darüber hinaus spielt die Visualisierung der Daten eine wichtige Rolle, um die Erkenntnisse der Data Science auch für andere Kolleg:innen begreifbar zu machen.

Englischkenntnisse sind von Vorteil

Da wie eingangs erwähnt nur wenige Python-Entwickler:innen aus Deutschland stammen, werden Sie viele Tutorials und Foren-Beiträge in englischer Sprache vorfinden. Damit Sie besser verstehen, welche Anweisungen die Python-Community empfiehlt, ist eine gewisse Englischkenntnis bzw. ein Wörterbuch in greifbarer Nähe vorteilhaft.

Motivation und Neugier

Zuletzt hängt der Erfolg Ihrer Data Science-Projekte mit Python auch von Ihrer Motivation und Neugier ab. In diversen Foren, wie zum Beispiel auf der US-amerikanischen Plattform Reddit, finden Sie kleine Aufgaben speziell für Anfänger:innen, die Ihnen Schritt für Schritt den Umgang mit Python erleichtern. Wenn Sie sich mit solchen Aufgaben üben, werden Sie schnell den Umgang mit Python erlernen.

Die Trainings der Haufe Akademie zu Python und Data Science

Die Haufe Akademie ist ein Sponsor des Data Science Blogs. Lernen Sie mit ihr die Basics der Programmiersprache Python und erfahren Sie, wie Sie selbst einfache Automatisierungen wie auch größere Data Science-Projekte erfolgreich umsetzen können. Mehr erfahren über die Haufe Akademie!

Webinar zum Statistikprogramm R

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R – ein unverzichtbares Werkzeug für Data Scientists. Lassen Sie auch Ihre Mitarbeitenden auf den neusten Stand in der Open Source Statistiksoftware R aus der modernen Datenanalyse bringen. Zielgruppe unserer Fortbildungen sind nicht nur Statistikerinnen und Statistiker, sondern auch Anwenderinnen und Anwender jeder Fachrichtung aus Industrie und Forschungseinrichtungen, die mit R ihre Daten effektiv analysieren möchten. Die Teilnehmenden erwerben Qualifikationen zur selbstständigen Analyse eigener Daten sowie Schlüsselkompetenzen im Umgang mit Big Data.

Webinar zum Statistikprogramm R

Inhalte Basiskurs:

  • Installation von R und zugehöriger Entwicklungsumgebung
  • Grundlagen von R: Syntax, Datentypen, Operatoren, Funktionen, Indizierung
  • R-Hilfe effektiv nutzen
  • Ein- und Ausgabe von Daten
  • Behandlung fehlender Werte
  • Statistische Kennzahlen
  • Visualisierung

Inhalte Vertiefungskurs:

  • Effizienter Umgang mit R:
  • Eigene Funktionen, Schleifen vermeiden durch *apply – Einführung in ggplot2 und dplyr
  • Statistische Tests und Lineare Regression
  • Dynamische Berichterstellung
  • Angewandte Datenanalyse anhand von Fallbeispielen

Termine:

  • R-Basiskurs: 14. und 15. November 2022 (jeweils 9:00 – 17:30 Uhr)
  • R-Vertiefungskurs: 17. und 18. November 2022 (jeweils 9:00 – 16:30 Uhr)

Kosten: pro 2-tägigem Kurs 750 €; bei Buchung beider Kurse im November erhalten Sie einen Preisnachlass von 200€

Weitere Informationen zu den Inhalten und zur Anmeldung finden Sie unter: https://wb.zhb.tu-dortmund.de/seminare/dortmunder-r-kurse/

Bei Fragen können Sie sich an Daniel Neubauer (daniel.neubauer@tu-dortmund.de; Tel.: 0231 755 6632) wenden.

Zertifikatsstudium – Data Science & Big Data

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Datenanalyse, Datenmanagement und die zielgerichtete Darstellung der Ergebnisse – darum geht es im berufsbegleitenden Zertifikatsstudium ‚Data Science & Big Data‘ der TU Dortmund.

Technische Universität Dortmund: Anmeldungen für das Zertifikatsstudium ‚Data Science & Big Data‘ (Start: Februar 2023) möglich.

Datenanalyse, Datenmanagement und die zielgerichtete Darstellung der Ergebnisse – darum geht es im berufsbegleitenden Zertifikatsstudium ‚Data Science & Big Data‘ der TU Dortmund.

Der Kurs richtet sich an alle Berufsgruppen, die sich mit dem Management und der Analyse von Daten beschäftigen, wie z. B. Data Scientists, Business Analysten, Softwareentwickler, Consultants, wissenschaftliche Mitarbeitende (universitär oder außeruniversitär) o.ä.

