Mänsklig expertis gör AI bättre i fabriken

Artificiell intelligens kan förbättra fabrikers prestanda. Men mänsklig expertis kan göra AI-lösningarna betydligt bättre, enligt ny forskning från Högskolan i Skövde.

– Jag förväntade mig att mer avancerade algoritmer konsekvent skulle prestera bättre. I stället fann vi att enkla regler som bygger på erfarenhet från produktionen ibland kunde överträffa betydligt mer sofistikerade beräkningsmetoder, säger Ehsan Mahmoodi.

Kombinerar AI och datorsimulering

Tillverkare över hela världen står inför krav på ökad produktion samtidigt som kostnader, energiförbrukning och avfall ska minska.

I sin doktorsforskning har Ehsan Mahmoodi vid Institutionen för ingenjörsvetenskap vid Högskolan i Skövde utvecklat metoder som kombinerar datorsimulering och artificiell intelligens för att förbättra produktionsplanering och hur produktionen utformas. I stället för att testa förändringar direkt i en fabrik kan virtuella modeller av produktionssystem användas för att utvärdera tusentals alternativ på ett säkert och effektivt sätt.

– Målet är att hjälpa beslutsfattare att hitta bättre lösningar snabbare. I stället för att förlita oss på försök och misstag kan vi använda AI för att undersöka många möjliga alternativ och identifiera dem som förbättrar prestandan, säger Ehsan Mahmoodi.

Kunskap från fabriken hjälper AI att hitta rätt

Fabriker tillverkar ofta många olika produkter med hjälp av samma utrustning, vilket gör planeringen mycket komplex. Chefer måste balansera produktionshastighet, kostnader och kvalitet samtidigt som de hanterar otaliga möjliga beslut om bemanning, schemaläggning och resursfördelning.

Ehsans forskning visar att optimeringsalgoritmer blir betydligt effektivare när de får tillgång till relevant kunskap om produktionssystemet. Information om flaskhalsar, resursbegränsningar eller problematiska produktkombinationer hjälper AI att fokusera på lovande lösningar i stället för att söka blint.

– Även relativt enkla regler, som att undvika att producera två problematiska produkter efter varandra, kan förbättra produktionen betydligt, säger Ehsan Mahmoodi.

Resultaten visar hur viktigt det är att kombinera artificiell intelligens med mänsklig expertis. Kunskap som har utvecklats genom många års praktisk erfarenhet på fabriksgolvet kan avsevärt förbättra kvaliteten på AI-genererade beslut när den integreras i optimeringsverktyg.

Fördelar för både industrin och hållbarheten

Metoderna kan hjälpa tillverkare att öka produktionen och förbättra leveranssäkerheten utan att investera i nya maskiner. Ett effektivare utnyttjande av befintliga resurser kan också minska energiförbrukningen och materialspillet och därmed bidra till hållbarhetsmålen.

Metoden är inte begränsad till tillverkningsindustrin. Liknande metoder skulle potentiellt kunna tillämpas inom logistik, hälso- och sjukvård samt underhållsplanering – inom alla områden där datorsimuleringar används för att stödja komplexa beslut.

Nästa steg är digitala tvillingar

Framöver planerar Ehsan att integrera metoderna med digitala tvillingar, det vill säga virtuella representationer av verkliga produktionssystem som kontinuerligt uppdateras med driftdata. Detta skulle göra det möjligt för produktionssystem att anpassa sig till förändrade förhållanden i nära realtid.

Forskningen kommer också att utvidgas till att omfatta miljömål, såsom energiförbrukning och koldioxidutsläpp, vid sidan av traditionella produktionsmål.

– Den långsiktiga visionen är ett praktiskt beslutsstödsverktyg som tillverkare av alla storlekar kan använda för att kontinuerligt förbättra sin verksamhet, säger Ehsan Mahmoodi.

För mer information, kontakta:

Ehsan Mahmoodi
Doktorand i informationsteknologi
E-post: ehsan.mahmoodi@his.se
Telefon: 0500-448526