定常運転しているプラントの制御と比べて、スタートアップの時のように温度や圧力が大きく変わる非定常状態の運転操作は難易度が高く、制御システムの開発も困難でした。停止しているボイラープラントを早くスタートアップさせようと急激に加熱すると、プラント設備の損傷や運転員の安全が損なわれる可能性があります。そのため、ボイラーの温度と圧力を上昇させる際には決められた速度を超えないようにしながら、迅速かつ効率的に操作する必要があり、高度な技術が求められます。また、このような大規模プラントは、定期修理を除き24時間運転されていることが多く、スタートアップの機会が限られており、経験豊かな運転員の育成も課題とされています。日本電力株式會社(以下NEC)、國立研究開發法人產業技術綜合研究所(以下產總研)、三井化學株式會社(以下三井化學)、株式會社歐米伽模擬(以下歐米伽模擬)攜手構建了一個結合支持化學工廠等大規模基礎設施運營的「工廠運營支持AI」和在模擬器上再現的鏡像工廠的工廠運營支持系統，成功地支持了三井化學大阪工廠的大規模鍋爐廠的啓動操作。
三井化學大阪工廠的大規模鍋爐廠因此，鍋爐廠和化學廠的啓動操作以及生產量變更操作等，以前難以實現自動化的非定常狀態的運營支持，以及從冷停狀態到達到定常運營的時間縮短，通過減少原料和能源，期望能夠提高運行效率。
通過AI指導，實施與熟練操作員相同的鍋爐升壓操作化學工廠中的鍋爐廠是爲工廠內所有工廠提供生產所需的電力和蒸汽的大規模且重要的基礎設施。因此，工廠的定期維修完成後，要求儘快恢復運營。特別是在運營恢復延遲的情況下，鍋爐廠的定期維修與與此同時停止的生產工廠無法啓動，將會對各產品的生產造成影響。
與正在進行定常運行的工廠的控制相比，啓動時溫度和壓力大幅度變化的非定常狀態的運營操作難度較高，控制系統的開發也十分困難。如果急於加熱停機的鍋爐廠，以儘快啓動，可能會造成工廠設備損壞或操作員安全受損。因此，在升高鍋爐的溫度和壓力時，必須在不超過規定速度的情況下迅速且高效地操作，需要高級技術。此外，這種大規模工廠通常24小時運行，除了定期維修外，啓動的機會有限，培養經驗豐富的操作員也是一個挑戰。
NEC與產總研開發了一種AI技術「工廠運行支持AI」，可有效操作大型基礎設施，如工廠，並提供其依據。這次開發了一種新技術「複製模型預測控制」，可以高速且高精度地計算控制量，並在三井化學大阪工廠的大型鍋爐廠進行了驗證，確認可以利用該技術安全且高效地啓動。
【技術特點】
1．減少化學工廠的非定常狀態的運行成本
通過本技術，在啓動操作和生產量變更操作等以往難以實現自動控制和運行支持的非定常狀態下，可以進行高效且無浪費的運行操作。
2．可事先確認安全操作
在大型工廠的非定常狀態下，操作結果複雜多變，因而預測未來變得困難，這也是操作難度高的原因。
本技術利用歐米伽仿真的動態模擬器，通過強化學習自動進行大量試錯，AI學習操作方法。通過強化學習與精確模擬的結合，可以應對各種情況。
在運行過程中，鏡像工廠（在線動態模擬器）與學習過的AI在線協作，將未來的操作內容和運行預測實時更新，通過查看這些預測來確認操作是否安全。
3. 能夠迅速應對意外變動
在工廠運營中，由於暴雨和原材料變動等原因，會發生意外變動，要求對此進行快速響應。
本技術進一步利用仿真數據和神經網絡將工廠的行爲作爲複製模型進行再現，採用該複製模型進行模型預測控制，從而能夠迅速應對意外變動。
四方將進一步發展此次實證實驗所取得的成果，通過提供基於AI和仿真器的運營輔助技術，爲化學工廠的運營效率提升做出貢獻。
以上
