Umeå University's logo

Advancements in machine learning and artificial intelligence has created opportunities for vast improvements in the manufacturing sector. This study was conducted at a world-leading manufacturing company with the goal to assist in the development of a framework for application of machine learning in the company's operational workflow. Specifically, with the aim to investigate the potential benefits and pitfalls when utilizing machine learning to supervise a laser soldering process.

This thesis analyzes and designs all the required steps for a machine learning approach for this specific manufacturing process. This included (1) image capturing, (2) preprocessing, (3) modelling, (4) testing and (5) functional tool. The thesis also discusses strategies for dealing with limitations posed by the industrial environment, for example unattainable process data and imbalanced datasets.

In conclusion, it became evident that for a machine learning approach in an industrial setting it is crucial to understand the underlying process, the importance of a reliable data collection setup as well as the necessity of a proper framework. The thesis also proposes a sliding window approach as a preprocessing method for similar image classification tasks.

Framsteg inom maskininlärning och artificiell intelligens har banat vägen för omfattande förbättringar inom tillverkningsindustrin. Denna studie genomfördes på ett världsledande tillverkningsföretag för att stödja utvecklingen av ett ramverk kring hur maskininlärning kan appliceras inom deras operativa flöde. Syftet var specifikt att undersöka de potentiella fördelarna och fallgroparna med att utnyttja maskininlärning för övervakning av en laserlödningsprocess. 

Denna rapport undersökte och konstruerade alla nödvändiga steg för hur maskininlärning kan appliceras på denna specifika produktionsprocess. Detta inkluderar (1) bildtagning, (2) dataförbehandling, (3) modellering, (4) testning och (5) slutgiltig implementation. Rapporten diskuterar även strategier för att hantera de begränsningar som uppstod på grund av den industriella miljön, till exempel otillgänglig processdata och obalanserad data. 

Avslutningsvis, så var det uppenbart att förståelsen för den underliggande processen, vikten av en tillförlitlig anordning för datainsamlig samt behovet för ett tillbörligt ramverk för maskininlärning inom företaget är avgörande. Rapporten förslår även en "sliding window" ansats som preprocessering metod för liknade cases inom bildklassificering.