https://www.mdu.se/

This thesis delves into the use of Artificial Intelligence (AI) for quality control in manufacturing systems, with a particular focus on anomaly detection through the analysis of torque measurements in rotating mechanical systems. The research specifically examines the effectiveness of torque measurements in quality control of locks, challenging the traditional method that relies on human tactile sense for detecting mechanical anomalies. This conventional approach, while widely used, has been found to yield inconsistent results and poses physical strain on operators. A key aspect of this study involves conducting experiments on locks using torque measurements to identify mechanical anomalies. This method represents a shift from the subjective and physically demanding practice of manually testing each lock. The research aims to demonstrate that an automated, AI-driven approach can offer more consistent and reliable results, thereby improving overall product quality. The development of a machine learning model for this purpose starts with the collection of training data, a process that can be costly and disruptive to normal workflow. Therefore, this thesis also investigates strategies for predicting and minimizing the sample size used for training. Additionally, it addresses the critical need of trustworthiness in AI systems used for final quality control. The research explores how to utilize machine learning models that are not only effective in detecting anomalies but also offers a level of interpretability, avoiding the pitfalls of black box AI models. Overall, this thesis contributes to advancing automated quality control by exploring the state-of-the-art machine learning algorithms for mechanical fault detection, focusing on sample size prediction and minimization and also model interpretability. To the best of the author’s knowledge, it is the first study that evaluates an AI-driven solution for quality control of mechanical locks, marking an innovation in the field.

Denna avhandling fördjupar sig i användningen av Artificiell Intelligens (AI) för kvalitetskontroll i tillverkningssystem, med särskilt fokus på anomalidetektion genom analys av momentmätningar i roterande mekaniska system. Forskningen undersöker specifikt effektiviteten av momentmätningar för kvalitetskontroll av lås, vilket utmanar den traditionella metoden som förlitar sig på människans taktila sinne för att upptäcka mekaniska anomalier. Denna konventionella metod, som är brett använd, har visat sig ge inkonsekventa resultat och medför fysisk belastning för operatörerna. En nyckelaspekt av denna studie innebär att genomföra experiment på lås med hjälp av momentmätningar för att identifiera mekaniska anomalier. Denna metod representerar en övergång från den subjektiva och fysiskt krävande praxisen att manuellt testa varje lås. Forskningen syftar till att demonstrera att en automatiserad, AI-driven metod kan erbjuda mer konsekventa och tillförlitliga resultat, och därmed förbättra den övergripande produktkvaliteten. Utvecklingen av en maskininlärningsmodell för detta ändamål börjar med insamling av träningsdata, en process som kan vara kostsam och störande för det normala arbetsflödet. Därför undersöker denna avhandling också strategier för att förutsäga och minimera mängden av data som används för träning. Dessutom adresseras det kritiska behovet av tillförlitlighet i AI-system som används för slutlig kvalitetskontroll. Forskningen utforskar hur man kan använda maskininlärningsmodeller som inte bara är effektiva för att upptäcka anomalier, utan också erbjuder en nivå av tolkningsbarhet, för att undvika fallgroparna med svart låda AI-modeller. Sammantaget bidrar denna avhandling till att främja automatiserad kvalitetskontroll genom att utforska de senaste maskininlärningsalgoritmerna för detektion av mekaniska fel, med fokus på prediktion och minimering av mängden träningsdata samt tolkbarheten av modellens beslut. Denna avhandling utgör det första försöket att utvärdera en AI-driven strategi för kvalitetskontroll av mekaniska lås, vilket utgör en nyskapande innovation inom området.