Monitoring and predicting machine breakdowns are of vital importance in the manufacturing industry. Machine Learning models could be used to improve these breakdown predictions. However, the operators responsible for the machines need to trust and understand the predictions in order to base their decisions on the information. For this reason, Explainable Artificial Intelligence, XAIs, was introduced. It is defined as the set of Artificial Intelligence systems that can provide predictions in an intelligible and trustful form. Hence, the purpose of this research is to study different techniques of Explainable Artificial Intelligence XAIs in order to discover the most suitable methodology for allowing people without a machine learning background, employed in a manufacturing environment, to understand and trust predictions. Four XAI interfaces have been tested: three integrated XAI techniques were identified through a literature review, and one was presenting an experimental XAIs facility based on a machine learning model for outliers identification. In order to predict future machines’ states, classifiers based on Random Forest were built, while for identifying anomalies a model based on Isolation Forest was built. In addition, a user study was carried out in order to discern end-users perspectives about the four XAI interfaces. Final results showed that the XAI interface based on anomalous production values gained high approval among users with no or basic machine learning knowledge. / Övervakning och förutsägelse av maskinhaverier är av avgörande betydelse inom tillverkningsindustrin. Machine Learning-modeller kan användas för att förbättra dessa förutsägelser om sammanbrott. De operatörer som ansvarar för maskinerna måste dock lita på och förstå förutsägelserna för att kunna basera sina beslut på informationen. Av denna anledning introducerades Explainable Artificial Intelligence, XAIs. Det definieras som en uppsättning artificiell intelligenssystem som kan ge förutsägelser i en begriplig och pålitlig form. Därför är syftet med denna forskning att studera olika tekniker för Explainable Artificiell Intelligens XAIs för att upptäcka den mest lämpliga metoden för att låta människor utan maskininlärningsbakgrund, anställda i en tillverkningsmiljö, förstå och lita på förutsägelser. Fyra XAIgränssnitt har testats: tre integrerade XAI-tekniker identifierade genom en litteraturgenomgång, och en presenterade en experimentell XAI-anläggning baserad på en maskininlärningsmodell för identifiering av extremvärden. För att förutsäga framtida maskiners tillstånd byggdes klassificerare baserade på Random Forest, medan för att identifiera anomalier byggdes en modell baserad på Isolation Forest. Dessutom genomfördes en användarstudie för att urskilja slutanvändarnas perspektiv på de fyra XAI-gränssnitten. Slutresultaten visade att XAI-gränssnittet baserat på onormala produktionsvärden fick högt godkännande bland användare utan någon eller grundläggande kunskap om maskininlärning.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-322694 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Di Flumeri, Francesco |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2022:712 |
Page generated in 0.0021 seconds