Ziel ist der Erwerb moderner Kenntnisse in Theorie und Praxis von Data Science- und Big Data-Projekten. Die Übungen mit realen Datensätzen sowie die Option, die Abschlussarbeit auf Basis von eigenen Daten (‚bring your own data‘) zu verfassen, unterstützen den Transfer des Gelernten in die berufliche Praxis. Das Zertifikatsstudium umfasst zehn Termine und dauert neun Monate. Nach erfolgreicher Abschlussprüfung vergibt die Technische Universität Dortmund ein Zertifikat, mit dem der Kompetenzausbau nachgewiesen werden kann.

Näheres finden Sie unter: https://wb.zhb.tu-dortmund.de/datascience

Bei frühzeitiger Anmeldung oder wenn mehrere Personen aus Ihrem Unternehmen am Kurs teilnehmen, profitieren Sie zudem von unseren Rabattangeboten:

  • Early Bird: Sie erhalten 5% Preisnachlass auf das Teilnahmeentgelt bei Anmeldung bis zum 30. September 2022.
  • Weitersagen lohnt sich: Wenn Sie gemeinsam mit einer/einem Kollegin/Kollegen oder mehreren Personen aus Ihrem Unternehmen am Kurs teilnehmen, reduziert sich das Teilnahmeentgelt bei bis zu zwei angemeldeten Personen um 5 % pro Person, darüber hinausgehend zahlt jede weitere Person 10 % weniger.

Bei Fragen können Sie sich an Daniel Neubauer (daniel.neubauer@tu-dortmund.de; 0231 755 6632) wenden.

Haufe Akademie Data Science Buzzword Bingo

Buzzword Bingo: Data Science – Teil III

Im ersten Teil unserer Serie „Buzzword Bingo: Data Science“ widmeten wir uns den Begriffen Künstliche Intelligenz, Algorithmen und Maschinelles Lernen, im zweiten Teil den Begriffen Big Data, Predictive Analytics und Internet of Things. Nun geht es hier im dritten und letzten Teil weiter mit der Begriffsklärung dreier weiterer Begriffe aus dem Data Science-Umfeld.

Buzzword Bingo: Data Science – Teil III: Künstliche neuronale Netze & Deep Learning

Im dritten Teil unserer dreiteiligen Reihe „Buzzword Bingo Data Science“ beschäftigen wir uns mit den Begriffen „künstliche neuronale Netze“ und „Deep Learning“.

Künstliche neuronale Netze

Künstliche neuronale Netze beschreiben eine besondere Form des überwachten maschinellen Lernens. Das Besondere hier ist, dass mit künstlichen neuronalen Netzen versucht wird, die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachzuahmen. Dort können biologische Nervenzellen durch elektrische Impulse von benachbarten Neuronen erregt werden. Nach bestimmten Regeln leiten Neuronen diese elektrischen Impulse dann wiederum an benachbarte Neuronen weiter. Häufig benutzte Signalwege werden dabei verstärkt, wenig benutzte Verbindungen werden gleichzeitig im Laufe der Zeit abgeschwächt. Dies wird beim Menschen üblicherweise dann als Lernen bezeichnet.

Dasselbe geschieht auch bei künstlichen neuronalen Netzen: Künstliche Neuronen werden hier hinter- und nebeneinander geschaltet. Diese Neuronen nehmen dann Informationen auf, modifizieren und verarbeiten diese nach bestimmten Regeln und geben dann Informationen wiederum an andere Neuronen ab. Üblicherweise werden bei künstlichen neuronalen Netzen mindestens drei Schichten von Neuronen unterschieden.

  • Die Eingabeschicht nimmt Informationen aus der Umwelt auf und speist diese in das neuronale Netz ein.
  • Die verborgene(n) Schichte(n) liegen zwischen der Eingabe- und der Ausgabeschicht. Hier werden wie beschrieben die eingegebenen Informationen von den einzelnen Neuronen verarbeitet und anschließend weitergegeben. Der Name „verborgene“ Schicht betont dabei, dass für Anwender meist nicht erkennbar ist, in welcher Form ein neuronales Netz die Eingabeinformationen in den verborgenen Schichten verarbeitet.
  • Die letzte Schicht eines neuronalen Netzes ist die Ausgabeschicht. Diese beinhaltet die Ausgabeneuronen, welche die eigentliche Entscheidung, auf die das neuronale Netz trainiert wurde, als Information ausgeben.

