Sketch2Simulation：マルチエージェント大規模言語モデルによるフローシート生成の自動化

概要: プロセススケッチを実行可能なシミュレーションモデルへ変換することは、プロセスシステム工学において依然として主要なボトルネックであり、大きな手作業と、シミュレータ固有の専門知識を要します。近年の生成AIの進歩により、工学ダイアグラムの解釈とLLM支援によるフローシート生成はいずれも改善されましたが、それらは概ね切り離されたままです。ダイアグラム理解の手法は抽出されたグラフで止まることが多く、一方でテキストからシミュレーションへのワークフローは、構造化された入力を前提とし、記録された生の視覚的アーティファクトは扱いません。このギャップを埋めるために、本研究では、プロセス図から直接実行可能なAspen HYSYSフローシートへ変換する、エンドツーエンドのマルチエージェント大型言語モデルシステムを提案します。本フレームワークは、タスクを3つの協調レイヤーに分解します：ダイアグラムのパースと解釈、シミュレーションモデル合成、そしてマルチレベル検証です。専門化されたエージェントが、視覚的解釈、グラフベースの中間表現構築、HYSYS COMインターフェース向けのコード生成、実行、ならびに構造検証を担当します。本フレームワークを、複雑性が増していく4つの化学工学の事例（単純な脱塩プロセスから、複数のリサイクルループを持つ産業規模の芳香族製造フローシートまで）で評価します。システムはすべてのケースで実行可能なHYSYSモデルを生成し、2つのより単純なケースでは完全な構造的忠実性を達成し、より複雑なケースでも強い性能を示します。接続整合性は0.93超、ストリーム整合性は0.96超です。これらの結果は、密なリサイクル構造、暗黙のダイアグラム意味論、そしてシミュレータ・インターフェース制約に残された課題を示しつつ、実行可能なエンドツーエンドのスケッチからシミュレーションへのワークフローが成立しうることを実証します。