日本触媒とNTT Com、化学品製造工程を自動運転–熟練運転員の操作学習したAI活用

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　日本触媒とNTTコミュニケーションズ（NTT Com）は2月18日、AIを活用し、これまで困難とされてきた化学品製造工程の自動運転に成功したと発表した。これにより、運転員の負荷軽減と技能継承の効率化が見込まれている。

　今回の取り組みでは、連続蒸留工程の運転データ、運転員の操作履歴、運転に関するノウハウをAIに学習させた。NTT Comの「AI Autopilot System」に学習済みAIモデルを組み込むことで、状態が複雑に変化する連続蒸留工程の自動運転を実現した。

　化学品製造プラントの運転には、豊富な知識と経験が不可欠だ。温度、圧力、濃度など状態が絶えず変化する化学品の製造を行うプラントを運転するには豊富な知識と経験が必要で、自動運転は困難とされてきた。特に、化学品の純度を高める連続蒸留工程は、反応液の組成が流出する留出液の再利用量や天候などの影響を受けやすく、熟練運転員が高い集中力をもって常時手動で操作する必要があった。また安定稼働を継続するためには技術継承が重要な課題で、運転員の育成には多大な時間がかかっている。

　連続蒸留工程における温度制御の精度は、留出する単位時間当たりの流出液量で評価される。留出液は、連続蒸留工程から流出するだけでなく、断続的に一部再利用されるため、液面計で計測する理想的な留出液面（理想液面）の高さは常に変化する。しかし、学習済みAIモデルを組み込むことで、液面計の実測値と理想液面の誤差を手動操作時平均2.38％からAI運転時平均2.06％にまで縮小させた。これは熟練運転員による手動操作時と比較して13.5％の改善に相当し、手動操作と同等以上の運転品質を実現できることが確認された。

　日本触媒は今後、今回の取り組みを他プラントへ展開し、DXによる変革を推進する。NTT Comは、バッチプラントや少量多品種生産プラントなど、手動操作が残るプラントの自動運転実現に向け、システムの機能拡張を進める。さらにこの技術を化学工場のみならず幅広い産業分野へ展開し、人手不足などの課題解決に貢献していくという。