Das besondere an neuronalen Netzen: Wie die Neuronen die Informationen zwischen den verborgenen Schichten verarbeiten und an die nächste Schicht weitergeben, erlernt ein künstliches neuronales Netz selbstständig. Hierfür werden – einfach ausgedrückt – die verschiedenen Pfade durch ein neuronales Netz, die verschiedene Entscheidungen beinhalten, häufig hintereinander ausprobiert. Führt ein bestimmter Pfad während des Trainings des neuronalen Netzes nicht zu dem vordefinierten korrekten Ergebnis, wird dieser Pfad verändert und in dieser Form zukünftig eher nicht mehr verwendet. Führt ein Pfad stattdessen erfolgreich zu dem vordefinierten Ergebnis, dann wird dieser Pfad bestärkt. Schlussendlich kann, wie bei jedem überwachten Lernprozess, ein erfolgreich trainiertes künstliches neuronales Netz auf unbekannte Eingangsdaten angewandt werden.

Auch wenn diese Funktionsweise auf den ersten Blick nicht sehr leicht verständlich ist: Am Ende handelt es sich auch hier bloß um einen Algorithmus, dessen Ziel es ist, Muster in Daten zu erkennen. Zwei Eigenschaften teilen sich künstliche neuronale Netze aber tatsächlich mit den natürlichen Vorbildern: Sie können sich besonders gut an viele verschiedene Aufgaben anpassen, benötigen dafür aber auch meistens mehr Beispiele (Daten) und Zeit als die klassischen maschinellen Lernverfahren.

Sonderform: Deep Learning

Deep Learning ist eine besondere Form von künstlichen neuronalen Netzen. Hierbei werden viele verdeckte Schichten hintereinander verwendet, wodurch ein tiefes (also „deep“) neuronales Netz entsteht.

Je tiefer ein neuronales Netz ist, umso komplexere Zusammenhänge kann es abbilden. Aber es benötigt auch deutlich mehr Rechenleistung als ein flaches neuronales Netz. Seit einigen Jahren steht diese Leistung günstig zur Verfügung, weshalb diese Form des maschinellen Lernens an Bedeutung gewonnen hat.

Data Science & Big Data

Buzzword Bingo: Data Science – Teil II

Im ersten Teil unserer Serie „Buzzword Bingo: Data Science“ widmeten wir uns den Begriffen Künstliche Intelligenz, Algorithmen und Maschinelles Lernen. Nun geht es hier im zweiten Teil weiter mit der Begriffsklärung dreier weiterer Begriffe aus dem Data Science-Umfeld.

Buzzword Bingo: Data Science – Teil II: Big Data, Predictive Analytics & Internet of Things

Im zweiten Teil unserer dreiteiligen Reihe „Buzzword Bingo Data Science“ beschäftigen wir uns mit den Begriffen „Big Data“, „Predictive Analytics“ und „Internet of Things“.

Big Data

Interaktionen auf Internetseiten und in Webshops, Likes, Shares und Kommentare in Social Media, Nutzungsdaten aus Streamingdiensten wie Netflix und Spotify, von mobilen Endgeräten wie Smartphones oder Fitnesstrackern aufgezeichnete Bewegungsdate oder Zahlungsaktivitäten mit der Kreditkarte: Wir alle produzieren in unserem Leben alltäglich immense Datenmengen.

Im Zusammenhang mit künstlicher Intelligenz wird dabei häufig von „Big Data“ gesprochen. Und weil es in der öffentlichen Diskussion um Daten häufig um personenbezogene Daten geht, ist der Begriff Big Data oft eher negativ konnotiert. Dabei ist Big Data eigentlich ein völlig wertfreier Begriff. Im Wesentlichen müssen drei Faktoren erfüllt werden, damit Daten als „big“ gelten. Da die drei Fachbegriffe im Englischen alle mit einem „V“ beginnen, wird häufig auch von den drei V der Big Data gesprochen.

Doch welche Eigenschaften sind dies?

  • Volume (Datenmenge): Unter Big Data werden Daten(-mengen) verstanden, die zu groß sind, um sie mit klassischen Methoden zu bearbeiten, weil beispielsweise ein einzelner Computer nicht in der Läge wäre, diese Datenmenge zu verarbeiten.
  • Velocity (Geschwindigkeit der Datenerfassung und -verarbeitung): Unter Big Data werden Daten(-mengen) verstanden, die in einer sehr hohen Geschwindigkeit generiert werden und dementsprechend auch in einer hohen Geschwindigkeit ausgewertet und weiterverarbeitet werden müssen, um Aktualität zu gewährleisten.
  • Variety (Datenkomplexität oder Datenvielfalt): Unter Big Data werden Daten(-mengen) verstanden, die so komplex sind, dass auf den ersten Blick keine Zusammenhänge erkennbar sind. Diese Zusammenhänge können erst mit speziellen maschinellen Lernverfahren aufgedeckt werden. Dazu gehört auch, dass ein Großteil aller Daten in unstrukturierten Formaten wie Texten, Bildern oder Videos abgespeichert ist.

