C'est une première mondiale : la solution de contrôle-commande autonome de Yokogawa basée sur l’intelligence artificielle est officiellement adoptée dans une usine chimique d’ENEOS Materials.

- Une année de fonctionnement stable démontre que cette technologie de contrôle-commande de nouvelle génération peut réduire l’impact sur l’environnement, stabiliser la qualité et transformer les opérations -

Distillation columns at the ENEOS Materials chemical plant (Photo: ENEOS Materials Corporation)

TOKYO--()--ENEOS Materials Corporation (ancienne unité commerciale élastomères de JSR Corporation) et Yokogawa Electric Corporation (TOKYO : 6841) annoncent avoir conclu un accord selon lequel le Factorial Kernel Dynamic Policy Programming (FKDPP), un algorithme d’intelligence artificielle (IA) basé sur l’apprentissage par renforcement, sera officiellement adopté dans une usine chimique d’ENEOS Materials. Cet accord fait suite à un test réussi sur le terrain dans lequel cette IA a démontré un niveau élevé de performance dans le contrôle d'une colonne de distillation dans cette usine pendant presque une année entière. C’est le premier exemple au monde de mise en œuvre d’une IA basée sur l’apprentissage par renforcement pour le contrôle direct d’une usine*2.

Sur une période consécutive de 35 jours (840 heures), du 17 janvier au 21 février 2022, cet essai sur le terrain a initialement confirmé*3 que cette solution pouvait contrôler les opérations de distillation de façon plus efficace que les méthodes de contrôle existantes (contrôle PID/APC) qui nécessitent toujours un contrôle manuel des vannes basé sur l’expérience du personnel de l’usine. À la suite d’un arrêt planifié de l’usine pour maintenance et réparation, le test sur le terrain a repris et s’est poursuivi jusqu’à ce jour. Il a été démontré de manière concluante que cette solution est capable de contrôler les conditions complexes nécessaires au maintien de la qualité du produit et à ce que les liquides de la colonne de distillation restent à un niveau approprié, tout en utilisant au maximum la chaleur résiduelle comme source thermique. Ce faisant, la solution a stabilisé la qualité, atteint un rendement élevé et a permis d’économiser de l’énergie.

Dans le cadre de ce test, la solution de contrôle-commande basée sur l’IA a démontré les quatre avantages suivants :

  1. Stabilité toute l’année
    Cette solution a assuré un contrôle stable des niveaux de liquide et maximisé l’utilisation de la chaleur résiduelle, en hiver comme en été, avec des variations de température extérieure d’environ 40°C. Aucun problème n’a été observé. Un fonctionnement stable et une qualité élevée du produit ont été atteints tout au long du test.
  2. Réduction de l’impact environnemental
    En éliminant la production de produits hors spécifications, la solution a réduit les coûts notamment en termes d’énergie et de main-d’œuvre et utilisé efficacement les matières premières. Tout en produisant des produits de bonne qualité conformes aux normes d’expédition, cette solution a permis de réduire de 40% la consommation de vapeur et les émissions de CO2*4 par rapport au contrôle-commande manuel conventionnel.
  3. Allègement de la charge de travail et amélioration de la sécurité
    Cette solution a éliminé la nécessité pour les opérateurs d’effectuer des interventions manuelles. Cette approche a, non seulement, réduit la charge de travail et aidé à prévenir les erreurs humaines, mais a aussi réduit les niveaux de stress et amélioré la sécurité.
  4. Robustesse du modèle de contrôle de l’IA
    Même après que des modifications ont été apportées à l’usine lors d’un arrêt de routine pour maintenance et réparation, le même modèle a pu rester en service.

Au cours de ce processus de vérification qui s’est établi sur une durée d’un an, ENEOS Materials a constaté la robustesse de la solution qui est capable d’assurer des performances stables et d'optimiser les opérations tout au long de l’année, en hiver comme en été. L’entreprise examinera l’application de cette solution à d’autres types de procédés et d’usines, et continuera à travailler pour améliorer la productivité et économiser l’énergie en élargissant l’étendue de l’autonomie.

