日요꼬가와 전기(Yokogawa Electric Corporation)와 에네오스머티리얼(ENEOS Materials Corporation, JSR의 구 엘라스토머 사업부)은 강화학습(RL) 기반 AI 알고리즘인 FKDPP(Factorial Kernel Dynamic Policy Programming)을 에네오스머티리얼 화학 공장에 공식 사용하는 계약을 체결했다고 발표했다.

이 계약은 요코가와의 '자율제어 AI (Autonomous control AI)'를 약 1년에 걸쳐 해당 증류탑을 제어하는 현장 테스트를 수행하면서 높은 수준의 성능을 성공적으로 입증한 데 따른 것이다. 이는 세계 최초로 강화학습 기반 AI가 공장의 직접 제어에 공식적으로 채택된 첫 번째 사례이다.

2022년 1월 17일부터 2월 21일까지 연속 35일(840시간) 동안 수행된 이 현장 테스트에서는 기존 제어 방식(PID 제어/APC)으로 지원되지 않아 작업자의 판단에 따라 밸브를 수동으로 제어해야 했던 증류 작업을 AI 솔루션이 제어할 수 있음을 최초로 확인했다. 이 테스트는 현재까지 계속되고 있다.

이 솔루션은 제품의 품질을 보장하는 동시에 증류탑의 액체를 적절한 수위로 유지하면서 폐열을 열원으로 최대한 활용하는 데 필요한 복잡한 조건을 제어할 수 있음을 결정적으로 입증하였다. 이를 통해 품질을 안정화하고 높은 수율을 달성했으며 에너지를 절감했다.

이 현장 테스트에서 자율제어 AI는 네 가지 이점을 보여주었다. 먼저, ▷연중 내내 안정성 유지로 자율제어 AI는 외부 온도가 약 40ºC 정도 차이 나는 겨울과 여름에도 안정적인 수위 제어를 유지하고 폐열 활용을 극대화했다. 어떤 문제도 관찰되지 않았으며 현장 테스트 내내 안정적인 작동과 높은 제품 품질을 달성했다.

▷환경 영향 감소로 자율제어 AI는 사양 미달 제품의 생산을 제거하여 연료, 인건비 등 비용을 절감하고 원자재의 효율적인 활용을 지원했다. 자율제어 AI는 출하 기준에 맞는 양질의 제품을 생산하면서도 기존 수동 제어 방식에 비해 증기사용량과 CO2 배출량을 40% 줄였다.

▷작업량 감소에 따른 안전성 향상으로 자율제어 AI는 작업자의 수동작업 필요 없다. 이는 업무량을 줄이고 사람의 실수를 방지하는 데 도움이 되었을 뿐만 아니라 정신적 스트레스 수준을 줄이고 안전성을 향상시켰다. 마지막으로 ▷강력한 AI 제어 모델 성능으로 유지보수 및 수리를 위한 정기 가동 중단 후 상태변화를 거쳐도 동일한 AI 제어 모델을 계속 사용할 수 있었다.

에네오스머티리얼은 이번 1년간의 검증 과정을 통해 자율제어 AI가 겨울과 여름을 포함 연중 내내 안정적인 성능을 달성하고 운영을 최적화할 수 있는 강력한 시스템임을 확인했다. 에네오스는 이를 다른 공정 및 공장에 적용하는 방안을 검토하고, 자동화 범위를 확대해 생산성 향상과 에너지 절감을 위해 지속적으로 노력할 계획이다.

한편, 요코가와는 지난달 27일 세계 최초로 엣지 컨트롤러용 자율제어 AI 서비스를 제공하기 시작했다. 이 서비스와 더불어 Yokogawa는 자율적인 공장 운영을 원하는 고객에게 제어 문제 파악부터 최적의 제어 방법 탐색, 비용 효율성 산출까지 전 과정을 아우르고 안전, 실증, 유지 관리 및 운영을 포함하는 글로벌 컨설팅 서비스를 제공하고 있다.