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Schulungsübersicht

Modul 1: Kern-Python für ML-Workflows

• Kick-off des Kurses und Umgebungseinrichtung
Ziele abstimmen und einen reproduzierbaren Python-ML-Arbeitsbereich einrichten

• Wesentliche Aspekte der Python-Sprache (Intensivkurs)
Überprüfung von Syntax, Kontrollfluss, Funktionen und Mustern, die in ML-Codebasen üblich sind

• Datenstrukturen für ML
Listen, Dictionaries, Sets und Tupels für Features, Labels und Metadaten

• Comprehensions und funktionale Werkzeuge
Transformationen durch Comprehensions und Higher-Order-Funktionen ausdrücken

• Objektorientiertes Python für ML-Entwickler
Klassen, Methoden, Komposition und praktische Designentscheidungen

• dataclasses und leichtgewichtiges Modellieren
Typisierte Container für Konfiguration, Beispiele und Ergebnisse

• Decorators und Context Manager
Timing, Caching, Logging und Ressourcen-sichere Ausführungsstrukturen

• Arbeit mit Dateien und Pfaden
Robuste Verarbeitung von Datensätzen und Serialisierungsformate

• Exceptions und defensives Programmieren
ML-Skripte schreiben, die sicher und transparent fehlschlagen

• Module, Pakete und Projektstruktur
Organisation von wiederverwendbaren ML-Codebasen

• Typisierung und Codequalität
Type Hints, Dokumentation und lint-freundliche Struktur

Modul 2: Numerisches Python, SciPy und Datenverarbeitung

• NumPy-Grundlagen für vektorierte Berechnungen
Effiziente Array-Operationen und performancebewusstes Coding

• Indizierung, Slicing, Broadcasting und Formen
Sichere Tensor-Manipulation und Verständnis von Shape-R reasoning

• Lineare Algebra-Grundlagen mit NumPy und SciPy
Stabile Matrixoperationen und Zerlegungen, die in ML verwendet werden

• Tiefgehende Betrachtung von SciPy
Statistik, Optimierung, Kurvenanpassung und sparse Matrizen

• Pandas für tabellarische ML-Daten
Bereinigung, Joins, Aggregationen und Vorbereitung von Datensätzen

• Tiefgehende Betrachtung von scikit-learn
Estimator-Schnittstelle, Pipelines und reproduzierbare Workflows

• Grundlagen der Visualisierung
Diagnoseplots zur Datenexploration und zum Verhalten von Modellen

Modul 3: Programmiermuster für den Aufbau von ML-Anwendungen

• Vom Notebook zum wartbaren Projekt
Refactoring von explorativem Code in strukturierte Pakete

• Konfigurationsmanagement
Externisierte Parameter und Validierung beim Start

• Logging, Warnungen und Observierbarkeit
Strukturiertes Logging für debugbare ML-Systeme

• Wiederverwendbare Komponenten mit OOP und Komposition
Gestaltung erweiterbarer Transformer und Prädiktoren

• Praktische Design-Patterns
Pipeline-, Factory- oder Registry-, Strategy- und Adapter-Patterns

• Datenvalidierung und Schema-Checks
Verhinderung stiller Datenprobleme

• Performance und Profiling
Identifizieren von Engpässen und Anwenden von Optimierungstechniken

• Model I/O und Inferenz-Schnittstellen
Sichere Persistenz und saubere Prediction-Schnittstellen

• End-to-End-Minibuild
ML-Pipeline im Produktionsstil mit Konfiguration und Logging

Modul 4: Statistisches Lernen für tabellarische, textliche und bildbasierte Daten

• Grundlagen der Evaluierung
Trainings- und Validierungssplits, ehrliche Kreuzvalidierung und geschäftsorientierte Metriken

• Fortgeschrittenes tabellarisches ML
Regularisierte GLMs, Tree-Ensembles und leakage-freie Vorverarbeitung

• Kalibrierung und Unsicherheit
Platt-Skalierung, isotonische Regression, Bootstrap und konforme Vorhersage

• Klassische NLP-Methoden
Kompromisse bei der Tokenisierung, TF-IDF, lineare Modelle und Naive Bayes

