I industrin mÄste flera krav ofta uppfyllas samtidigt. En produkt kan behöva vara billig, hÄllbar och hÄlla hög kvalitet, samtidigt som den ska gÄ att tillverka effektivt. Ett beslut som förbÀttrar en sak kan försÀmra en annan. Anan Ashrabi Ananno, doktorand vid avdelningen för produktrealisering har i sin avhandling undersökt hur optimering kan anvÀndas för att hitta och jÀmföra möjliga lösningar nÀr flera mÄl och begrÀnsningar mÄste hanteras samtidigt.
â Jag brukar sĂ€ga att jag lĂ€r datorer att fatta beslut i komplexa problem. Matematik bryr sig inte om den arbetar med en lĂ„da eller en köttbulle. Grunden för optimeringen kan vara densamma, sĂ€ger Anan Ashrabi Ananno.
Robotar som bygger pallar
NĂ€r varor staplas pĂ„ en pall rĂ€cker det inte att utnyttja utrymmet sĂ„ mycket som möjligt. LĂ„dorna behöver stĂ„ stabilt och tĂ„la belastningen frĂ„n andra varor. Produkter av samma slag kan behöva placeras nĂ€ra varandra för att underlĂ€tta hanteringen hos kunden. Om en robot ska bygga pallen mĂ„ste den dessutom kunna nĂ„ varje lĂ„da utan att kollidera med sĂ„dant som redan stĂ„r pĂ„ pallen.Ìę
I forskningen kombineras dÀrför sjÀlva optimeringen med en digital modell av roboten. Modellen anvÀnds redan nÀr pallen planeras för att kontrollera om roboten kan nÄ och placera lÄdorna. PÄ sÄ sÀtt kan lösningar som roboten inte kan genomföra vÀljas bort innan pallen byggs.
Metoden har testats bÄde digitalt och med fysiska robotar. I den fysiska valideringen genomfördes 150 tester med olika bestÀllningar hos företaget OpiFlex. Samtliga tester kunde genomföras.
Automatiseringen har ocksÄ en arbetsmiljöaspekt. Manuell pallbyggnad innebÀr ett fysiskt krÀvande och repetitivt arbete.
â Att bygga pallar manuellt Ă€r ett tungt arbete. Gör man det i 20 eller 30 Ă„r kan det leda till kroniska hĂ€lsoproblem. DĂ€rför ville vi se om en robot kan ta över det arbetet, sĂ€ger Anan Ashrabi Ananno.
FrÄn lÄdor till köttbullar
Men under doktorandtiden tog forskningen en annan riktning. Anan Ashrabi Ananno började undersöka om sÀttet att angripa problemen med pallarna ocksÄ kunde anvÀndas för att utveckla livsmedel.
Tillsammans med forskare inom mÄltidskunskap anvÀnde Anan Ashrabi Ananno köttbullar som fallstudie. I stÀllet för att bestÀmma var lÄdor ska placeras handlar problemet dÄ om vilka ingredienser och proportioner som ska ingÄ i ett recept. Flera egenskaper, som smak, nÀringsinnehÄll, kostnad och produktionstid, behöver bedömas samtidigt.
En frÄga var hur ett recept kan förÀndras om det inte finns tillrÀckligt med kött och andra proteinkÀllor behöver anvÀndas. Samtidigt ska maten fortfarande vara nÀringsrik och smaka bra.
â Vid en kris kan vi inte utgĂ„ frĂ„n att alla rĂ„varor alltid finns tillgĂ€ngliga. Men maten behöver fortfarande vara god. Det gĂ€ller inte minst nĂ€r den ska serveras till barn, som kan vara kĂ€nsliga för förĂ€ndringar i smaken, sĂ€ger Anan Ashrabi Ananno.
Flera svar kan vara bra
En viktig poÀng i forskningen Àr att optimeringen inte behöver ge ett enda svar.
För pallbyggnaden kan högsta möjliga utnyttjande av utrymmet stÄ i konflikt med hur pallen kan byggas av en robot eller hanteras senare i lagret. För ett recept mÄste exempelvis smak, nÀringsinnehÄll, kostnad och produktion vÀgas mot varandra.
DÀrför kan optimeringen ta fram flera möjliga lösningar med olika styrkor och svagheter.
MÀnniskan fÄr sedan ta stÀllning till vilken avvÀgning som passar bÀst. Avhandlingen beskriver just generering av flera alternativ, snarare Àn att pÄ förhand tvinga fram ett enda optimalt svar.
â Man kan inte vinna i varje kategori. Man mĂ„ste bestĂ€mma vilka avvĂ€gningar man Ă€r beredd att göra, sĂ€ger Anan Ashrabi Ananno.
Samma struktur för olika problem
Det Àr hÀr kopplingen mellan pallarna och köttbullarna blir tydlig.
Avhandlingen visar inte att exakt samma matematiska modell kan flyttas oförÀndrad frÄn en robot till ett recept. Det som kan överföras Àr framför allt strukturen för hur problemet angrips: att beskriva det som ska utformas digitalt, ange vilka begrÀnsningar som finns, utvÀrdera flera mÄl och ge beslutsfattaren möjlighet att jÀmföra alternativen. De konkreta modellerna, variablerna och begrÀnsningarna mÄste dÀremot anpassas till varje omrÄde.
Det var en av de saker som överraskade Anan Ashrabi Ananno under doktorandtiden.
â Matematiska modeller vet inte vad som Ă€r mat och vad som Ă€r en lĂ„da. De ser siffror. Med rĂ€tt matematik gĂ„r det att anvĂ€nda samma sĂ€tt att lösa problem inom helt olika omrĂ„den, sĂ€ger Anan Ashrabi Ananno.