Häufig werden neben diesen drei V auch weitere Faktoren aufgezählt, welche Big Data definieren. Dazu gehören Variability (Schwankungen, d.h. die Bedeutung von Daten kann sich verändern), Veracity (Wahrhaftigkeit, d.h. Big Data muss gründlich auf die Korrektheit der Daten geprüft werden), Visualization (Visualisierungen helfen, um komplexe Zusammenhänge in großen Datensets aufzudecken) und Value (Wert, d.h. die Auswertung von Big Data sollte immer mit einem unternehmerischen Vorteil einhergehen).

Predictive Analytics

  • Heute schon die Verkaufszahlen von morgen kennen, sodass eine rechtzeitige Nachbestellung knapper Produkte möglich ist?
  • Bereits am Donnerstagabend die Regenwahrscheinlichkeit für das kommende Wochenende kennen, sodass passende Kleidung für den Kurztrip gepackt werden kann?
  • Frühzeitig vor bevorstehenden Maschinenausfällen gewarnt werden, sodass die passenden Ersatzteile bestellt und das benötigte technische Personal angefragt werden kann?

Als Königsdisziplin der Data Science gilt für viele die genaue Vorhersage zukünftiger Zustände oder Ereignisse. Im Englischen wird dann von „Predictive Analytics“ gesprochen. Diese Methoden werden in vielen verschiedenen Branchen und Anwendungsfeldern genutzt. Die Prognose von Absatzzahlen, die Wettervorhersage oder Predictive Maintenance (engl. für vorausschauende Wartung) von Maschinen und Anlagen sind nur drei mögliche Beispiele.

Zu beachten ist allerdings, dass Predictive-Analytics-Modelle keine Wahrsagerei sind. Die Vorhersage zukünftiger Ereignisse beruht immer auf historischen Daten. Das bedeutet, dass maschinelle Modelle mit Methoden des überwachten maschinellen Lernens darauf trainiert werden, Zusammenhänge zwischen vielen verschiedenen Eingangseigenschaften und einer vorherzusagenden Ausgangseigenschaft zu erkennen. Im Falle der Predicitve Maintenance könnten solche Eingangseigenschaften beispielsweise das Alter einer Produktionsmaschine, der Zeitraum seit der letzten Wartung, die Umgebungstemperatur, die Produktionsgeschwindigkeit und viele weitere sein. In den historischen Daten könnte ein Algorithmus nun untersuchen, ob diese Eingangseigenschaften einen Zusammenhang damit aufweisen, ob die Maschine innerhalb der kommenden 7 Tage ausfallen wird. Hierfür muss zunächst eine ausreichend große Menge an Daten zur Verfügung stehen. Wenn ein vorherzusagendes Ereignis in der Vergangenheit nur sehr selten aufgetreten ist, dann stehen auch nur wenige Daten zur Verfügung, um dasselbe Ereignis für die Zukunft vorherzusagen. Sobald der Algorithmus einen entsprechenden Zusammenhang identifiziert hat, kann dieses trainierte maschinelle Modell nun verwendet werden, um zukünftige Maschinenausfälle rechtzeitig vorherzusagen.

Natürlich müssen solche Modelle dauerhaft darauf geprüft werden, ob sie die Realität immer noch so gut abbilden, wie zu dem Zeitpunkt, zu dem sie trainiert worden sind. Wenn sich nämlich die Umweltparameter ändern, das heißt, wenn Faktoren auftreten, die zum Trainingszeitpunkt noch nicht bekannt waren, dann muss auch das maschinelle Modell neu trainiert werden. Für unser Beispiel könnte dies bedeuten, dass wenn die Maschine für die Produktion eines neuen Produktes eingesetzt wird, auch für dieses neue Produkt zunächst geprüft werden müsste, ob die in der Vergangenheit gefundenen Zusammenhänge immer noch Bestand haben.

Internet of Things

Selbstfahrende Autos, smarte Kühlschränke, Heizungssysteme und Glühbirnen, Fitnesstracker und vieles mehr: das Buzzword „Internet of Things“ (häufig als IoT abgekürzt) beschreibt den Trend, nicht nur Computer über Netzwerke miteinander zu verbinden, sondern auch verschiedene alltägliche Objekte mit in diese Netzwerke aufzunehmen. Seinen Anfang genommen hat dieser Trend in erster Linie im Bereich der Unterhaltungselektronik. In vielen Haushalten sind schon seit Jahren Fernseher, Computer, Spielekonsole und Drucker über das Heimnetzwerk miteinander verbunden und lassen sich per Smartphone bedienen.

Damit ist das IoT natürlich eng verbunden mit Big Data, denn all diese Geräte produzieren nicht nur ständig Daten, sondern sie sind auch auf Informationen sowie auf Daten von anderen Geräten angewiesen, um zu funktionieren.