　NECと産業技術総合研究所（産総研）では、プラントなどの大規模インフラを効率的に操作でき、その根拠も提示する「プラント運転支援AI」を開発してきた。今回新たに、高速かつ高精度で制御量を計算できる「レプリカモデル予測制御」技術を開発。これらを組み合わせた制御システムの検証を三井化学大阪工場の大規模ボイラープラントで実施した。その結果、同技術を利用して安全かつ効率的にプラントをスタートアップできることが確認できた。

三井化学大阪工場の大規模ボイラープラント出所：NEC

　同技術は、これまで自動制御や運転支援が難しかった非定常状態でも、効率的に運転操作ができる。オメガシミュレーションのダイナミックシミュレーターを活用し、AIが強化学習による試行錯誤で運転方法を学習する。

　この強化学習とシミュレーションにより、非定常状態で複雑に変化する操作結果に対応する。運転中は、オンラインダイナミックシミュレーターのミラープラントと学習済みAIが連携し、将来の操作内容と運転予測をリアルタイムに更新するため、安全な操作かどうかを事前に確認できる。

　また、シミュレーションデータとニューラルネットワークを用いてプラントの挙動をレプリカモデルとして再現。このモデルを使った予測制御により、急な気候変動や原料変動など、予期せぬ変化にも素早く対応できる。

AIガイダンスにより、熟練運転員と同等のボイラー昇圧操作を実施［クリックで拡大］出所：NEC

　同技術を活用することで、非定常状態の運転支援のほか、冷温停止状態から定常運転時までの時間短縮などの実現が期待できる。

⇒その他の「製造IT導入事例」の記事はこちら

AIを用いてプラントを自動運転する機能を提供開始、操作効率化でコスト低減効果も
NTTコミュニケーションズは横河ソリューションサービスとともに、日本初となる、運転員の操作を学習したAIを用いてプラントの自動運転を実現する「オートパイロット」の提供を開始すると発表した。
AIを活用した安全運転支援機能を搭載する天井クレーン
日立プラントメカニクスは、AIを活用した安全運転支援機能とインバータ故障予兆診断機能を搭載する天井クレーン「Aicrane」を開発した。2018年9月に実証実験を開始し、同年度中の発売を目指す。
化学プラントにおける運転員のオペレーションを高精度で模倣するAI開発
NTTコミュニケーションズは、化学プラントにおける運転員のオペレーションを高精度で模倣するAIを共同開発した。化学プラントの運転支援や運転員の省力化、生産の安定化などが期待される。
生産現場が注目する「生成AI×オンプレ」の未来　何が導入障壁になり得るか
現在、生産現場における生成AI活用では、オンプレミス環境下でのAIモデル運用に注目が集まっている。ただ、クラウド経由で生成AIサービスを利用する場合と異なり、オンプレミス環境ではさまざまな制約条件がある。これらを乗り越え、どのように実装を進めていくべきか。エムニの下野祐太氏に話を聞いた。
生成AIによるPLC制御プログラム自動生成、シュナイダーが2025年初頭にも提供へ
Schneider Electricは、世界最大級の産業見本市「ハノーバーメッセ（HANNOVER MESSE） 2024」において、生成AI（人工知能）を活用した、PLCなどの制御プログラム開発を支援するシステムのデモを公開した。ユーザーが自然言語で作成したいコードを伝えると、システムがコードを自動生成、考慮すべき点や参照ドキュメントなども提示する。