En ny forskning från Högskolan Väst undersöker hur AI-baserade produktionssystem kan integrera säkerhet i sina beslut. Målet är att skapa flexiblare tillverkningsmiljöer där människor, robotar och autonoma system kan arbeta tillsammans på ett säkrare sätt.
Från reaktiv säkerhet till proaktivt beslutsfattande
Industrin ställer allt högre krav på flexibilitet i takt med att efterfrågan på kundanpassade produkter och kortare leveranstider ökar. Samtidigt får robotik, AI och autonoma beslutsprocesser en allt större roll i produktionen.
Det skapar nya utmaningar när människor och intelligenta system ska arbeta sida vid sida.
— Automation fungerar mycket bra i traditionell massproduktion, där samma moment upprepas om och om igen. Men när produktionen blir mer flexibel och systemen börjar fatta egna beslut uppstår nya risker för dem som arbetar i produktionen, säger Bassam Massouh.
Bassam Massouh studerade industriell styr- och reglerteknik vid Damaskus universitet innan han 2017 flyttade till Sverige för att läsa automation och robotik vid Högskolan Väst. Där blev han involverad i forskning om flexibla automationssystem och fortsatte senare som doktorand inom området.
En central utgångspunkt i avhandlingen är att många av dagens industriella säkerhetssystem reagerar först när en risk redan har uppstått.
— Om något oväntat händer stoppar systemet allt. Det har varit standardlösningen i decennier, säger Bassam.
I flexibla produktionssystem anpassar maskiner, robotar och transportsystem kontinuerligt sina aktiviteter i realtid. Därför behöver säkerhet integreras i själva beslutsprocessen.
— Vi ville att de intelligenta systemen inte bara skulle optimera produktionen, utan också förstå säkerhet och konsekvenserna av sina egna beslut.
Multiagentsystem utvärderar risker före genomförande
Forskningen bygger på så kallade multiagentsystem där olika delar av produktionsmiljön kommunicerar och samordnar uppgifter autonomt.
Bassam Massouh utvecklade metoder som gör det möjligt för de digitala agenterna att utvärdera säkerhetsrisker redan under planeringsfasen innan en åtgärd genomförs. Därmed kan potentiellt farliga situationer undvikas innan de uppstår, istället för att hanteras genom nödstopp eller hastighetsbegränsningar i efterhand.
— Om systemet förstår att en planerad rörelse eller åtgärd kan innebära en risk för en operatör, kan det välja en annan lösning från början, förklarar han.
För att möjliggöra detta utvecklades modeller som gör att autonoma system kan resonera kring risker och faror.
— Enkelt uttryckt kan man jämföra det med hur AI-system som ChatGPT har kunskapsmodeller bakom sig. Vi försåg våra agenter med kunskap om risker, vilket gör att de kan bedöma om en plan är säker eller inte.
Avhandlingen påbörjades innan den senaste utvecklingen inom generativ AI. Arbetet bygger därför främst på modellbaserade AI-metoder där intelligenta agenter kommunicerar och fattar beslut utifrån strukturerad kunskap.
Verktyg för säkrare produktionsmiljöer
Utöver algoritmerna utvecklade Bassam Massouh även mjukvaruverktyg som ska stödja säkerhetsarbetet innan produktionen startar.
Verktygen används för att visualisera och validera säkerhetsförhållanden samt identifiera möjliga konsekvenser av olika beslut.
— Tidigare byggde mycket av säkerhetsvalideringen på dokumentation och personlig erfarenhet. Med det här verktyget kan du se möjliga konsekvenser och risker innan du trycker på start. Människan har fortfarande sista ordet, men nu med mycket bättre stöd.
Delar av lösningen testades genom simuleringar där metoden jämfördes med traditionella säkerhetssystem. Resultaten visade förbättrad produktivitet, bättre förutsägbarhet och säkrare samarbete mellan människor och autonoma system.
Bassam Massouh bedömer att tekniken närmar sig industriell användning, även om ytterligare tester och utveckling krävs innan en bred implementering kan bli aktuell.
— Vi går mot en framtid där AI i allt större utsträckning styr maskiner och industriella processer. Då behöver vi också system som gör denna intelligens säker, ansvarstagande och begriplig för människor, avslutar Bassam.
Här hittar du Bassam Massouhs avhandling: “Safety Management Support and Safety-Aware Decision-Making for Human-Integrated Plug & Produce Manufacturing Systems Using Configurable Multi-Agent Systems”