Pour aller toujours plus loin en matière d’autonomie industrielle, Yokogawa a lancé le 27 février la fourniture d’un service de contrôle-commande basé sur l’IA pour les contrôleurs edge*5, ce qui a également constitué une première mondiale*6. En conjonction avec ce service, la société offre aux clients qui souhaitent atteindre l’autonomie de leurs opérations un conseil global couvrant tous les aspects des opérations, de l’identification des problèmes de contrôle-commande à l’étude des méthodes de contrôle optimales et le calcul de la rentabilité, et incluant la sécurité, la mise en œuvre, la maintenance et l’exploitation.

À l’avenir, ENEOS Materials et Yokogawa continueront de travailler ensemble et d’étudier les moyens de réaliser la transformation numérique (DX) grâce à l’utilisation de l’IA pour le contrôle et la maintenance conditionnelle dans les usines.

Masataka Masutani, directeur de la division des technologies de production, ENEOS Materials Corporation :
« Dans un contexte de défis fondamentaux qui touchent l’industrie pétrochimique, tels que le départ à la retraite du personnel expérimenté qui contribue à assurer la sécurité de l’exploitation des installations, nous sommes heureux de cette démonstration de l’utilisation de l’IA pour contrôler de manière autonome des procédés qui étaient jusque-là contrôlés manuellement. En plus de réduire la charge de travail de l’opérateur, ce test, qui a duré près d'un an, a démontré que ce système peut fonctionner de manière stable sans être affecté par les changements climatiques ni par la maintenance et les réparations de routine, économiser de l’énergie et réduire les émissions de GES. Grâce à une production intelligente, nous continuerons de nous efforcer de garantir la sécurité et la stabilité, de décarboner les opérations et d’améliorer la compétitivité. »

Takamitsu Matsubara, professeur à l’Institut des sciences et de la technologie de Nara :
« La clé de l’apprentissage par renforcement réside dans la façon dont la fonction de récompense est conçue. En intégrant étroitement les connaissances de contrôle des procédés à la fonction de récompense, il est possible de créer un modèle de contrôle basé sur l’IA avec un haut niveau de fiabilité et de validité qui est capable d’atteindre un fonctionnement stable toute l’année. Le fait que ce test conduit sur le terrain a confirmé la capacité du modèle à être appliqué en l'état même après une maintenance et une réparation de routine témoigne de la robustesse du modèle de contrôle-commande basé sur l’IA. Je pense que le FKDPP, une nouvelle technologie de contrôle-commande capable de gérer des conditions complexes, apportera une contribution de grande envergure au développement de l’industrie dans le monde entier. »

Kenji Hasegawa, vice-président de Yokogawa et responsable mondial des solutions de Yokogawa :
« Je suis très reconnaissant d’avoir pu travailler aux côtés de notre client pour relever le défi de cette initiative d’autonomie industrielle sans précédent à l’échelle mondiale. Compte tenu de la difficulté de contrôler les opérations sur le terrain en raison des effets complexes des phénomènes physiques et chimiques, des opérateurs très expérimentés devaient encore intervenir dans de nombreux domaines. En mettant l’accent sur les produits et le conseil, Yokogawa développera l’utilisation du contrôle autonome basé sur l’IA, et travaillera aux côtés de ses clients pour promouvoir leurs efforts de décarbonation, de transformation numérique et d’autonomie »

*1

Yokogawa définit le contrôle-commande basé sur l’IA comme une IA qui déduit la méthode optimale de contrôle de manière indépendante et qui possède un niveau élevé de robustesse lui permettant de gérer de manière autonome, dans une certaine mesure, des situations qu’elle n’a pas rencontrées auparavant.

*2

Basé sur une étude secondaire exhaustive des ressources publiquement disponibles, réalisée par IoT Analytics en mars 2023.

*3

Lors d’une première mondiale, Yokogawa et JSR utilisent l’IA pour contrôler de manière autonome une usine chimique pendant 35 jours consécutifs, mettant ainsi en pratique une technologie de contrôle de nouvelle génération qui tient compte de la qualité, du rendement, des économies d’énergie et des perturbations soudaines.

