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Gerenciamento de modelos de aprendizado de m谩quina MLOps

Gerenciamento de modelo do MLOps com o Azure Machine LearningArtigo09/28/2024

APLICA-SE A:Extens茫o de ML da CLI do Azure v2 (atual)SDK do Python azure-ai-ml v2 (atual)

Este artigo descreve como o Azure Machine Learning usa MLOps (opera莽玫es de aprendizado de m谩quina) para gerenciar o ciclo de vida de seus modelos. A aplica莽茫o das pr谩ticas de MLOps pode melhorar a qualidade e a consist锚ncia de suas solu莽玫es de aprendizado de m谩quina.

O MLOps baseia-se em DevOps princ铆pios e pr谩ticas que aumentam a efici锚ncia dos fluxos de trabalho, como integra莽茫o cont铆nua, implanta莽茫o cont铆nua e entrega cont铆nua. A aplica莽茫o desses princ铆pios ao ciclo de vida do aprendizado de m谩quina resulta em:

Experimenta莽茫o e desenvolvimento de modelos mais r谩pidos.Implanta莽茫o mais r谩pida de modelos em produ莽茫o.Melhor garantia de qualidade e acompanhamento de linhagem de ponta a ponta.Funcionalidades do MLOps

O MLOps fornece os seguintes recursos para o processo de aprendizado de m谩quina:

Criar pipelines de aprendizado de m谩quina reproduz铆veis para definir etapas repet铆veis e reutiliz谩veis para processos de prepara莽茫o, treinamento e pontua莽茫o de dados.Criar ambientes de software reutiliz谩veis para treinamento e implanta莽茫o de modelos.Registrar, empacotar e implantar modelos de qualquer lugar e acompanhar metadados associados necess谩rios para usar um modelo.Dados de linhagem de log para de governan莽a do ciclo de vida do aprendizado de m谩quina, como quem publicou modelos, por que as altera莽玫es foram feitas e quando os modelos foram implantados ou usados na produ莽茫o.Notificar e alertar sobre eventos de ciclo de vida de aprendizado de m谩quina como conclus茫o do experimento, registro de modelo, implanta莽茫o de modelo e detec莽茫o de descompasso de dados.Monitore problemas operacionais e relacionados ao aprendizado de m谩quina comparando entradas de modelo, explorando m茅tricas espec铆ficas do modelo e exibindo monitoramento e alertas na infraestrutura de aprendizado de m谩quina.Automatize o ciclo de vida de aprendizado de m谩quina de ponta a ponta usando pipelines de aprendizado de m谩quina e Azure Pipelines para testar, atualizar e distribuir continuamente novos modelos de aprendizado de m谩quina.

Para obter mais informa莽玫es sobre MLOps, consulte Opera莽玫es de aprendizado de m谩quina.

Pipelines de aprendizado de m谩quina reproduz铆veis

Use pipelines do Azure Machine Learning para unir todas as etapas de seu processo de treinamento de modelos. As etapas do pipeline de aprendizado de m谩quina podem incluir prepara莽茫o de dados, extra莽茫o de recursos, ajuste de hiperpar芒metro e avalia莽茫o de modelo.

No Designer do Est煤dio do Azure Machine Learning, voc锚 pode clonar um pipeline para iterar sobre seu design sem perder suas vers玫es antigas. Para clonar um pipeline a qualquer momento no Designer, selecione Clonar na barra de menus superior.

Para obter mais informa莽玫es sobre os pipelines do Azure Machine Learning, consulte Pipelines de aprendizado de m谩quina.

Ambientes de software reutiliz谩veis

Os ambientes do Azure Machine Learning garantem que os builds sejam reproduz铆veis sem usar configura莽玫es manuais de software. Os ambientes podem acompanhar e reproduzir as depend锚ncias de software pip e conda para seus projetos.

Voc锚 pode usar ambientes para treinamento e implanta莽茫o de modelos. Para obter mais informa莽玫es sobre ambientes, consulte ambientes do Azure Machine Learning.

Registro, empacotamento e implanta莽茫o do modelo

O Azure Machine Learning pode usar MLOps de qualquer lugar para registrar, empacotar e implantar modelos.

Registrar e acompanhar modelos

O registro de modelo armazena e vers玫es de seus modelos no workspace do Azure Machine Learning na nuvem do Azure. O registro de modelo torna mais f谩cil organizar e manter o controle de seus modelos treinados.

