日工の技術雑誌

環境浄化技術 2019年11・12月号
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W1911-12

環境浄化技術 2019年11・12月号

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■特集:ごみ焼却施設におけるAI/IoT活用の進展
○ごみ処理システムにおけるAI・IoTの導入可能性
/早稲田大学/小野田弘士
本稿では、筆者らによるAI・IoTのこれまでの取り組みを要約したうえで、ごみ処理システムにおけるAI・IoTの導入可能性を事例・経験則に基づき紹介する。また、AI・IoTに関する取り組みの社会実装を進めるにあたって、必要な視点を総括として提示する。

○ごみ性状を把握するAIの活用によるごみ焼却施設の運転業務の省力化
/荏原環境プラント(株)/町田隼也
当社では、「運転員の眼」の代替として、ディープラーニングを用いたごみ性状を把握するAIを開発した。そして、AIの出力をクレーン制御へ組み込んだ自動クレーンシステムを構築した。本稿では、このAIを搭載した自動クレーンシステムの実用性や省力化への寄与について、AIの精度検証や実証実験の結果を交えて紹介する。

○人工知能(AI)を活用した運転支援システムの開発
/川崎重工業(株)/國政瑛大
当社はごみ焼却施設の運営で必要となる多岐にわたる業務について、最新ICTを活用した運転支援システムの開発に取り組んでいる。Smart WtE Operation®構想に掲げる運転計画策定システム(WtE-SAURS®)や自動燃焼制御技術(Smart-ACC®)、AI活用の運転支援システム、ピット・クレーン最適運用システムが相互に連携・連動することで新たなステージの運転支援システムの構築を推し進めている。なお、当社のAI活用の運転支援システムは、焼却炉の運転において実施される手動介入操作をAI学習の適用範囲とし、最適な操作として運転員にレコメンド出力するシステムとして開発したものである。

○ビッグデータ解析を用いた主蒸気流量変動予測技術
/川崎重工業(株)/南 亮輔
当社はごみや運転ノウハウを「見える化」することで、処理施設の効率的な運用を実現するSmart WtE Operation®構想を掲げており、その一環として、オンサイト(実際の施設現場)の高度な自動燃焼制御を実現する当社独自のSmart ACC®の高度化と、オフサイト(神戸工場内のサポートセンター)でのベテラン運転員の高度な状況判断と的確な手動介入操作をレコメンドするAI活用の運転支援システムの開発を進めている。本稿では、高度な自動燃焼制御を実現するSmart ACC®の要素技術の一つである入熱量予測技術の取り組みについて紹介する。

○ごみ処理施設の遠隔監視・支援システムの運用事例
/川崎重工業(株)/本村 聖
当社ではゴミ処理施設での高度化する運転要求を満足するために1990年代に開発した遠隔診断支援装置をベースに設計した遠隔監視・支援システム(KEEPER)を自社神戸工場内の設計部門とアフターサービス部門が在籍するフロアに設置したサポートセンターで運用中であり、現場同様の運転データに基づきベテラン運転員やエンジニアにより運転状況の確認・診断を行っている。本稿では、KEEPERと、その他運営をサポートするアイテムについて紹介する。

○流動床式ガス化溶融炉における運転支援技術
/(株)神鋼環境ソリューション/植浦大樹・伊藤 正・砂田浩史/(株)神戸製鋼所/尾崎圭太・浜元和久
画像解析を用いて溶融炉内のクリンカ堆積値を計測する実機検証を行い、稼働中に定量的な計測が可能であることを確認した。また運転員の監視負荷軽減を目的に、出滓口の開口率を定量化するシステムを開発し、人間の目視評価と比較して平均誤差-6.5%の結果を得た。

○ガス化溶融炉における排ガスCO、NOx制御技術
/(株)神鋼環境ソリューション/渡邉 圭・眞野文宏・伊藤 正/(株)神戸製鋼所/江口 徹
流動床式ガス化溶融炉は、ごみのガス化、燃焼、溶融処理を一貫して行うプロセスであり、ごみの量的・質的変化によって運転状態は動的に変化する。この変化に対応するため、時に運転員の手動介入を必要とするが、著者らは2016年度に排ガスCO、NOx対応に関わる運転員作業を自動化する技術を開発し、商用プラントにてその効果を実証した。今般、本開発技術を他施設へ横展開するにあたり、更なる機能改良を図った。本稿では、その概要と実機における試験結果を紹介する。

○AI・IoTを活用したスマートなごみ処理プラント
/日鉄エンジニアリング(株)/富岡修一
近年、ごみ処理施設の運営において、慢性的な人材不足や、環境規制厳格化への対応に伴う操業技術の高度化ニーズなどにより、操業・保守支援の必要性が益々高まっている。当社でも、これまで独自の遠隔監視システムにより、操業会社本社からの遠隔監視・支援を行うことで、効果を発揮してきた。さらに現在では、ビッグデータ・AIを活用し、プラント自らが異常の検知や最適な操業判断を行うスマートなごみ処理プラント「Think Plant®」の実現に取り組んでおり、本稿ではその内容について紹介する。

