最適運転
ガイダンスシステム

「最適運転ガイダンスシステム」のイメージ（イメージ拡大）

フィジカルAI^*1で化学品の製造プラントの現場生産運転を支援する「最適運転^*2ガイダンスシステム」(以下、本システム)を2026年内に販売開始します。化学品などのプロセス製造業では、高付加価値化に向けたバッチ生産^*3が不可欠です。このバッチ生産では、設備内部状態が時々刻々と変化し、複雑な反応の制御が必要となるため、生産においてはオペレーターの経験や勘に強く依存してきました。結果として、品質や生産性のばらつきが生じるだけでなく、計器の指示値に基づきオペレーターによる内部状態の予測する必要があるという属人的な負担が現場の大きな課題となっていました。こうした課題を解決するため、HMAX Industryのラインアップの1つである本システムは、高付加価値の化学品などを少量多品種生産で製造するバッチ生産のプロセスを、フィジカルAIでサイバー空間に再現・分析し、DCS^*4やPLC^*5の最適な制御方法を提示します。

具体的には、生産工程において重要なプラントの反応設備^*6を対象に、設備内部で反応中の素材の状態を可視化し、特定の制御が素材に与える影響を予測して、温度、圧力、流量などの操作ガイダンスをオペレーターに提示します。本システムを活用することで、オペレーターの技量・経験に左右されにくい運転が可能となり、製品品質の安定化、および製造プロセス全体の生産効率の向上に貢献するとともに、オペレーターは将来変化に対する予測を踏まえた操作を行うことができるようになります。

本システムはインダストリー分野のドメインナレッジをAIに組み込む技術と、デジタライズドアセットから得た過去の運転データを用いて強化学習^*7する技術を組み合わせて実現しました。日立がこれまで製造業のお客さまに提供してきたDCSやPLCによるOT(制御・運用技術)をフィジカルAIでさらに進化させた、プラントの自動運転実現に向けた第一歩となる取り組みです。

日立のコネクティブインダストリーズ(CI)セクターでは、プロダクトの豊富なインストールベース(デジタライズドアセット)のデータにドメインナレッジと先進AIを組み合わせた次世代ソリューション群「HMAX Industry」に注力しています。フィジカルAIのリーディングカンパニーをめざし、これらをコアとする「インダストリアルソリューション」の提供を通じて、お客さまのライフタイムバリューを最大化し、グローバルに産業を変革することで、豊かな社会の実現をめざします。

*1

フィジカルAI：現実世界を認識・理解し、自律的に判断して実際の行動に展開可能な能力を備えたAI

*2

最適運転：生産において定められている目標値(KPI)と制約条件に対して、効率的に制約条件を遵守しながら目標値に到達することができる運転。

*3

バッチ生産：原料投入・製造・製品取出しの工程を1回毎に実施する、少量多品種に適した生産方法。連続生産と対比して用いられる。

*4

DCS(Distributed Control System)：分散制御システム

*5

PLC(Programmable Logic Controller)：機械や設備の動作をプログラムで制御するための装置

*6

反応設備：原料を使い、製品を反応によって製造するための、プラントの設備

*7

強化学習：大量の入出力データに基づきフィジカルAIが自分でルールを学び、最適な判断を行わせる技術

本システムの特長

本システムは、以下の2つのモデルを組み合わせることで実現しました^*8。