Um modelo registrado 茅 um cont锚iner l贸gico para um ou mais arquivos que comp玫em seu modelo. Por exemplo, se o modelo for armazenado em v谩rios arquivos, voc锚 poder谩 registrar os arquivos como um 煤nico modelo no workspace do Azure Machine Learning. Ap贸s o registro, voc锚 pode baixar ou implantar o modelo registrado e receber todos os arquivos de componente.

Voc锚 tamb茅m pode registrar modelos treinados fora do Azure Machine Learning. O Azure Machine Learning d谩 suporte a qualquer modelo que possa ser carregado usando o Python 3.5.2 ou superior.

Voc锚 identifica modelos registrados por nome e vers茫o. Sempre que voc锚 registra um modelo com o mesmo nome de um modelo existente, o registro incrementa o n煤mero de vers茫o.

Voc锚 pode fornecer r贸tulos de metadados durante o registro e usar esses r贸tulos para pesquisar um modelo.

Importante

N茫o 茅 poss铆vel excluir um modelo registrado que esteja sendo usado em uma implanta莽茫o ativa.

Para obter mais informa莽玫es sobre como usar modelos no Azure Machine Learning, consulte Trabalhar com modelos no Azure Machine Learning.

Empacotar e depurar modelos

Para implantar um modelo em produ莽茫o, primeiro voc锚 deve empacot谩-lo em uma imagem do Docker. Na maioria dos casos, a cria莽茫o de imagem ocorre automaticamente em segundo plano durante a implanta莽茫o. No entanto, voc锚 pode especificar manualmente a imagem.

脡 煤til implantar em seu ambiente de desenvolvimento local primeiro para que voc锚 possa solucionar problemas e depurar antes de implantar na nuvem. Essa pr谩tica pode ajud谩-lo a evitar problemas com sua implanta莽茫o no Azure Machine Learning. Para obter mais informa莽玫es sobre como resolver problemas comuns de implanta莽茫o, consulte Como solucionar problemas de pontos de extremidade online.

Converter e otimizar modelos

Voc锚 pode converter seu modelo em ONNX (Open Neural Network Exchange) para tentar melhorar o desempenho. Normalmente, converter para ONNX pode duplicar o desempenho.

Para obter mais informa莽玫es sobre o ONNX com o Azure Machine Learning, confira o artigo Criar e acelerar modelos de machine learning.

Implantar modelos como pontos de extremidade

Voc锚 pode implantar modelos de aprendizado de m谩quina treinados como pontos de extremidade localmente ou na nuvem. As implanta莽玫es usam CPUs e GPUs para infer锚ncia.

Para implantar um modelo como um ponto de extremidade, voc锚 precisa fornecer as seguintes informa莽玫es:

O modelo usado para pontuar os dados enviados ao servi莽o ou dispositivo.Um script de entrada, tamb茅m chamado de script de pontua莽茫o, que aceita solicita莽玫es, usa os modelos para pontuar os dados e retorna uma resposta.Um ambiente que descreve as depend锚ncias pip e conda exigidas pelos modelos e script de entrada.Quaisquer outros ativos, como texto e dados, exigidos pelo modelo e pelo script de entrada.

Importante

Ao implantar um modelo do MLflow, voc锚 n茫o precisa fornecer um script de entrada ou um ambiente para a implanta莽茫o. Para obter mais informa莽玫es sobre como implantar modelos do MLflow, consulte Diretrizes para implantar modelos do MLflow.

Voc锚 tamb茅m fornece a configura莽茫o da plataforma de implanta莽茫o de destino, como o tipo de fam铆lia de m谩quina virtual (VM), a mem贸ria dispon铆vel e o n煤mero de n煤cleos. Quando o Azure Machine Learning cria a imagem, ele tamb茅m adiciona todos os componentes necess谩rios, como ativos necess谩rios para executar o servi莽o Web.

Pontua莽茫o em lote com pontos de extremidade em lote

H谩 suporte para a pontua莽茫o em lote por meio de pontos de extremidade em lote. Para obter mais informa莽玫es sobre pontua莽茫o em lote, consulte Pontos de extremidade em lote.

Pontua莽茫o em tempo real com pontos de extremidade online

Voc锚 pode usar seus modelos com pontos de extremidade online para pontua莽茫o em tempo real. Os destinos de computa莽茫o para pontos de extremidade online podem ser ambientes de desenvolvimento local, pontos de extremidade online gerenciados ou AKS (Servi莽o de Kubernetes do Azure).

Para implantar um modelo em um ponto de extremidade online, voc锚 precisa fornecer as seguintes informa莽玫es:

O modelo ou ensemble de modelos.Depend锚ncias necess谩rias para usar o modelo, por exemplo, um script que aceita solicita莽玫es e invoca as depend锚ncias de modelo e conda.Configura莽茫o de implanta莽茫o que descreve como e onde implantar o modelo.

