Federated Learning

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Maschinelles Lernen (ML) kann die Analyse von Produktionsdaten erleichtern. Strenge rechtliche und ethische Anforderungen zum Schutz der Privatsphäre können jedoch verhindern, dass Modelle ihr volles Potenzial ausschöpfen. So kann es Unternehmen aufgrund von Vorschriften untersagt sein, ihre Daten zusammenzulegen, was häufig zu einem besseren Modell führt.

In jüngster Zeit hat sich das föderierte Lernen (FL) als eine Alternative herauskristallisiert, die es Dateninhabern ermöglicht, ein gemeinsames Modell zu trainieren, ohne ihre Daten physisch zu teilen. Stattdessen trainieren die Teilnehmer eine lokale Kopie eines Modells mit unternehmenseigenen Daten und tauschen die daraus resultierenden Parameteraktualisierungen iterativ aus, in der Regel über eine zentralisierte Einrichtung. Wir haben ein solches föderiertes Lernsystem für die intelligente industrielle Produktion implementiert, und laden Sie ein, die Vorteile dieses relativ jungen Ansatzes zu erkunden.

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Anwendungsprofil

Beschreibung

Bisher haben wir FL Server und Clients innerhalb von Docker Containern entwickelt. Die Vernetzung zwischen Clients und Server erfolgt über Docker Networking. Wir haben Konfigurationsdateien erstellt, in denen FL-Parameter angegeben werden können, und implementieren derzeit ein intuitives Frontend. Im Moment kann das föderierte Lernsystem über die Befehlszeilenschnittstelle ausgeführt werden. Was die Modelle betrifft, so haben wir MobileNetV2- und LSTM-AutoEncoder-Modelle integriert und sind gerade dabei, föderiertes Reinforcement Learning hinzuzufügen.

Branche (erprobt)

  • Keine / Branchenunabhängig

Branche (anwendbar)

  • Keine / Branchenunabhängig

Nutzen

Szenarien / Use cases

Im Grunde ist das föderierte Lernen ein vielversprechendes neues KI-Geschäftsmodell, das es sogar Wettbewerbern ermöglicht, eine Datenallianz zu bilden und ein gemeinsames Modell zu trainieren, von dem alle Teilnehmer profitieren können. In der Praxis kann dies auch Produktionsszenarien umfassen, in denen Unternehmen Daten mit identischen Maschinen erfassen und daher einen gemeinsamen Merkmalsraum haben. Hier kann horizontales föderiertes Lernen den Unternehmen helfen, ein starkes gemeinsames Modell zu erhalten, ohne Daten zu poolen. Fertigungsprozesse können oft unternehmens-, werkstatt- oder sogar fließbandübergreifend sein. Aufgrund des Datenschutzes und der Sicherheit wird die Anwendung von zentralisiertem Lernen zum Engpass. Hier bietet Vertical Federated Learning eine Lösung, die es mehreren Parteien, die unterschiedliche Attribute (z. B. Merkmale und Bezeichnungen) derselben Dateneinheit (z. B. ein Produkt) besitzen, ermöglicht, gemeinsam ein Modell zu trainieren, ohne ihre Daten teilen zu müssen. Kommt Ihnen dieses Szenario bekannt vor? Wenn ja, dann setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um die potenziellen Vorteile des vertikalen föderierten Lernens zu erkunden.

KPI

  • Qualität - Qualitätsmängel

Lösungsanbieter:

L3S Research Center

Ansprechpartner:

  • Sofiane Laridi
  • laridi@l3s.de
  • Appelstraße 4
  • 30167 Hannover
  • Deutschland

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