○ICTを活用した最適運転管理システムの開発
/日立造船(株)/近藤 守
当社では、将来的な運転員不足に備えて、人工知能(AI)を含むICTを活用し、少人数の運転で現状レベル以上の安定運転と性能確保が可能な最適運転管理システムの開発を始めている。最適運転管理システムは、「運転支援システム」と「遠隔監視システム」で構成されており、本稿では、「運転支援システム」のAIによる燃焼変動予測、ごみピット三次元マップおよびIT保全について、開発の現状を紹介する。

○廃棄物処理施設でのIoTの活用とAI・ビッグデータ分析による運転支援
/JFEエンジニアリグ(株)/小嶋浩史
当社は2003年より横浜本社から廃棄物処理施設の監視制御装置のリモートメンテナンスサービスを開始。2014年9月にはリモートサービスセンターを設立し、IoTによって、全国の施設を遠隔から支援する「JFEハイパーリモート」を運営事業に活かしている。そして、2018年3月からは、機能を強化したグローバルリモートセンターに移行。本稿では、同センターからの遠隔支援について紹介すると共に、IoT、AI、データ分析技術を活用した焼却炉の自動運転への取り組みについて紹介する。

■特集:下水道における新技術開発の動向
○B-DASHプロジェクトの現状と今後の展望
/国土交通省/村岡正季
下水道施設の老朽化、携わる職員数の減少、頻発する集中豪雨に対する浸水対策など下水道管理者は様々な課題を抱えている。その解決策の一つとして、新技術の開発と普及が重要になるが、信頼性の高い下水道維持という観点から、新技術の採用や普及が速やかにいかないことがある。そこで、国が主体となり、技術的な検証とガイドライン作成を行い、新技術の全国展開を図っていくことを目的として、平成23年度より「下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)」を実施している。

○小規模下水処理場へのDHSシステムの導入効果
/三機工業(株)/長野晃弘・松本祐典
DHSシステムとは、「最初沈殿池」とスポンジ状担体を充填した「DHSろ床」及び移動床式の「生物膜ろ過施設」を組合せた廃水処理システムである。本技術は、2016年度の国土交通省の下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)に採用された。実証実験では日最大処理水量が500m3/日規模の実証実験設備を須崎市終末処理場内に建設し、2017年1月から運転を開始。20117年2月以降は全水量の処理を行い、現在も順調に運転を続けている。本稿では、DHSシステムの原理を述べるとともに、2017〜2018年度の成果を紹介する。

○ICTを活用する劣化診断および設備点検技術
/水ing(株)/鮎川正雄・荒田剛司・永渕泰隆・吉野浩司
当社と仙台市からなる共同研究体は、国土交通省国土技術政策総合研究所の委託研究である下水道革新的技術実証事業(B-DASHプロジェクト)として、「センサー連続監視とクラウドサーバ集約による劣化診断技術および設備点検技術の実証研究」を平成27年度より実施している。本稿では、実証技術の概要と主な実証成果を紹介する。

○UF膜ろ過と紫外線消毒を用いた高度再生水システム
/(株)西原環境/永松真一
本研究は、平成27年度にB-DASHプロジェクトとして採択され、国交省国土技術政策総合研究所からの委託研究として、当社、(株)東京設計事務所、京都大学、糸満市による共同研究体が実施したものである。この研究では、農業従事者等および消費者の双方へ、実質的に衛生学的リスクが無い再生水を提供するという理念のもと、ウイルスを評価の指標とした分野にも取り組んでいる。本稿では、その研究成果と現在の状況について紹介する。

○沈殿池の処理能力向上技術
/メタウォーター(株)/神座 豊
当社、日本下水道事業団、松本市の3者の共同研究体は、既存の最終沈殿池にろ過部を組み込むことで、最終沈殿池の処理能力を量的あるいは質的に向上できる技術について実証試験を実施した。本稿では、通年の実証試験結果およびコスト試算結果について紹介する。

○ICTを活用した浸水対策施設運用支援システム実用化に関する技術実証事業
/(株)NJS/遠藤雅也
近年、日本各地で頻発する局所的豪雨に対応するためには、ハード対策だけでなく最大限の下水道ストックの活用を可能にするソフト対策も必要である。下水道ストックを効率的に活用するためには、雨天時における施設状況を的確に把握し、現状と将来を見据えた浸水対策施設の運用を行うことが求められる。この実証事業では、ICTを活用した浸水対策施設運用支援システムの構築と導入効果を検証した。

■解説
○「半導体の熱活性」法による“廃プラと廃金属”混合物の処理方法
/信州大学/水口 仁・金子正彦・高橋宏雄

■シリーズ:フィールド・レポート
○雲と雪、そしてシチズンサイエンス
/T.Tech.Office/田村真紀夫

■連載
○下水汚泥処理施設のプラント化への挑戦19
第8次下水道整備8ヶ年計画時代(平成8〜14年)
/NPO21世紀水倶楽部/清水 洽

○静脈物流:ごみ収集・運搬よもやま話22
21世紀を目指したごみ管路収集システム(1)
/循環物流システム研究所/井上 護

■コラム
○花粉から連想した二つの話題
/HST

○ドイツにおける環境保全
/環境工学研究所/星山貫一

■製品ガイド
○溶存酸素計

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