NEC、大規模ボイラープラントでAIによる運転支援システムの実証実験に成功：製造IT導入事例

NECは、化学プラントなどの運転を支援する「プラント運転支援AI」と、シミュレーター上に再現したミラープラントを組み合わせたプラント運転支援システムを構築し、井化学大阪工場の大規模ボイラープラントでの実証実験に成功した。

[MONOist]

　NECは2024年12月19日、三井化学大阪工場の大規模ボイラープラントで、AI（人工知能）を活用したプラント運転支援システムの運転支援に成功したと発表した。自動化が困難だった、ボイラープラントや化学プラントのスタートアップ操作、生産量変更操作などの運転支援が可能になる。

　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。

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