【CRAFT BANK/横河電機】AIによる温度設定計画で京都の地ビールの発酵工程を最適化する実証実験に成功
横河電機株式会社
～香りも含めた品質を維持したまま、発酵時間を28%短縮～
株式会社CRAFT BANK
横河電機株式会社
京都府でクラフトビールを醸造する株式会社CRAFT BANK（本社：京都府福知山市、代表者：羽星 大地、以下、CRAFT BANK）と、横河電機株式会社（本社：東京都武蔵野市、代表執行役社長：重野 邦正、以下、横河電機）は、横河電機子会社である横河デジタル株式会社と、CRAFT BANKが、受賞歴もあるクラフトビール「BANK IPA※1」に対して自律制御AI（強化学習AI アルゴリズム FKDPP：Factorial Kernel Dynamic Policy Programming）を活用した共同実証実験（以下、本実証実験）を行いました。本実証実験において、AIが導いた温度設定計画に基づいて人が制御することで、香りも含めた品質を維持したまま、発酵工程時間を336時間から240時間（28%）に短縮できることを確認し、この結果をもって、当該の温度計画が製造工程の期間短縮に有効であると判断しましたので、お知らせします。
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受賞歴もあるクラフトビール「BANK IPA」
実証実験の背景
クラフトビールの製造には、お客様が求める多様な香味と品質の追求と、生産効率の向上の両立が求められます。一般的にビール製造は、仕込み、濾過（ろか）、煮沸・ホップ添加、冷却を経て、発酵と熟成の工程に進みます。発酵では酵母が糖をアルコールと炭酸ガスに分解し、熟成では低温で寝かせて風味を整えます。ビールは2週間程度の発酵工程と、その後数週間にわたる熟成工程を経て製造されます。とくに発酵工程は、香りや味わい、のどごしに直結する重要な工程です。
CRAFT BANKでは、これまで発酵期間中は温度を一定に保ち、醸造責任者が毎日手作業で糖度を測定し、香り、味わい、オフフレーバーの有無を含めた官能評価を行って完成度を判断してきました。本実証実験では、酵母が温度によって発酵スピードなどが変化することに着目し、自律制御AIが導いた温度設定計画の妥当性や影響を確認しました。
実証実験の内容と成果
実証実験ではまずビール製造工程を再現したシミュレータを作りました。醸造責任者が酵母へのストレスを考慮した条件を検討したうえで、自律制御AIがシミュレータ内で発酵タンクの温度設定計画を立てました。この計画について、醸造責任者が妥当性を検討した後に、手動で温度設定を行いました。製造時に醸造責任者が官能評価をした結果、品質基準を満たすことが確認できました。AIが立てた計画に従い温度設定を行うことにより、発酵工程期間は従来の336時間から240時間（28%）に短縮しました。
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自律制御AIが導き出した温度制御の操作計画を検証した工程
今後の計画
CRAFT BANKは、京都産の天然酵母やホップ、その他副原料の活用にも取り組んでおり、京都ならではのビールづくりを進めています。今回の実証実験では、香りや味わい、のどごしについて、経験豊富な職人により生産したビールと同じになるように取り組みました。今後はAIによってどのように新たな可能性が広がるのかを探究し、CRAFT BANKらしい革新的なビールづくりの可能性を追求していきます。
YOKOGAWAは、すでに実績のある化学産業※2をはじめ、日本酒やヨーグルトなどの発酵食品製造や、微生物や酵素・酵母を利用する抗生物質などの医薬品製造などにも自律制御AIの適用を進め、製造業の品質と生産性向上の両立、競争力強化に貢献していきます。
各社からのコメント
CRAFT BANK 代表取締役社長CEO・醸造責任者 羽星 大地
「日々現場で仕込みから発酵までを担う醸造責任者として、今回の取り組みは非常に意義深いものでした。これまでは発酵試験は１回ごとに物理的に行うため、１か月ほどかかっていました。今回はセンサーが自動で収集したデータを活用してシミュレーションを繰り返すことによってバーチャルに何度も検証でき、仮説をもって実機での試験に臨めるようになりました。糖度測定や温度管理、香りなどの官能評価も含めた職人の経験と、職人のパートナーとしてのAIの力が補完し合うことで、これまでにない品質と効率の両立が見えてきました。AI時代における人とAIの関係性の一つの最適解を垣間見た気がします。京都という地域特性と先端技術を融合させた新しいクラフトビールのあり方を模索していきます」。
横河電機 執行役 デジタルソリューション統括本部 デジタル戦略本部長 兼 横河デジタル株式会社 社長 鹿子木 宏明
「自律制御AIは、難しいトレードオフを解かなければいけない部分や、人間が答えをもち合わせないところに適用できると考えています。経営の至るところにトレードオフはあります。当社はドメインナレッジを活用しながら、お客様の競争力強化に新たな道を開いていきます」。
※1 BANK IPA：CRAFT BANKの定番であるBANK IPAはジャパン・グレートビア・アワーズ2023で銀賞を取得しました（IPAとはIndia Pale Aleの略）。香り豊かな米国産およびニュージーランド産のホップを使用し、柑橘の香りや南国果実を思わせるジューシーで爽快な苦みが特徴です。
※2
【ENEOSマテリアル/横河電機】世界初 強化学習AIが化学プラントに正式採用 ～自律制御AIが約１年にわたる安定操業により、環境負荷の低減、品質の安定、ノウハウのDX化をかなえる次世代の制御技術であることを確認～
本文中で使用されている会社名、団体名、商品名、サービス名およびロゴ等は、株式会社CRAFT BANK横河電機株式会社、各社および各団体の登録商標または商標です。
会社概要
株式会社CRAFT BANK
代表取締役社長CEO：羽星 大地
設立：2021年1月18日
主な事業内容：クラフトビールの製造および販売、ブリューパブ運営、シェアオフィスの運営など
所在地：〒620-0046 京都府福知山市字天田264-5
ホームページ：
https://www.craftbk.net/
横河電機株式会社
取締役 代表執行役社長：重野 邦正
創立：1915年9月
主な事業内容：産業向け制御・計測機器等の製造、販売、保守サービスなど
所在地：〒180-8750 東京都武蔵野市中町2-9-32
ホームページ：
https://www.yokogawa.co.jp/プレスリリース提供：PR TIMES
記事提供：PRTimes
