Énergie

Parabole AI atteint une vitesse 1 000 fois supérieure pour l'optimisation des processus industriels avec Gurobi

Parabole AI

Objectif

Parabole AI aide les grandes entreprises à résoudre des défis complexes d'optimisation industrielle grâce à l'IA causale. L'IA causale est une branche de l'IA dans laquelle les algorithmes sont enracinés dans la définition de relations de cause à effet entre les entrées et les sorties. Là où l'IA classique et l'apprentissage machine se concentrent sur la prédiction, l'IA causale répond aux mêmes questions de manière générative, avec des définitions structurelles claires. Parabole a cherché associer une modélisation causale spécifique à un domaine à une infrastructure de calcul de pointe via la plateforme de calcul accéléré de NVIDIA pour transformer la prise de décision en temps réel de l'IA à une échelle industrielle pour ses clients avec vitesse, contexte et confiance.

Client

Parabole AI

Partenaire

Gurobi

Cas d'utilisation

Simulation/Modélisation/Conception

Principaux enseignements

Analyse d'IA causale plus rapide

  • L'analyse causale globale a été multipliée par 1 000 (d'environ 10 heures à moins d'une minute) lors du passage d'un CPU à NVIDIA GH200 Grace Hopper™ Superchip.

Modèles optimisés pour la programmation linéaire

  • La vitesse et l'efficacité du processus de création et d'exécution de modèles d'optimisation à l'aide de la programmation linéaire en nombres entiers mixtes (MILP) ont été multipliées par 1,5 à 2,5.

Traitement des données et génération de graphes améliorés

  • La vitesse de traitement des données textuelles a été multipliée par 6,8 ; tandis que la génération et l'analyse de graphes causaux ont été 2,5 fois plus rapides.

La nécessité d'optimiser à grande échelle

Dans les environnements industriels complexes, une optimisation à la fois évolutive et exploitable peut s'avérer extrêmement difficile à mettre en œuvre lorsque les données sont bruitées, l'expertise fragmentée et les objectifs fluctuants. 

Les moteurs d'optimisation mathématique traditionnels tels que Gurobi sont puissants, mais nécessitent des variables, des contraintes et des objectifs clairement définis, ce qui n'est souvent pas possible en présence de données qualitatives, d'interactions interfonctionnelles et de forces externes telles que la macroéconomie. Parabole TRAIN ingère en permanence des données interfonctionnelles, valide des hypothèses et affine les modèles mathématiques pour une exécution par un moteur d'optimisation, permettant une optimisation dynamique et à haute vitesse à grande échelle. Une telle optimisation à grande échelle nécessite un calcul accéléré complet.

La plateforme TRAIN de Parabole offre une approche d'optimisation axée sur la causalité

Prendre des décisions en temps réel dans des environnements industriels vastes et complexes est difficile, en particulier lorsque les données proviennent de nombreux systèmes différents. C'est pourquoi Parabole a développé la plateforme TRAIN, une solution intelligente qui s'intègre parfaitement aux workflows existants sans nécessiter de modifications majeures.

Au lieu d'essayer toutes les options possibles, ce qui nécessite une puissance de calcul énorme, TRAIN identifie les facteurs clés qui génèrent des résultats. Cela réduit les choix avant d'exécuter des calculs, ce qui rend les décisions plus rapides et plus efficaces.

Pour ce faire, TRAIN combine la science, les connaissances de l'entreprise et des données réelles, ainsi que des contributions d'experts. Cela permet de tester des scénarios plus intelligents, de réduire les essais et les erreurs, et de diviser les délais de calcul globaux par plus de 10.

Parabole AI

Optimisation de l'espace décisionnel avec l'IA

Grâce à l'utilisation de graphes causaux combinés contextuels, Parabole a multiplié par 10 sa vitesse et sa pertinence pour réduire la charge sur les modèles d'optimisation.

Parabole a parallélisé les principales opérations de modélisation causale en milliers de grands lots de calcul pour répondre aux exigences de performances en temps quasi réel. Pour cela, elle a exploité la plateforme de calcul accéléré de NVIDIA, qui a fourni :

  • Des milliers de cœurs NVIDIA® CUDA® pour des charges de travail massivement parallèles
  • Accès à haute vitesse à la mémoire et communication CPU-GPU entre puces NVLink™ (C2C) pour un transfert rapide des données
  • Une infrastructure évolutive qui gère la complexité croissante des modèles sans pics de latence.

Cette synergie entre l'intelligence causale, l'apprentissage automatique et le calcul hautes performances permet à TRAIN de fournir une optimisation continue et sensible au contexte, en résolvant des problèmes commerciaux très rapidement, avec précision et à grande échelle.

