横河电机自主控制人工智能正式用于ENEOS Materials的化工厂

　　【仪表网 企业动态】2023年3月30日， ENEOS Materials Corporation(前身为JSR Corporation的弹性体业务部)与横河电机株式会社宣布达成协议。
 

　　根据协议，阶乘内核动态策略编程(FKDPP)这种基于强化学习的人工智能算法将正式应用于ENEOS Materials的化工厂。双方在一次成功的现场测试之后达成了这项协议。在测试中，这种自主控制人工智能*1在控制该工厂蒸馏塔几乎一整年的时间内，表现出高水平的性能。这是世界上正式采用强化学习人工智能直接控制工厂的范例*2。
 

　　2022年1月17日到2月21日，在连续35天(840小时)的时间内，现场测试初步证实了*3人工智能解决方案可以控制蒸馏作业。这些作业超出了现有控制方法(PID控制/APC)的能力，并且需要根据经验丰富的工厂员工的判断对阀门进行手动控制。在工厂按计划停机进行维护和修理后，现场测试重新开始并持续至今。测试结果最终表明，此解决方案能够控制维持产品质量所需的复杂条件，并确保蒸馏塔中的液体保持在适当水平，同时充分利用废热作为热源。这种方法稳定了质量，实现了高产并节约了能源。
 

　　在本次现场测试中，自主控制人工智能表现出以下四大优势：
 

　　1.常年稳定性
 

　　即使在冬季和夏季，外部温度变化约40?C的天气条件下，自主控制人工智能仍然保持了对液位的稳定控制和对余热的充分利用。在整个现场测试过程中未发现任何问题，实现了稳定的作业和高质量的产品产出。
 

　　2.减少环境影响
 

　　通过避免生产不合格产品，自主控制人工智能节约了燃料、人工和其他成本，并有效地利用了原材料。在生产符合装运标准的优质产品的同时，自主控制人工智能相对于传统人工控制，减少了40%*4的蒸汽消耗和二氧化碳排放。
 

　　3.减轻工作量并提高安全性
 

　　自主控制人工智能无需操作员执行手动输入。这不仅减少了工作量，有助于防止人为错误，还降低了人员的精神压力，提高了安全性。
 

　　4.人工智能控制模型的稳健性
 

　　即使在例行停机维护和维修期间对工厂进行了整改，相同的人工智能控制模型仍可以继续使用。
 

从为期一年的现场测试中确认的优势
 

　　ENEOS Materials在为期一年的验证过程中发现，自主控制人工智能是一套强大的系统，可以实现稳定的性能并在全年(包括冬季和夏季)优化作业。该公司将探索将这种人工智能应用于其他类型的工艺和工厂，并将继续努力通过扩大自主化范围来提高生产力和节约能源。
 

　　为了提升工厂自主化，横河电机于2月27日推出了面向边缘控制器的自主控制人工智能服务*5，同样是世界首例*6。在提供这项服务的同时，公司还为希望实现工厂自主运营的客户提供全球咨询服务。服务涵盖从确定控制问题到调查优化控制方法和计算成本效益的各个方面，并包括安全、实施、维护和运营。
 

　　今后，ENEOS Materials和横河电机将继续合作，研究通过在工厂中使用人工智能进行控制和基于条件的维护来实施数字化转型(DX)的方法。
 

　　ENEOS Materials Corporation生产技术部总监Masataka Masutani表示：
 

　　“石化行业面临着许多严峻挑战的影响，诸如帮助确保设施安全运行的资深人员退休之类。在这种背景下，我们很高兴看到使用人工智能对先前手动控制的工艺进行自主控制的演示。除了减少操作员工作量外，这项持续了约一年的测试还表明，该系统可以稳定运行，不受季节变化或定期维护和维修的影响，并且可以节约能源并减少温室气体排放。通过智能生产，我们将继续追求安全和稳定，推进运营脱碳并提升竞争力。”
 

　　奈良先端科学技术大学院大学(Nara Institute of Science and Technology)教授Takamitsu Matsubara表示：
 

　　“强化学习的关键在于如何设计回报函数。通过在回报函数中紧密结合工艺工业控制知识，可以创建一个具有高可靠性和有效性的人工智能控制模型，能够实现全年的稳定运行。本次现场测试证实，即使在进行定期维护和维修后，该模型仍能按原样应用，这一事实表明了人工智能控制模型的稳健性。我相信，FKDPP这种能够处理复杂条件的新型控制技术，将会对世界工业的发展做出广泛的贡献。”
 

　　横河电机执行董事兼横河电机产品总部负责人Kenji Hasegawa表示：
 

　　“我很高兴能够与客户合作，迎接这项全球自主化倡议挑战。由于物理和化学现象的复杂影响，在实际的工厂中很难控制作业，有许多领域仍然需要经验丰富的操作员进行干预。横河电机专注于产品和咨询，将开发和扩大自主控制人工智能的使用，同时与客户合作，推动其脱碳、数字化转型和自主化进程。”
 

　　*1 横河电机将自主控制人工智能定义为能够独立推导出最佳控制方法并具有高度的稳健性，能够在一定程度上自主处理先前未遇到过情况的人工智能。
 

　　*2 基于IoT Analytics于2023年3月对公开可用资源进行的全面的二次研究。
 

　　*3 横河电机和JSR公司使用人工智能连续35天对化工厂进行自主控制，开创世界先河 – 兼顾质量、产量、节能和抗突发干扰的下一代控制技术投入实际应用 –
 

　　*4 与之前用于维持液位的蒸汽量和相应的二氧化碳排放量相比。
 

　　*5 横河电机推出用于边缘控制器的自主控制AI服务 - 优化控制，提高生产率，节约能源 –
 

　　*6 作为世界面向边缘控制器的商用强化学习人工智能服务。基于IoT Analytics于2023年3月对公开可用资源进行的全面二次研究。
 

　　关于ENEOS Materials Corporation
 

　　ENEOS Materials从事合成橡胶、热塑性弹性体、乳胶和其他原材料的研发、制造和销售，产品用于世界各地的汽车工业和其他行业。ENEOS Materials成立于2022年4月1日，通过将JSR Corporation的弹性体业务部出售给ENEOS Corporation，ENEOS Materials获得了研发能力和制造技术。依托于ENEOS集团广泛的采购、资金、组织和全球网络，ENEOS Materials能够稳定地供应高品质且具竞争力的产品。为了应对向电动汽车的过渡和实现可持续发展目标(SDGs)的需求等变化，ENEOS Materials继续完善其技术能力并推动创新，为社会做出贡献，为全社会带来更加光明和充满活力的未来。
 

　　关于横河电机
 

　　横河电机为能源、化工、材料、制药、食品和水处理等多个行业的客户提供测量、控制和信息领域的先进解决方案。横河电机通过数字化技术的有效应用，帮助客户解决日益复杂的生产、资产和供应链优化等问题，实现向自主运营的过渡。横河电机于1915年在东京成立，拥有17,000多名员工。它通过遍布61个国家的122家公司的全球网络，致力于实现可持续发展的社会。