横河对NTT DOCOMO远程控制工厂系统进行5G、云、AI概念验证测试 - 一项旨在实现工厂自主控制的计划 -

2021年4月14日

4月13日,横河电机宣布与NTT DOCOMO公司(DOCOMO)签署协议,利用第五代移动通信(5G)、云、人工智能和其他技术,共同进行一项用于工厂系统远程控制的概念验证测试(PoC)。

PoC将涉及使用基于云的横河人工智能进行工厂控制,以及在三槽水箱水位控制系统*1上安装5G通信模块进行远程水位控制。该测试旨在证明:化工、石油和其他流程行业的公司能够轻松修改现有系统,以利用最先进的5G自主控制设备和最新的基于云的人工智能。为了在未来工厂能够实现自主控制,横河将与DOCOMO合作,验证和优化这项技术。

在一定程度上,新冠疫情持续不断的大流行,对通过工厂自主控制提高生产安全性和效率的需求急剧增加。横河去年对流程工业进行了一项调查*2,64%的受访者表示,预计到2030年工厂将实现完全自主运营,使用人工智能和其他技术,并且不需要人工干预的自主控制机制将越来越普遍。但考虑到使用传统无线通信时,云与设备控制器之间的通信存在延迟,工厂系统的自主远程控制方面仍然存在巨大的技术挑战

该PoC将研究通过使用DOCOMO的高速、大容量、低延迟的5G通信网络DOCOMO Open Innovation Cloud®*3—提供多路访问边缘计算*4 (MEC),探索解决实现低延迟的技术难题,并满足5G时代的云技术和其他此类要求。横河凭借专有的人工智能技术*5,已经完成了自主控制系统的试验,成功控制了三槽水箱水位控制系统中的水位。这项任务被普遍认为非常困难,并且所使用的技术在行业内被认为是同类产品中较先进的。在此次PoC测试中,到2022年3月底,横河将与DOCOMO合作,为使用人工智能的三槽水箱水位控制系统中基于云的水位远程控制构建演示环境,并进行LTE和5G之间通信性能的比较和评估等工作。

横河凭借对工厂控制、运营技术、IT以及行业的深入了解,正在帮助众多行业的客户将影响业务活动各方面的问题可视化,并优化其运营,从而创造新的价值保持增长。通过此次PoC测试,横河将与DOCOMO一起创造新的价值,不仅为流程工业,也为所有其他行业的发展做出贡献。

横河副总裁兼产品总部负责人长谷川先生表示:“横河长期以来一直在分布式控制系统的开发中发挥着主导作用,该系统控制和监控工厂生产设施的运行,支持了许多行业的增长。展望未来工业采用自主运营,我们现在正在推广IA2IA(从工业自动化到工业自主化)。通过将5G和云、横河的人工智能产品和设备控制仪表连接起来。我们相信,横河可以为工厂实现系统远程控制并完全自主运营做出巨大贡献。我们将与NTT DOCOMO一起,努力为我们的客户创造更多的价值。”

*1 通常用于进行训练和实验,涉及到从一个水位到下一个水位的调节,总体目标是将水位控制在最低阶段。鉴于这些流体的特性,流程工业中普遍认为,很难精准控制它们的流速,但这可以提高生产率。
*2  横河电机株式会社(2020)《展望工业自主化》
(参考: https://www.yokogawa.com/news/press-releases/2020/2020-09-16/)
*3  一种云服务,利用MEC实现5G通信所需的低延迟和高安全性,所需的云基础设施是DOCOMO网络设施的一个组成部分。
*4 一种设置,可以将移动通信网络服务器和存储设备放置在靠近客户的地方。
*5 阶乘核动态策略规划(FKDPP)强化学习算法,是在2018年与奈良科学技术研究所(NAIST)联合开发的用于工厂运营自主控制的人工智能。通过监控三槽水箱水位控制系统中的水位,相应调节三个阀门的开度,从而控制水量,使第三箱的水位保持在设定的水平。只需30个人工智能训练周期就可以创建最理想的控制模型。
(参考: https://www.yokogawa.com/library/videos/product-overviews/ai-control-3-levels/)

PoC概述

  1. 介绍
    横河将结合自身的人工智能与 DOCOMO开放创新云和云之间的服务,为三槽水箱水位控制系统中的水位远程控制构建演示环境,比较LTE和5G的通信性能,评估通信延迟对远程控制的影响。

<Illustration>
Anticipated Advantages:Remote control, High-speed training of AI | Challenges: Time difference in control signal I/O due to control via 5G/cloud

  1. PoC时间
    截至2022年3月
  2. 各公司职责
    横河电机株式会社
    • 利用基于云计算的人工智能构建远程控制三槽水箱水位控制系统的演示环境。
    • 比较LTE和5G的通信性能,评估通信延迟对远程控制的影响。
    DOCOMO
    • 提供5G, DOCOMO开放创新云的构建和验证等。
    • 用于验证和优化水箱控制的通信环境。

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关于横河电机集团

横河电机(Yokogawa)成立于1915年,在测量、控制和信息领域从事范围广泛的活动。其工业自动化业务为包括石油、化工、天然气、电力、钢铁、纸浆和造纸在内的各种流程行业提供重要的产品、服务和解决方案。公司的生命创新业务的目标是从根本上提高制药和食品行业价值链的生产率。测试与测量、航空和其他业务继续提供具有高精度和可靠性的重要仪器和设备。横河电机通过遍布62个国家的114家公司组成的全球网络,与客户共同创新。公司2019财年创造了37亿美元的销售额。垂询详情,请访问: www.yokogawa.com.

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