"En combinant une expertise interfonctionnelle avec le calcul accéléré par les GPU de NVIDIA, nous ne nous contentons pas de résoudre des équations, mais nous résolvons des problèmes commerciaux concrets, en continu et de manière contextuelle, à une vitesse en quasi-temps réel."

Sandip Bhaumik
, Directeur de la technologie, Parabole AI

Générer des modèles causaux 1 000 fois plus rapidement

En passant d'un calcul basé sur des CPU à un calcul accéléré par GPU, Parabole a multiplié par 1 000 la vitesse de génération et d'analyse de modèles causaux. 

Ce bond en avant en matière de performances a été rendu possible par l'optimisation des modules de la plateforme pour utiliser pleinement la plateforme de calcul accéléré de NVIDIA, avec des tests de benchmark sur plusieurs architectures de calcul de NVIDIA, de l'architecture NVIDIA Ampere à la plateforme de calcul NVIDIA GH200 Grace Hopper Superchip.

Les principaux gains de performances liés au passage de l'architecture Ampere à GH200 incluent :

  • Traitement des données textuelles : 4,5 à 6,8 fois plus rapide
  • Génération et exécution des modèles mathématiques (MILP, Programmation linéaire mixte en nombres entiers) : 1,5 à 2,5 fois plus rapide
  • Génération et analyse de graphes causaux : exécution 2,5 fois plus rapide

Le délai global d'analyse des causes a été réduit d'environ 10 heures à moins d'une minute grâce au passage d'un processeur (64 processeurs virtuels x86) à GH200.

Ces améliorations sont des prouesses techniques et permettent une prise de décision en temps réel à l'échelle industrielle. Dans le cadre d'un déploiement chez un grand fabricant d'équipements, l'agent d'optimisation causale de l'IA de TRAIN a été utilisé pour générer des plans de production à la minute dans une usine complexe avec plusieurs types de machines et de produits. Le système :

  • Optimisé sur plusieurs indicateurs de performance clés, notamment l'état des machines, les cycles de maintenance, la qualité et le gaspillage
  • Évite les séquences opérationnelles avec un risque élevé de temps d'arrêt grâce aux connaissances causales intégrées des machines et des opérateurs
  • S'est adapté rapidement aux perturbations soudaines (pannes de machines ou changements de la demande, par exemple) via une reconfiguration de scénarios facile à utiliser
  • Réduit des problèmes de planification de la production hebdomadaire impliquant plus de 40 millions de points de décision en une tâche de quelques minutes, auparavant impossibles avec des méthodes forcenées

Résumé des performances des tâches d'intervention

  • 7 200 secondes sur un processeur virtuel x86 à 64 cœurs.

  • Terminé en 7,4 secondes sur GH200

  • Vitesse 973 fois supérieure sur les GPU NVIDIA

Performances de génération d'hypothèses

  • 8 500 secondes sur un CPU x86 à 64 cœurs

  • Terminé en 8,9 secondes sur GH200

  • Vitesse 955 fois supérieure sur GPU NVIDIA

L'avenir de l'optimisation industrielle basée sur l'IA

L'intégration de la plateforme TRAIN de Parabole, du calcul accéléré de NVIDIA et du solveur d'optimisation Gurobi améliore les processus industriels en temps réel. Ensemble, cette collaboration fournit :

  • Espace décisionnel optimisé via la sélection de variables causales et le raffinement bayésien
  • Inclusion de facteurs qualitatifs pour une modélisation plus réaliste
  • Recommandations basées sur les causes profondes qui mènent à des actions concrètes
  • Adaptabilité en temps réel aux conditions opérationnelles changeantes
  • Génération rapide de plans en moins de 5 minutes
  • Résultats explicables grâce à des hypothèses causales transparentes
  • Interface conviviale permettant une reconfiguration facile des scénarios

Ce framework causal et basé sur l'IA permet aux entreprises d'aller au-delà des modèles d'optimisation traditionnels et rigides pour offrir une prise de décision plus rapide, plus interprétable et plus adaptative à l'échelle industrielle. Cette optimisation inédite a permis d'économiser 5 % de gaz naturel dans une grande raffinerie grâce à la génération de règles énergétiques en temps réel et a augmenté de 66 % l'efficacité globale des équipements (OEE), un indicateur de fabrication mesurant la disponibilité des machines, la vitesse de production et la qualité des produits sur les grandes lignes de production.

Parabole s'attelle à étendre sa méthodologie à des domaines supplémentaires tels que l'énergie et la logistique, tout en améliorant la robustesse des modèles d'IA et la précision de l'inférence causale grâce à une intégration plus approfondie des données externes et internes.

Découvrez des entreprises du secteur de l'énergie qui utilisent l'IA et le calcul accéléré pour concevoir, simuler, déployer et optimiser leurs actifs et leurs processus industriels.

Études de cas connexes