Yokogawa voert 5G, Cloud en AI test met NTT DOCOMO uit voor de besturing van een fabriek op afstand

Amersfoort, Nederland - 14 april 2021

Yokogawa kondigt aan dat het een overeenkomst heeft getekend met NTT DOCOMO, Inc. voor het gezamenlijk uitvoeren van een Proof of Concept (PoC) om een systeem van een fabriek op afstand te kunnen besturen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de 5e generatie mobiele communicatie (5G), de cloud, Artificial Intelligence en andere technologieën.

De PoC omvat het gebruik van cloud gebaseerde Yokogawa Artificial Intelligence (AI) voor fabrieksbesturing en een 5G-communicatiemodule. Deze is gemonteerd op een systeem die het waterniveau van drie tanks*1 op afstand regelt. De test is bedoeld om aan te tonen hoe eenvoudig bedrijven in de chemische, olie- en andere procesindustrieën hun bestaande systemen kunnen aanpassen, door gebruik te maken van geavanceerde 5G-autonome regelapparatuur met de nieuwste cloud gebaseerde AI. Om in de toekomst autonome besturing in fabrieken te realiseren, zal Yokogawa samenwerken met DOCOMO om deze technologie te verifiëren en te optimaliseren.

Mede onder invloed van de aanhoudende COVID-19 pandemie is de behoefte aan verbeteringen in de productieveiligheid en -efficiëntie die door autonome fabrieksbesturing kunnen worden bereikt, enorm toegenomen. In een onderzoek*2 dat Yokogawa vorig jaar onder procesindustrieën heeft uitgevoerd, verwachtte 64% van de respondenten dat fabrieken in 2030 volledig autonoom zullen werken. En dat autonome besturingsmechanismen die gebruikmaken van AI en andere technologieën en geen menselijke tussenkomst vereisen, steeds gebruikelijker zullen worden. Bij de besturing van fabriekssystemen op afstand is er echter een technologische uitdaging; de vertraging in draadloze communicatie die optreedt tussen de cloud en apparatuur controllers.

Het bereiken van een minimale vertraging

De PoC onderzoekt of deze uitdaging kan worden opgelost door gebruik te maken van DOCOMO's snelle 5G-communicatienetwerk met grote capaciteit en lage latency, de DOCOMO Open Innovation Cloud®*3 en de Multi-access Edge Computing*4 (MEC). Yokogawa heeft al een proef afgerond met een autonoom besturingssysteem op basis van haar eigen AI-technologie*5 dat met succes het waterpeil in een niveauregelsysteem met drie tanks controleerde. Een taak die algemeen wordt erkend als zeer complex, en de technologie die werd gebruikt, wordt binnen de industrie beschouwd als een van de meest geavanceerde in zijn soort. In de PoC zal Yokogawa tegen eind maart 2022 samenwerken met DOCOMO om een demonstratieomgeving te bouwen voor de cloudgebaseerde afstandsbediening van het waterniveau in een drie-tank-niveauregelsysteem met behulp van AI, om onder andere de communicatieprestaties tussen LTE en 5G te vergelijken en te evalueren.

Op basis van diepgaande kennis van fabrieksbesturings- en operationele technologie, IT en industrie, helpt Yokogawa klanten in de procesindustrie bij het visualiseren van kwesties die elk gebied van hun bedrijfsactiviteiten beïnvloeden, het optimaliseren van hun activiteiten en daarmee het creëren van nieuwe waarde en het ondersteunen van groei. In deze PoC werkt Yokogawa samen met DOCOMO om nieuwe waarde te creëren en bij te dragen aan de ontwikkeling van niet alleen de procesindustrie, maar ook alle andere industrieën.

Kenji Hasegawa, vice-president en hoofd van het hoofdkantoor van Yokogawa Products: "Yokogawa speelt al lang een leidende rol in de ontwikkeling van besturingssystemen die de werking van fabrieksprocessen regelen en bewaken, en we hebben de groei van een breed scala aan industrieën ondersteund. Met het oog op een toekomst waarin de industrie steeds meer ontwikkelt naar autonome operaties, promoten we IA2IA (Industrial Automation to Industrial Autonomy). Door de koppeling van 5G met de cloud, Yokogawa's AI en appratuur controllers, geloven we dat we een grote bijdrage kunnen leveren aan het bereiken van industriële autonomie waarbij systemen op afstand worden bestuurd en zelfs volledig in staat zijn om autonoom te werken. Samen met NTT DOCOMO zullen we werken aan het creëren van verdere waarde voor onze klanten."

*1 Gebruikt om trainingen en experimenten uit te voeren waarbij de waterstroming van het ene niveau naar het volgende wordt geregeld, met als algemeen doel het waterniveau in het laagste stadium te beheersen. Gezien de kenmerken van deze vloeistoffen wordt in de procesindustrie algemeen erkend dat het moeilijk kan zijn de flow ervan correct te regelen, maar dat dit wel tot een hogere productiviteit kan leiden.
*2 Onderzoek van Yokogawa wijst uit dat 2/3 van de bedrijven in de procesindustrie verwacht volledig autonoom te werken in 2030
*3 Een clouddienst die gebruik maakt van MEC om de lage latency en hoge veiligheid te bereiken die nodig zijn voor 5G-communicatie, waarbij de benodigde cloudinfrastructuur een integraal onderdeel is van DOCOMO's netwerkfaciliteiten.
*4 Een opzet waarbij de servers en opslag van het mobiele communicatienetwerk dicht bij de klanten zijn geplaatst
*5 Deze AI voor de autonome besturing van fabrieksactiviteiten, het Factorial Kernel Dynamic Policy Programming (FKDPP) reinforcement learning algoritme, is in 2018 gezamenlijk ontwikkeld met het Nara Institute of Science and Technology (NAIST). Door het waterniveau in een niveauregelsysteem met drie tanks te bewaken en de opening van drie kleppen dienovereenkomstig aan te passen, was het in staat de waterstroom te regelen en het waterniveau in de derde tank op een ingesteld niveau te houdenv. In slechts 30 AI-trainingscycli kon een optimaal besturingsmodel worden gecreëerd.

Overzicht van de PoC

1. Details
   Yokogawa zal gebruik maken van Yokogawa's AI met de DOCOMO Open Innovation Cloud en andere clouddiensten om een demonstratieomgeving te bouwen voor het op afstand bedienen van het waterniveau in een niveauregelsysteem met drie tanks. Tevens worden de communicatieprestaties tussen LTE en 5G vergeleken en de impact van communicatielatentie beoordeelt

<Illustratie>

2. PoC planning
   Tegen eind maart 2022
3. Rol per onderneming

   Yokogawa	Bouw van een demonstratieomgeving voor het op afstand bedienen van een niveauregelsysteem voor drie tanks met behulp van cloud-gebaseerde AI Vergelijking van LTE- en 5G-communicatieprestaties en beoordeling van de impact van communicatievertraging bij besturing op afstand.
   DOCOMO	Beschikbaarstelling van 5G, bouw en verificatie van DOCOMO Open Innovation Cloud, enz. Verificatie en optimalisatie van communicatieomgeving voor watertankcontrole

Contact

Neem contact met ons op over AI-oplossingen