Para obter mais informa莽玫es sobre a implanta莽茫o para pontua莽茫o em tempo real, consulte Implantar pontos de extremidade online.

Distribui莽茫o controlada para pontos de extremidade online

Ao implantar em um ponto de extremidade online, voc锚 pode usar a distribui莽茫o controlada para habilitar os seguintes cen谩rios:

Criar v谩rias vers玫es de um ponto de extremidade para uma implanta莽茫o.Executar testes A/B roteando o tr谩fego para implanta莽玫es diferentes do ponto de extremidade.Alternar entre as implanta莽玫es do ponto de extremidade atualizando a porcentagem de tr谩fego na configura莽茫o do ponto de extremidade.

Para obter mais informa莽玫es sobre a implanta莽茫o usando uma distribui莽茫o controlada, consulte Executar a distribui莽茫o segura de novas implanta莽玫es para infer锚ncia em tempo real.

Metadados para governan莽a do ciclo de vida do aprendizado de m谩quina

O Azure Machine Learning oferece a capacidade de acompanhar a trilha de auditoria de ponta a ponta de todos os seus ativos de aprendizado de m谩quina usando metadados. Por exemplo:

Os Ativos de dados do Azure Machine Learning ajudam a acompanhar, criar o perfil e controlar a vers茫o dos dados.A Interpretabilidade do modelo permite explicar os modelos, atender 脿 conformidade regulat贸ria e entender como os modelos chegam em um resultado para determinada entrada.O hist贸rico de trabalhos do Azure Machine Learning armazena um instant芒neo do c贸digo, dos dados e das computa莽玫es usados para treinar um modelo.O registro do modelo do Azure Machine Learning captura todos os metadados associados ao seu modelo. Por exemplo, qual experimento treinou o modelo, onde o modelo est谩 sendo implantado e se as implanta莽玫es de modelo est茫o 铆ntegras.A integra莽茫o com o Azure permite que voc锚 atue em eventos no ciclo de vida do aprendizado de m谩quina, como registro de modelo, implanta莽茫o, descompasso de dados e eventos de trabalho de treinamento.

Algumas informa莽玫es sobre modelos e ativos de dados s茫o capturadas automaticamente, mas voc锚 pode adicionar mais informa莽玫es usando r贸tulos. Ao procurar modelos registrados e ativos de dados em seu workspace, voc锚 pode usar marcas como filtros.

Observa莽茫o

Quando voc锚 usar os R贸tulos na op莽茫o Filtrar por na p谩gina Modelos do Azure Machine Learning Studio, certifique-se de usar TagName=TagValue sem espa莽os em vez de TagName : TagValue.

Alertas e notifica莽茫o de eventos do ciclo de vida do aprendizado de m谩quina

O Azure Machine Learning publica eventos chave na Grade de Eventos do Azure, que podem ser usados para notificar e automatizar eventos no ciclo de vida de aprendizado de m谩quina. Para obter mais informa莽玫es sobre como configurar processos controlados por eventos com base nos eventos do Azure Machine Learning, consulte CI/CD personalizado e fluxos de trabalho controlados por eventos.

Automa莽茫o do ciclo de vida do aprendizado de m谩quina

Voc锚 pode usar o Git e Azure Pipelines para criar um processo de integra莽茫o cont铆nua que treine um modelo de aprendizado de m谩quina. Em um cen谩rio t铆pico, quando um cientista de dados verifica uma altera莽茫o no reposit贸rio Git de um projeto, o Azure Pipelines inicia o trabalho de treinamento.

Voc锚 pode inspecionar os resultados do trabalho para ver as caracter铆sticas de desempenho do modelo treinado. Tamb茅m 茅 poss铆vel criar um pipeline que implanta o modelo como um servi莽o Web.

A extens茫o do Machine Learning facilita o trabalho com o Azure Pipelines. A extens茫o fornece os seguintes aprimoramentos para o Azure Pipelines:

Habilita a sele莽茫o do workspace do Azure Machine Learning ao definir uma conex茫o de servi莽o.Permite a cria莽茫o de modelo treinado em um pipeline de treinamento para disparar uma implanta莽茫o no Azure Pipelines.

Para obter mais informa莽玫es sobre como usar o Azure Pipelines com o Azure Machine Learning, consulte Usar o Azure Pipelines com o Azure Machine Learning.

An谩lise

O Microsoft Power BI d谩 suporte ao uso de modelos de machine learning para an谩lise de dados. Para obter mais informa莽玫es, confira IA com fluxos de dados.

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