DX・脱炭素化に向けた「水処理AI最適運転」の実プラント検証と特許出願が完了

～ 費用4割減とCO2排出削減効果をもたらすRO膜のAIスマート運転 ～

水処理産業のデジタル変革（DX）に挑むFracta Leap株式会社（東京都新宿区、社長：北林 康弘）と、栗田工業株式会社（東京都中野区、社長：門田 道也）は、共同で進める「メタ・アクアプロジェクト*1」にて、第1弾のAI最適運転ソリューションの開発に成功し、その実プラント検証を終え、特許を出願しました。

Fracta Leap株式会社

当該ソリューションは、水処理において費用と電力消費量の占める割合が高いRO膜装置*2を対象に、AI（人工知能）によって過去データなどから同装置の運転操作を最適化することで、運転費用とCO2排出量（電力消費量他）の同時削減を実現するものです。

当該ソリューションの実プラント検証は、昨年12月から実施され、図1・2の通り、AI最適運転による電力消費量の削減効果が確認されました。この結果から、メンテナンス頻度の減少も考慮すると、従来と比較して運転コストの約4割・CO2排出量の約1割を削減できることが見込まれます。当該成果を受けて、今年2月末には、両社共同にて当該ソリューションに関する特許を出願しています。

今後は、2021年度中をめどに、当該ソリューションを製品として展開する予定です（製品化に向けては、他の水処理ラインでの運用を含めた、より精緻な効果測定や適用条件整備 等を目的とした実証実験に進む計画です）。加えて、メタ・アクアプロジェクトでは、他にも複数の水処理向けAI最適化ソリューションをシリーズとして開発しており、それらを束ねた複合型サービスとして、国内外のお客様にDXによるコスト削減や脱炭素化といった価値を提供して参ります。具体的には、RO膜装置の前処理に位置する各種装置もAI最適運転の対象とすることで、水処理プラント全体のスマート化（デジタル化・最適化）を実現します。

なお、本成果は、Fracta Leapのデジタル技術のプロフェッショナルと栗田工業の運転管理及び水処理技術のプロフェッショナルが、双方の知見・ノウハウを補完し合うことでプロジェクトを推進してきた結果であり、今後も両社の密接な協力体制を基盤にデータドリブン型の事業を推進して参ります。

また、本プロジェクトの技術開発・製品開発を主導するFracta Leapでは、データサイエンティスト、バックエンドエンジニア、プロダクトマネージャーなどのプロフェッショナル人材を積極的に募集・採用しており、向こう2年で30-40名程度の体制を構築する予定です。

 

 

【図1 実プラント検証に使用した水処理ラインの概要と課題】

 

 

【図2 RO膜装置のAI最適運転による実プラント検証の結果概要】

注
*1 「メタ・アクアプロジェクト」… 水処理インフラの持続可能性のために、デジタル技術による抜本的な生産性改善を目的として、2020年に発足したFracta Leapと栗田工業の共同プロジェクトです。主にAI・IoT技術を用いて、水処理プラントのEPC及び運転管理のスマート化（効率化・高度化）を推進しています。既に昨年開発成果が得られたことから、2021年度中に幾つかの製品化とその事業化を進める予定です。栗田工業は、昨年DXを推進する「デジタル戦略本部」を新設し、デジタル技術による事業変容を加速しており、本プロジェクトはその中核として位置付けられています。また、本プロジェクトは、Fractaグループと栗田工業の間での初めての本格的な共同案件であり、本プロジェクトを通じて両社の更なるシナジーを創出していきます。詳細は、昨年8月の発足時のプレスリリース（https://www.kurita.co.jp/aboutus/press200820.html）の内容をご参照ください。

 *2 「RO膜（逆浸透膜）装置」 … RO膜は、水中のイオン類や有機物を除去する膜で、主に半導体・液晶の製造に必要な超純水分野や、各種民間工場における排水回収、さらには海水淡水化プラントなどの分野で使用されています。同装置の運転には、給水ポンプで原水に高圧力をかけRO膜を透過させる必要があるため、その電力消費量削減が水処理における重要課題の一つとなっています。実プラント検証で対象となったラインでは、ライン全体の電力消費量の約6割を同装置が占めていました。

【Fracta Leapの概要】

会社名	Fracta Leap株式会社 （フラクタリープ）
設立	2020年5月（米国AIスタートアップ Fractaが子会社として設立）
所在地	（東京オフィス）　　　 東京都新宿区高田馬場3丁目2-14 （川崎オフィス・ラボ） 神奈川県川崎市幸区新川崎7番7号 KBIC本館
代表取締役	北林 康弘
事業内容	水処理に関する社会インフラの問題解決に貢献する技術・製品の開発
Webサイト	https://fracta-leap.com/

 

【栗田工業の概要】

会社名	栗田工業株式会社
所在地	東京都中野区中野四丁目10番1号
代表取締役社長	門田 道也
事業内容	水処理薬品・水処理装置の製造・販売、水処理装置のメンテナンス、超純水供給、土壌・地下水浄化
Webサイト	https://www.kurita.co.jp/