Interview mit Daniel Heß von der IAV GmbH in Berlin. Daniel Hess ist Head of Department Software & Algorithms bei der IAV und wird am zweiten Tag der Data Leader Days 2018 zu einem besonders innovativen Thema in der Automobilindustrie referieren: „Der digitale Autodoktor, von den Symptomen zur Ursache“.

1. Herr Heß, womit genau befassen Sie sich bei IAV? Und welche Rolle spielt Data Science dabei?

Wir entwickeln Steuergerätesoftware und –systeme für die Automobilindustrie und industrielle Anwendungen wie Windkraft und Bohrtechnik.

Wir nutzen Data Science auf vielfältige Weise. Schwerpunkt ist natürlich – unserer Herkunft entsprechend – die Modellierung physikalisch-chemischer Prozesse in Motoren und Abgasanlagen. Hier haben wir in der Vergangenheit schon so viele Messdaten aus unseren Entwicklungsprojekten aufgezeichnet, dass sie von Hand nicht mehr auszuwerten waren. Darum sind bei uns viele Algorithmen zum Auffinden von Events in großen Datenmengen und zur Berechnung empirischer Modelle entstanden. Heute wenden wir zusätzlich auch Methoden an, die man der „Künstlichen Intelligenz“ zuordnen würde, z. B. Random Forest Klassifikatoren oder Neuronale Netze.

2. Stichwort: momentane Herausforderungen. Welche Anwendungsfälle und Ideen beschäftigen Sie im Moment konkret? 

Ein sehr aktuelles Thema ist die Erkennung von Fehlern in der Abgasanlage und der Hinweis auf die fehlerhafte Komponente. Die Abgasreinigung von Verbrennungsmotoren funktioniert heute nur noch im komplexen Zusammenspiel verschiedener Komponenten: Katalysatoren, Sensoren, Steller, Reduktionsmedien wie AdBlue etc. Salopp gesagt: Ein moderner Pkw ist ein kleines Chemiewerk, das spazieren fährt und dafür sorgt, dass hinten möglichst saubere Luft herauskommt. Kleine Fehler bei Bauteilen – etwa durch Alterung oder Verschleiß – haben großen Einfluss auf die Güte der Abgasreinigung und müssen deshalb sofort erkannt werden. Natürlich will man beim Werkstattaufenthalt nicht die gesamte Anlage tauschen, sondern nur das fehlerhafte Bauteil.

3. Und wohin geht die Reise bei Ihren Themen?

Heute arbeiten wir „offline“ – das heißt mit Daten, die irgendwann einmal bei einem Fahr- oder Prüfstandsversuch aufgezeichnet wurden. Sie stammen üblicherweise von einer sehr begrenzten Zahl von Versuchsfahrzeugen, die sehr teuer und entsprechend rar sind. Unsere Ergebnisse und Algorithmen werden dann im Anschluss recht statisch und fest in die Serienfahrzeuge einprogrammiert. In Zukunft können wir uns natürlich vorstellen, einige Strategien auch im Fahrbetrieb lernen zu lassen. Man könnte zum Beispiel die Werte aus verschiedenen Fahrzeugen miteinander vergleichen, um zu sehen, was normal ist und damit eine höhere Robustheit für Diagnosen erzielen. Heute ist das noch nicht möglich, denn die wenigsten Autos sind ununterbrochen online. Außerdem wären die Datenmengen so groß, dass sie die heute übliche Bandbreiten und Speicherkapazitäten sprengen würden.

4. Unternehmen erkennen nach und nach den Wert von Daten und versuchen, Strategien für deren Nutzung zu entwickeln. Wie sehen Sie die Lage in ihrem Umfeld?

Der Wert von Daten liegt für uns heute vor allem in der Verbesserung unserer Entwicklungsprozesse und -ergebnisse. Wir können durch Datenanalysen einfach schneller und genauer sein. Unsere Datenstrategie zielt darum im Wesentlichen darauf ab, aus unseren Messdaten Wissen über Zusammenhänge in Motor und Abgasnachbehandlung zu generieren, das wir dann in Modellen anwenden können. Ziele können dabei sein: höhere Modellgüte, geringerer Aufwand bei der projektspezifischen Parametrierung der Modelle durch Machine Learning oder die Optimierung des Messprozesses, was zu weniger Messungen führen würde.

5. Die Anforderungen sind vielfältig. Wie schaffen Sie es, dass sich ihre Teams den unterschiedlichen Aufgaben in den jeweiligen Branchen stellen können?

Neben den Data Scientists binden wir natürlich auch immer Fachexperten ein, die ihr System (zum Beispiel Motor oder Katalysator) kennen wie ihre sprichwörtliche Westentasche. Zusätzlich implementieren unsere Softwareentwickler die Ideen in robusten serientauglichen Code. Durch diese interdisziplinäre Zusammenarbeit entstehen viele neue Ideen und am Ende gute Lösungen.

6. Welche Rolle spielen Tools und Methoden dabei?

Wir setzen selbstverständlich Standardtools wie Matlab/Simulink und vor allem auch Python ein – letzteres bietet uns vielfältige Möglichkeiten und zahlreiche Libraries zu Themen wie maschinelles Lernen, Statistik und diskreter Mathematik. Hier wäre es einfach nicht sinnvoll, das Rad neu zu erfinden. Manchmal sind unsere Probleme aber doch so speziell, dass wir selbst etwas entwickeln müssen. Dabei liegt unser Fokus immer darauf, wiederkehrende Routineaufgaben zu automatisieren. Gerade in der Datenbereitstellung und der explorativen Analyse können uns Tools eine Menge Arbeit abnehmen. Dafür haben wir mit „IAV Mara“ auch ein eigenes Werkzeug entwickelt, das wir als Produkt vertreiben.

Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz zur Auswertung von Geschäfts- oder Maschinendaten ist das Leit-Thema der zweitägigen Data Leader Days 2018 in Berlin. Am 14. November 2018 sprechen renommierte Data Leader über Anwendungsfälle, Erfolge und Chancen mit Geschäfts- und Finanzdaten. Der 15. November 2018 konzentriert sich auf Automotive- und Maschinendaten mit hochrangigen Anwendern aus der produzierenden Industrie und der Automobilzuliefererindustrie. Seien Sie dabei und nutzen Sie die Chance, sich mit führenden KI-Anwendern auszutauschen.