Seminar JupyterLab – Notebooks automatisieren und Berichte erstellen

Inhaltsverzeichnis

Beschreibung

Wiederkehrende Berichte sollten ohne manuelle Zellklicks entstehen. Das Seminar behandelt die Umstellung eines vorhandenen Jupyter-Notebooks auf einen klar definierten Ausführungsauftrag. Eingaben, Parameter, Laufzeitumgebung und Ergebnisdateien werden so gestaltet, dass ein geplanter Lauf nachvollziehbar bleibt. Papermill übernimmt parametrisierte Notebook-Ausführungen; nbconvert dient der Ausführung beziehungsweise Umwandlung in geeignete Berichtsformate.

Besonderes Gewicht liegt auf den Fällen, in denen ein automatischer Ablauf nicht wie geplant funktioniert. Fehlende Dateien, ungültige Parameter, Zeitüberschreitungen und teilweise geschriebene Ergebnisse werden in der Übungsumgebung bewusst erzeugt. Die Einbindung in einen Betriebssystem-Zeitplaner wird an einem vorbereiteten Linux-Beispiel geübt. Ein vollständiges unternehmensweites Workflow-System wird nicht aufgebaut; die dafür benötigten Schnittstellen und Verantwortlichkeiten werden jedoch benannt.

Lernziele

• Ein Notebook mit eindeutigen Ein- und Ausgaben für unbeaufsichtigte Läufe vorbereiten.
• Parameter kontrolliert übergeben und Berichtsläufe reproduzierbar ausführen.
• Statische Berichte erzeugen und vertrauliche Inhalte aus den Ausgaben entfernen.
• Fehler, Laufzeiten und Ergebnisse eines geplanten Auftrags nachvollziehbar überwachen.

Seminarinhalte

1. Vom Notebook zum Ausführungsauftrag
2. Parameter mit Papermill
3. Ausführung und Fehlerbehandlung
4. Berichte mit nbconvert
5. Zeitsteuerung und Betrieb
6. Berichtskette mit Fehlertest

Vom Notebook zum Ausführungsauftrag

• Interaktive Eingaben und implizite Zustände erkennen und entfernen.
• Arbeitsverzeichnis, Kernel, Paketumgebung und Eingabestände ausdrücklich festlegen.
• Ergebnisnamen, Laufkennungen und wiederholbare Dateischreibvorgänge planen.

Parameter mit Papermill

• Parameterzellen anlegen und Standardwerte festlegen.
• Mehrere Datensätze oder Zeiträume durch unterschiedliche Parameter verarbeiten.
• Eingabewerte prüfen und ausgeführte Notebooks getrennt vom Ausgangsnotebook speichern.

Ausführung und Fehlerbehandlung

• Notebook-Ausführung über die Kommandozeile und Python steuern.
• Timeouts, Ausnahmen und Exit-Codes auswerten.
• Wiederholungen so planen, dass unvollständige Ergebnisse erkannt werden.

Berichte mit nbconvert

• HTML-Exporte und geeignete Vorlagen für wiederkehrende Berichte verwenden.
• Code, Arbeitsausgaben und vertrauliche Informationen kontrolliert ausblenden.
• Zusätzliche Abhängigkeiten eines PDF-Exports gegenüber HTML unterscheiden.

Zeitsteuerung und Betrieb

• Einen geplanten Lauf mit einem vorbereiteten Betriebssystem-Zeitplaner einrichten.
• Umgebungsvariablen und Zugangsdaten außerhalb des Notebooks bereitstellen.
• Protokolle, Aufbewahrung und eine einfache Erfolgskontrolle definieren.

Berichtskette mit Fehlertest

• Mehrere parametrisierte Berichte aus demselben Notebook erzeugen.
• Einen fehlerhaften Eingabestand ausführen und den Abbruch nachvollziehen.
• Den Fehler korrigieren und die vollständige Ergebnisserie kontrolliert erneut erzeugen.

Praktische Übungen

1. Ein vorhandenes Analyse-Notebook um geprüfte Parameter und eindeutige Ausgabepfade ergänzen.
2. Mehrere Berichtszeiträume per Papermill ausführen und die resultierenden Notebooks aufbewahren.
3. Mit nbconvert HTML-Berichte erzeugen und deren Inhalte auf unbeabsichtigte Offenlegung prüfen.
4. Einen zeitgesteuerten Lauf mit absichtlich fehlender Eingabe testen, den Fehler auswerten und den Lauf wiederholen.