Pela primeira vez no mundo, a IA de controle autônomo da Yokogawa é adotada oficialmente para uso em uma planta de produtos químicos da ENEOS

Tóquio, Japão - 30 de março de 2023

ENEOS Materials Corporation
Yokogawa Electric Corporation

A ENEOS Materials Corporation (antiga unidade de negócios de elastômeros da JSR Corporation) e a Yokogawa Electric Corporation (TÓQUIO: 6841) anunciam que chegaram a um acordo para que o Factorial Kernel Dynamic Policy Programming (FKDPP), um algoritmo de IA baseado em aprendizado por reforço, seja oficialmente adotado para uso em uma fábrica de produtos químicos da ENEOS Materials. Esse acordo ocorre após um teste de campo bem-sucedido no qual essa IA ^*1 de controle autônomo demonstrou um alto nível de desempenho ao controlar uma coluna de destilação nessa planta por quase um ano inteiro. Esse é o primeiro exemplo no mundo de IA de aprendizado por reforço sendo formalmente adotado para o controle direto de uma planta^*2.

Distillation columns at the ENEOS Materials chemical plant
Zoom

Durante um período consecutivo de 35 dias (840 horas), de 17 de janeiro a 21 de fevereiro de 2022, esse teste de campo confirmou inicialmente ^3*que a solução de IA poderia controlar operações de destilação que estavam além dos recursos dos métodos de controle existentes (controle PID/APC) e que exigiam o controle manual das válvulas com base nos julgamentos do pessoal experiente da fábrica. Após uma parada programada da planta para manutenção e reparos, o teste de campo foi retomado e continua até a presente data. Foi demonstrado de forma conclusiva que essa solução é capaz de controlar as condições complexas necessárias para manter a qualidade do produto e garantir que os líquidos na coluna de destilação permaneçam em um nível adequado, ao mesmo tempo em que faz o máximo uso possível do calor residual como fonte de calor. Dessa forma, ela estabilizou a qualidade, obteve alto rendimento e economizou energia.

Nesse teste de campo, a IA de controle autônomo demonstrou os quatro benefícios a seguir:

1. Estabilidade durante todo o ano
   A IA de controle autônomo manteve o controle estável dos níveis de líquido e maximizou o uso do calor residual, mesmo no inverno e no verão, com mudanças nas temperaturas externas de cerca de 40ºC. Não foram observados problemas, e a operação estável e a alta qualidade do produto foram alcançadas durante todo o teste de campo.
2. Redução do impacto ambiental
   Ao eliminar a produção de produtos fora das especificações, a IA de controle autônomo reduziu os custos de combustível, mão de obra e outros custos, além de fazer uso eficiente das matérias-primas. Ao mesmo tempo em que produzia produtos de boa qualidade que atendiam aos padrões de remessa, a IA de controle autônomo reduziu o consumo de vapor e as emissões de CO2 em 40% ^*4 em comparação com o controle manual convencional.
3. Carga de trabalho reduzida e segurança aprimorada
   A IA de controle autônomo eliminou a necessidade de os operadores realizarem entradas manuais. Isso não apenas diminuiu a carga de trabalho e ajudou a evitar erros humanos, mas também reduziu os níveis de estresse mental e melhorou a segurança.
4. Robustez do modelo de controle de IA
   Mesmo depois que modificações foram feitas na fábrica durante uma parada de rotina para manutenção e reparo, o mesmo modelo de controle de IA pôde continuar em uso.

Confirmed benefits from the year-long field test
Zoom

A ENEOS Materials descobriu, ao longo desse processo de verificação de um ano, que a IA de controle autônomo era um sistema robusto capaz de alcançar um desempenho estável e otimizar as operações durante todo o ano, inclusive no inverno e no verão. A empresa estudará a aplicação dessa IA a outros tipos de processos e fábricas e continuará trabalhando para melhorar a produtividade e economizar energia, expandindo o escopo da autonomização.

Para promover a autonomização da planta, em 27 de fevereiro, a Yokogawa lançou o fornecimento de um serviço de IA de controle autônomo para controladores de borda ^5*, também inédito no mundo^6*. Juntamente com esse serviço, a empresa está oferecendo aos clientes que desejam obter operações autônomas de plantas um serviço de consultoria global que abrange tudo, desde a identificação de problemas de controle até a investigação de métodos de controle ideais e o cálculo da relação custo-benefício, e inclui segurança, implementação, manutenção e operação.

No futuro, a ENEOS Materials e a Yokogawa continuarão a trabalhar juntas e a investigar maneiras de realizar a Transformação digital (DX) por meio do uso de IA para controle e manutenção baseada em condições nas plantas.

