日本横河电机和 JSR公司宣布成功完成使用人工智能(AI)自主运行化工厂 35 天的现场测试,这是世界首创。

两家公司在一份声明中表示,该试验已证实基于强化学习的人工智能可以安全地应用于现实世界的化工厂,并证明该技术可以控制超出现有控制方法(如PID控制和APC)能力的操作。据他们介绍,迄今为止,化工厂的控制需要根据人为判断来手动操作控制阀。

该倡议由日本经济产业省资助。

流程工业中的控制涉及广泛的领域,从炼油和石化到高性能化学品、纤维、钢铁、制药、食品和水。所有这些都需要化学反应。

在试验中,人工智能解决方案成功地管理了确保产品质量和将蒸馏塔中的液体保持在适当水平所需的复杂条件,同时最大限度地利用废热作为热源。它成功地稳定了质量,实现了高产,并节省了能源。虽然雨、雪和其他天气条件可能是导致大气温度突然变化而破坏控制状态的重要因素,但生产的产品都能符合严格的标准,并且已经装运发货。

在自主工厂控制试验期间,所有生产的产品都符合质量标准,这确保了与质量问题相关的成本,例如额外的燃料、劳动力、时间和其他成本。

本次控制实验中使用的 AI,Factorial Kernel Dynamic Policy Programming (FKDPP) 协议,由横河电机和奈良科学技术研究所 (NAIST) 于 2018 年共同开发,并在 IEEE 国际自动化科学会议上获得认可。通过 2019 年成功进行控制系统实验和 2020 年 4 月使用模拟器重建整个工厂的实验等举措,横河电机证实了这种自主控制 AI\10 的潜力,并将其从理论推进到 一种适合实际使用的技术。它可用于以前无法通过传统控制方法(PID 控制和 APC)实现自动化的领域,其优势包括能够处理相互冲突的目标,例如对高质量和节能的需求。

鉴于复杂的物理和化学现象可能会影响现实世界中工厂的运营,两家公司认为,在许多情况下,将需要经验丰富的操作员介入并实施控制。即使当使用PID控制和APC使操作自动化时,当例如由于降雨或一些其他天气事件导致大气温度发生突然变化时,操作员也必须停止自动化控制并改变配置和输出值。

JSR生产技术总经理Masataka Masutani表示:“由于确保工厂安全的人力资源老龄化和缺乏替代他们的人力资源等因素,石化行业面临着提高生产活动安全性和效率的强大压力。JSR的方向是通过主动整合无人机、物联网传感器、摄像头和其他新技术来实现智能生产。在本次实验中,我们采用了人工智能控制技术来应对工厂流程控制自动化的挑战。我们验证了人工智能能够根据操作员的经验自主控制以前手动执行的流程,我们坚信人工智能控制的有用性和未来潜力。今后,我们将扩大人工智能控制的操作,努力提高化工厂的安全性、稳定性和竞争力。”

横河电机副总裁兼横河产品总部负责人长谷川贤治表示:“此次现场测试的成功来自于汇集了只有客户才能提供的对生产流程和操作方面的深入见解,以及横河利用测量、控制和信息创造价值的优势。这表明自主控制人工智能(FKDPP)能够为全球生产自主化、投资回报最大化和环境可持续性做出重大贡献。横河电机在分布式控制系统的开发方面处于世界领先地位,该系统控制和监控工厂生产设施的运行,并支持了一系列行业的发展。我们的目光坚定地聚焦于一个形成未来工业模式的自主操作世界,我们现在正在推广 IA2IA 概念——工业自动化到工业自主化”。(编译:iothome)

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