• Topic Modelling
LDA-Grundlagen und praktische Grenzen

• Klassische Computer Vision
HOG, PCA und feature-basierte Pipelines

• Fehleranalyse
Erkennung von Bias, Label Noise und scheinbaren Korrelationen

• Praktische Übungen (Labs)
Leakage-freie tabellarische Pipeline
Vergleich und Interpretation von Text-Baselines
Klassische Vision-Baseline mit strukturierter Fehleranalyse

Modul 5: Neuronale Netzwerke für tabellarische, textliche und bildbasierte Daten

• Meisterschaft des Training-Loops
Saubere PyTorch-Loops mit AMP, Clipping und Reproduzierbarkeit

• Optimierung und Regularisierung
Initialisierung, Normalisierung, Optimizer und Scheduler

• Gemischte Präzision und Skalierung
Gradient Accumulation und Checkpointing-Strategien

• Tabellarische neuronale Netzwerke
Kategoriale Embeddings, Feature Crosses und Abstudien

• Text-neuronale Netzwerke
Embeddings, CNNs, BiLSTM oder GRU und Sequenzbehandlung

• Vision-neuronale Netzwerke
Grundlagen der CNN und ResNet-ähnliche Architekturen

• Praktische Übungen (Labs)
Wiederverwendbares Trainings-Framework
Vergleich: Tabellarisches NN vs. Boosting
CNN mit Augmentations- und Scheduling-Experimenten

Modul 6: Fortgeschrittene neuronale Architekturen

• Strategien des Transfer Learning
Freeze- und Unfreeze-Muster, diskriminative Lernraten

• Transformer-Architekturen für Text
Interne Funktionsweise von Self-Attention und Fine-Tuning-Ansätze

• Vision-Backbones und dichte Vorhersage
ResNet, EfficientNet, Vision Transformer und U-Net-Konzepte

• Fortgeschrittene tabellarische Architekturen
TabTransformer, FT-Transformer und Deep-and-Cross Networks

• Überlegungen zu Zeitreihen
Temporäre Splits und Erkennung von Kovariaten-Shifts

• PEFT und Effizienztechniken
LoRA, Distillation und Kompromisse bei der Quantisierung

• Praktische Übungen (Labs)
Fine-Tuning eines vortrainierten Text-Transformers
Fine-Tuning eines vortrainierten Vision-Modells
Vergleich: Tabellarischer Transformer vs. GBDT

Modul 7: Generative KI-Systeme

• Grundlagen des Promptings
Strukturiertes Prompting und kontrollierte Generierung

• Grundlagen von LLMs
Tokenisierung, Instruction Tuning und Minderung von Halluzinationen

• Retrieval-Augmented Generation (RAG)
Chunking, Embeddings, hybride Suche und Evaluierungsmetriken

• Strategien des Fine-Tunings
LoRA und QLoRA mit Datenqualitätskontrollen

• Diffusionsmodelle
Intuition hinter Latent Diffusion und praktische Anpassung

• Synthetische tabellarische Daten
CTGAN und Datenschutzaspekte

• Praktische Übungen (Labs)
Mini-Anwendung im Produktionsstil für RAG
Validierung strukturierter Ausgaben mit Schemas durchsetzung
Optionale Experimente mit Diffusion

Modul 8: KI-Agenten und MCP

• Design der Agent-Schleife
Beobachten, Planen, Handeln, Reflektieren und Persistieren

• Architekturen von Agenten
ReAct, Plan-and-Execute und Multi-Agenten-Koordination

• Speicher-Mangement
Episodischer, semantischer und Scratchpad-Ansätze

• Tool-Integration und Sicherheit
Tool-Verträge, Sandboxing und Abwehr von Prompt-Injection

• Evaluierungsframeworks
Reproduzierbare Traces, Task-Suites und Regressionstests

• MCP und protokollbasierte Interoperabilität
Design von MCP-Servern mit sicherer Tool-Verfügbarkeit

• Praktische Übungen (Labs)
Einen Agenten von Grund auf bauen
Tools über einen MCP-ähnlichen Server verfügbar machen
Evaluierungs-Harness mit Sicherheitsauflagen erstellen

Voraussetzungen

Die Teilnehmenden sollten grundlegende Kenntnisse in der Python-Programmierung mitbringen.

Dieses Programm richtet sich an technische Fachkräfte auf fortgeschrittenem bis mittlerem Niveau.

 56 Stunden

Teilnehmerzahl


Preis je Teilnehmer (exkl. USt)

Erfahrungsberichte (3)

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