Masataka Masutani, Diretor da Divisão de Tecnologia de Produção da ENEOS Materials Corporation:
"Em meio aos graves desafios que afetam o setor petroquímico, como a aposentadoria de funcionários experientes que ajudam a garantir a operação segura das instalações, estamos satisfeitos com essa demonstração do uso da IA para controlar de forma autônoma processos que antes eram controlados manualmente. Além de reduzir a carga de trabalho do operador, esse teste, que já dura cerca de um ano, demonstrou que esse sistema pode operar de forma estável, sem ser afetado por mudanças sazonais ou manutenção e reparos regulares, e pode economizar energia e reduzir as emissões de GEE. Por meio da produção inteligente, continuaremos a nos esforçar para obter segurança e estabilidade, descarbonizar as operações e aumentar a competitividade."

Takamitsu Matsubara, professor do Instituto de Ciência e Tecnologia de Nara:
"A chave para o aprendizado por reforço é como a função de recompensa é projetada. Ao incorporar estreitamente o conhecimento de controle do setor de processos na função de recompensa, é possível criar um modelo de controle de IA com um alto nível de confiabilidade e validade, capaz de obter uma operação estável durante todo o ano. O fato de esse teste de campo ter confirmado a capacidade do modelo de ser aplicado como está, mesmo após a realização de manutenção e reparos regulares, implica a robustez do modelo de controle de IA. Acredito que o FKDPP, uma nova tecnologia de controle que pode lidar com condições complexas, fará contribuições abrangentes para o desenvolvimento do setor em todo o mundo."

Kenji Hasegawa, vice-presidente da Yokogawa e diretor da sede de produtos da Yokogawa:
"Estou muito grato por ter podido trabalhar ao lado de nosso cliente para enfrentar o desafio dessa iniciativa de autonomização sem paralelo em nível mundial. Dada a dificuldade de controlar as operações em plantas reais devido aos efeitos complexos dos fenômenos físicos e químicos, há muitas áreas em que operadores altamente experientes ainda precisam intervir. Com foco em produtos e consultoria, a Yokogawa desenvolverá e expandirá o uso da IA de controle autônomo e trabalhará com nossos clientes para impulsionar seus esforços de descarbonização, transformação digital e autonomização."

*1 Yokogawa defines autonomous control AI as AI that deduces the optimum method for control independently and has a high level of robustness enabling it to autonomously handle, to a certain extent, situations that it has not previously encountered.
*2 Based on comprehensive secondary research of publicly available resources by IoT Analytics, performed in March 2023.
*3 In a World First, Yokogawa and JSR Use AI to Autonomously Control a Chemical Plant for 35 Consecutive Days - Putting into practical use a next-generation control technology that takes into account quality, yield, energy saving, and sudden disturbances -
*4 In comparison to the amount of steam previously used to maintain the liquid level and the corresponding amount of CO2 emissions.
*5 Yokogawa Launches Autonomous Control AI Service for Use with Edge Controllers - Optimizes control to improve productivity and save energy -
*6 As the world's first commercially available reinforcement learning AI service for edge controllers. Based on comprehensive secondary research of publicly available resources by IoT Analytics, performed in March 2023.

 

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Sobre a ENEOS Materials Corporation

A ENEOS Materials está envolvida em pesquisa e desenvolvimento, fabricação e vendas de borracha sintética, elastômeros termoplásticos, látex e outras matérias-primas para a indústria automobilística e outros setores em todo o mundo. Formada em 1º de abril de 2022, por meio da venda da unidade de negócios de elastômeros da JSR Corporation para a ENEOS Corporation, a ENEOS Materials possui recursos de pesquisa e desenvolvimento e tecnologias de fabricação de classe mundial. Com o apoio da ampla rede de compras, financiamento, organização e rede global do Grupo ENEOS, a ENEOS Materials é capaz de fornecer um suprimento estável de produtos competitivos e de alta qualidade. Em resposta a mudanças como a mudança para veículos elétricos e a necessidade de atingir os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), a ENEOS Materials continua a refinar suas capacidades tecnológicas e está promovendo inovações que contribuirão para a sociedade e prometem um futuro mais brilhante e vibrante para todos.

Sobre a Yokogawa

Yokogawa provides advanced solutions in the areas of measurement, control, and information to customers across a broad range of industries, including energy, chemicals, materials, pharmaceuticals, and food. Yokogawa addresses customer issues regarding the optimization of production, assets, and the supply chain with the effective application of digital technologies, enabling the transition to autonomous operations. Founded in Tokyo in 1915, Yokogawa continues to work toward a sustainable society through its 17,000+ employees in a global network of 122 companies spanning 61 countries.
For more information, visit www.yokogawa.com

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