日立と大阪市水道局、浄水場運転のナレッジシステム構築及びAIによる運転操作提案とノウハウ蓄積の自動化に向けた研究を開始

浄水場の運転監視業務は、オペレータの属人的なスキルに依存する部分が大きい一方、近年の少子高齢化により熟練オペレータは減少傾向にあり、ノウハウの喪失が課題となっている。

株式会社日立製作所(以下、日立)と大阪市水道局は、浄水場の運転ノウハウを形式知化したナレッジシステムを構築するとともに、AI活用による運転操作提案とノウハウ蓄積の自動化に向けた共同研究を2022年2月から2024年3月まで実施することを発表した。

同共同研究では、大阪市水道局がこれまでの浄水場の運転管理で得た知見や保有するデータを基に、日立のLumadaを活用して多種多様なデータを統計解析やAIなどで分析することで、監視制御設備とナレッジシステムの融合方法、およびノウハウの自動集積方法の確立をめざす。具体的には、以下のステップでの共同研究を予定している。

  1. ノウハウの収集とナレッジシステムの構築
  2. 浄水場運転管理における平常/異常時の各種手順、ルール、計画や記録など、大阪市水道局が蓄積しているノウハウを収集する。さらに、監視システムに蓄積された運転や警報に係るデータを機械学習を用いて分析することで、これまで「暗黙知」とされていた熟練者の技術もナレッジとして抽出する。これらを基に、水質や設備異常などの対処方法のフロー化を行う。

  3. AIによる運転操作ナレッジの自動提案
  4. 蓄積したナレッジから、水質や各種設備機器の運転状況に応じた対処方法(業務フロー)を選定し、運転支援情報としてユーザーに自動提案する方法を構築する。また、業務フローとともに、過去に類似した運転条件の実績があるか否かをAIによって検索し、運転管理における支援情報として自動提示する技術も検証する。

  5. AIによるナレッジの自動蓄積
  6. 監視データから、異常を含む「対象」と関連する操作や運転条件などの「項目」の間の関係性をAIにより自動蓄積させ、その蓄積された結果がナレッジとして有効であることを検証する。さらに、将来の水需要環境の変化や設備更新に伴って生まれるノウハウも対象とし、人材育成のための研修などでの利用方法を検討する。

なお、同共同研究は、大阪市水道局が公募した「ナレッジシステムとAI技術を活用した運転支援及び人材育成に関する共同研究」に日立が応募し選定され、2022年2月15日に実施協定を締結したものである。