MLOps für verteilte intelligente Cyberphysische Systeme

MODIS zielt darauf ab, die Software-Engineering-Grundlagen für die nächste Generation von intelligenten cyber-physischen Systemen zu legen, die sich dadurch auszeichnen, dass neben physischen Systemteilen auch modernes Edge- und Cloud-Computing zum Einsatz kommt, nicht zuletzt, um die Nutzung von Machine Learning zu ermöglichen. MLOps ist ein neues auf Continuous Delivery basierendes Konzept, das versucht die ML-Modelle automatisiert, wiederholbar und effizient zu erstellen und zu deployen, was für das systematische Engineering von verteilten cyber-physischen Systemen enorm wichtig wäre. MODIS soll Grundlagen für das systematische Engineering von MLOps für verteilte CPS erarbeiten. Es ist wichtig, heute diese Grundlagen zu erforschen, da davon auszugehen ist, dass um die Jahre 2028-2030 diese nächste Generation von systematisch konstruierten, intelligenten cyber-physischen System großflächig zum Einsatz kommen wird.

Da bisher die software-technische Unterstützung und die Methodik der Softwarearchitektur für MLOps für verteilte CPS unzureichend ist, wird MODIS systematisch Muster und Smells in diesem Bereich analysieren und darauf basierend eine rigoros spezifizierte Modellierungsmethode und Metriken für MLOps in verteilten CPS entwickeln. Überdies soll ein neuartiges Architekturleitsystem für eine semi-automatische Anleitung des Engineerings von MLOps für verteilte CPS entstehen. Da die Überwachung der Qualität von MLOps für verteilte CPS bisher nur in begrenztem Umfang möglich ist, wird MODIS neuartige statische und dynamische Qualitätsprüfverfahren entwickeln und diese in aussagekräftigen Indikatoren zur Verfügung stellen. Dafür wird ein Pipeline-Quality-Insight-as-a-Service-Konzept entwickelt werden. Da eine Automatisierung von Aufgaben zur konsistenten und korrekten Realisierung von MLOps für verteilte CPS bisher nicht vorhanden ist, wird MODIS einen neuartigen Low-Code-Ansatz für die Spezifikation der Pipeline-Architekturen, sowie neue systematische Pipeline-Architektur-Optimierungs- und -Generierungsansätze, entwickeln.

This research is funded by the FFG (Austrian Research Promotion Agency) project MODIS (no. FO999895431).