*4

Par rapport à la quantité de vapeur précédemment utilisée pour maintenir le niveau de liquide et la quantité correspondante d’émissions de CO2.

*5

Yokogawa lance le service de contrôle autonome basé sur l’IA pour une utilisation avec des contrôleurs edge, optimisant ainsi le contrôle pour améliorer la productivité et économiser de l’énergie.

*6

En tant que premier service au monde d'IA à apprentissage par renforcement disponible dans le commerce pour les contrôleurs edge. Basé sur une étude secondaire exhaustive des ressources publiquement disponibles, réalisée par IoT Analytics en mars 2023.

À propos d'ENEOS Materials Corporation

ENEOS Materials est engagé dans la R&D, la fabrication et la vente de caoutchouc synthétique, d’élastomères thermoplastiques, de latex et d’autres matières premières pour l’industrie automobile et d’autres secteurs à travers le monde. Créé le 1er avril 2022 par la vente de l’unité commerciale élastomères de JSR Corporation à ENEOS Corporation, ENEOS Materials possède des capacités de R&D et des technologies de fabrication de classe mondiale. Soutenu par les vastes capacités d’approvisionnement, de financement, d’organisation et le réseau mondial du Groupe ENEOS, ENEOS Materials est en mesure de fournir un approvisionnement stable de produits de haute qualité et compétitifs. En réponse à des évolutions telles que le passage aux véhicules électriques et la nécessité d’atteindre les Objectifs de développement durable (ODD), ENEOS Materials continue d’affiner ses capacités technologiques et promeut des innovations qui contribueront à la société et promettent un avenir plus radieux et dynamique pour tous.

À propos de Yokogawa

Fondée à Tokyo, en 1915, Yokogawa est forte d’une expérience et d’une expertise plus que centenaires. Elle répond aux besoins, aux attentes et aux exigences de chaque industrie manufacturière, tous secteurs d’activité confondus : pétrole et gaz, chimie et pétrochimie, production d’électricité et énergie, pharmacie et cosmétique, agroalimentaire, environnement, métallurgie, papeterie et verrerie ou encore traitement de l’eau et des déchets. Des systèmes numériques de contrôle-commande et de sécurité à l’instrumentation industrielle en passant par la transformation digitale, la cybersécurité, les solutions permettant économies d’énergie et gestion performante des opérations, Yokogawa assure l’optimisation de chaque procédé et nourrit l’ambition d’accompagner ses clients de l’automatisation à l’autonomie industrielle. Grâce à son activité dédiée à l’innovation dans le domaine des sciences de la vie, la société s’efforce d’améliorer radicalement la productivité des chaînes de valeur des secteurs pharmaceutique et alimentaire. Par ailleurs, active dans les segments des tests et mesures, de l’aviation et d’autres segments commerciaux, la société continue de fournir des instruments et des équipements essentiels avec une précision de pointe et une fiabilité éprouvée. En outre, Yokogawa est fière de toujours co-innover avec ses clients grâce à une équipe de plus de 17000 personnes œuvrant au sein de son réseau mondial composé de 122 sociétés réparties dans 61 pays qui génèrent un chiffre d’affaires de l’ordre de 3 milliards USD.

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Les noms des sociétés, organisations, produits, services et logos dans le présent communiqué de presse sont des marques déposées ou des marques commerciales d'ENEOS Materials Corporation, d'Yokogawa Electric Corporation, ou de leurs détenteurs respectifs.

Le texte du communiqué issu d’une traduction ne doit d’aucune manière être considéré comme officiel. La seule version du communiqué qui fasse foi est celle du communiqué dans sa langue d’origine. La traduction devra toujours être confrontée au texte source, qui fera jurisprudence.

Contacts

 Service de la planification d'entreprise
ENEOS Materials Corporation

Relations publiques
Centre de communications intégrées
Yokogawa Electric Corporation
Yokogawa-pr@cs.jp.yokogawa.com

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