横河電機株式会社
横河ソリューションサービス株式会社

AI制御学習サービス

横河電機の強化学習AI

産業用AIプラットフォームと横河電機の強化学習AIをパッケージ化。横河電機の強化学習AIは、少ない試行回数で学習可能であり、外乱に強いという特徴があります。勘や経験を頼りの調整から解放し、工程の自動化へ貢献します。

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技術情報

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概要

世界初*AIによるプラントの自律制御に成功した横河電機の強化学習AIがe-RT3 Plusで実現

産業用AIプラットフォームと横河電機の強化学習AIをパッケージ化。 お客様自らAI制御に取り組んでいただける環境をご提供します。
AI制御学習サービスはクラウド環境でご提供し、常に最新のAI制御学習サービスがご利用いただけます。新たなインフラ整備やシステム構築の軽減を図ることができます。

* 2022年2月横河電機調べ(化学プラントにおいて、AIが操作量を直接変更するものとして)

【製品詳細はこちら】

e-RT3 AI制御学習サービス

横河電機の強化学習AIの特長

PID制御ではシンプルで理論が明確な場合には精度の高い制御が実現できますが、制御の状態を乱す外乱が大きい場合、むだ時間が長い場合などでは良好に制御することが難しく、勘や経験を頼りに調整しなければならないケースが多数存在します。AIは学習により経験的知見を活かしやすく、理論が確立できていなくても何らかの答えを導き出せるという特長があります。

横河電機の強化学習AI(アルゴリズムFactorial Kernel Dynamic Policy Programming 以下、FKDPP)*は、一般的な強化学習に比べて少ない試行回数で学習可能という特長があり、非常に実用的です。

* 横河電機と奈良先端科学技術大学院大学(NAIST)が共同開発し、IEEE国際学会で「プラントへ活用可能な強化学習技術」として世界で初めて認められたアルゴリズムです。

AI制御で期待される効果

  1. 将来の労働力確保と自動化へのシフト
    人による調整が必須であった工程*1をAIにより自律化することで、現場の労働力不足解消を実現します。
    *1: 熟練技術者の勘と経験頼みの工程 / 外乱が起きるたびに人による調整が必要であった工程
  2. 制御性の向上に貢献
    オーバーシュートを抑えて制御することができます。制御性の向上により設備への負荷を下げます。
  3. 生産性と省エネの両立(サステナビリティに貢献)
    整定時間を短くする制御により、無駄なエネルギーを削減しながら、生産性(品質・収量など)を担保することができます。

詳細

商品仕様

分類 形名 パッケージ
CPUモジュール F3RP70-2L 汎用OS対応CPUモジュール
ライセンス SFRL18-MPC AI制御学習サービス(F3RP70用)
SFRL19-MPC AI制御ライセンス(F3RP70用)
ソフトウェアパッケージ SFRM19-MDW AI制御ソフトウェアパッケージ(F3RP70用)

AI制御ライセンス付き汎用OS対応CPUモジュール[F3RP70-2L/L09]もご用意しています。

AI制御モデル

*1: AI制御の学習は常に優れた制御モデルの生成を保証するものではありません。装置の特性や与えるデータの質によって制御モデルの性能は様々です。

AI制御学習サービスをご利用いただくには専用サイトからのお申し込み*2が必要です。お申し込みいただくとクラウド環境にユーザアカウントが作成されサービスをご利用いただけます。サービスは年間のサブスクリプション契約です。 AI制御モデルを作成するには、実機もしくはシミュレータのご用意が必要です。 シミュレータを用いる場合、AI制御学習サービスに付属するシミュレータ*3もご活用いただけます。

*2: お申し込みには工場から出荷される製品シリアルNo.が必要です。
*3: システム同定手法による1入力1出力に対応したシミュレータ。制御対象が多入力多出力の場合、別途シミュレータをご用意いただく必要があります。

シュミレータ画面   AI制御学習画面
シュミレータ
条件を自動設定し、簡単に制御モデルを生成することが可能
  AI制御学習
生成した制御モデルをグラフィカルに確認することが可能
  • AI制御学習サービスのお申込みおよびAI制御ソフトウェアパッケージのダウンロードサイトは、製品出荷にあわせて公開します。
  • その他AI関連製品については AI Product Solutionsページをご参照ください。

アプリケーション

実績ある産業用コントローラとの組み合わせでプラントや機械の制御まで幅広くご利用いただけます。

  • 制御周期は0.01秒から対応しており、高速性が求められる装置制御にも対応
  • 1台のコントローラに複数の制御ループを実装することも可能
  • PID制御など従来制御の特長を活かしたハイブリッドな制御

主な市場

  • 資源・エネルギー(石油、化学、天然ガス、電力、 再生可能エネルギーなど)
  • 食品・農業
  • 素材(繊維、紙パルプ、塗料など)
  • 製薬
  • エレクトロニクス機器(半導体製造装置など)
  • 上下水道 など
AI制御のアプリケーション

適用例

温度、圧力、水位/流量制御など
実証例)炉の加熱制御
オートチューニングしたPID制御とAI制御の比較

AI制御のアプリケーション適用例

アプリケーション例

アプリケーション例

Point!

  • 品質を確保しながら調整が困難であったオーバーシュートを抑制しながらむだ時間を削減の両立を実現
  • 効率改善により省エネに貢献
  • 過渡特性の改善によりヒータへの不要な負荷を防ぎ装置寿命の延命に貢献

ニュース

本件に関する詳細などは下記よりお問い合わせください

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