Inteligencia artificial para la Industria 4.0
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Ai-FACTORY es un proyecto centrado en el ahorro energético en sistemas de climatización industrial mediante la utilización de inteligencia artificial de alto nivel. En este proyecto, VW NA, que tiene un alto consumo de gas natural para este fin, ha sido la empresa que ha apoyado el desarrollo. Este problema, además de tratarse de un proceso presente en toda la industria, especialmente en el sector de la automoción supone el principal consumo energético.
Para abordar este problema, AIN-Sistemas Inteligentes ha propuesto la creación de un Gemelo Digital totalmente basado en datos que recree de forma virtual el sistema de climatización industrial. Un Gemelo Digital es una representación virtual de un objeto o sistema físico que utiliza datos en tiempo real y otras fuentes para permitir el aprendizaje, el razonamiento y la recalibración dinámica para mejorar la toma de decisiones. Un esquema de este gemelo, se muestra en el esquema adjunto. Una de las mayores dificultades del proyecto, ha sido que las instalaciones industriales de VW NA son de gran complejidad. Para resolver el problema, se ha investigado en técnicas de aprendizaje automático y profundo, algoritmos genéticos y
otros métodos de la inteligencia artificial, para crear modelos predictivos más fiables y exactos de las necesidades de demanda de calor en planta, optimizar la operativa de la central térmica de acuerdo con ese modelo predictivo y crear una herramienta con la que simular escenarios de operación y estudiar su efecto en la temperatura de naves. La integración de cada módulo conduce a la generación de este gemelo digital totalmente basado en datos que permite estrategias de operación óptima y ahorro energético.
El proceso de investigación ha tenido dos fases: 1) modelado completo de todas las instalaciones industriales y 2)construcción de un entorno de optimización y simulación con el que poder tomar decisiones de operativa de la central térmica.
El objetivo general del proyecto de conseguir un ahorro de energía se ha cumplido. Se especificaba al inicio del mismo que la reducción variaría en función de agentes externos (condiciones climáticas, propiedades térmicas de cada edificio, etc.) pero se perseguía una reducción superior al 5%. Así, tomando como referencia los datos del año 2018, el ahorro conseguido podría alcanzar un valor entre un 3-5% en la operación optimizada de la central térmica y un 2,5-5,8% en la operativa de encendidos /apagados de la misma.
