በኬሚካል ኢንጂነሪንግ ወደ ሰው ሰራሽ እውቀት መግቢያ፡ ሚናዎች፣ ወሰኖች፣ ማረጋገጫ፣ ደህንነት-ወሳኝ ሃላፊነት እና ስነምግባር

ትርፍ፡

• ሰው ሰራሽ የማሰብ ችሎታ በኬሚካላዊ ምህንድስና የስራ ሂደት ውስጥ ጊዜን የሚቆጥብበትን ቦታ መለየት መቻል (triage, ጥለት ምልክት ማድረጊያ, ስሌት እና ኮድ ረቂቅ) እና እንደ ደህንነት እና ዲዛይን ትክክለኛነት ያሉ ውሳኔዎች እንደ አደጋው ደረጃ ለሰው ልጆች የተተዉ ናቸው.
• እያንዳንዱን አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ ውፅዓት ከፊዚክስ/ምንጭ ጋር በማገናኘት፣ በተናጥል በማጣራት እና በትርጉም-ወሰን ማጣሪያ ውስጥ በማለፍ የሚያረጋግጥ ዲሲፕሊን የመተግበር ችሎታ።
• የደኅንነት-ወሳኝ ኃላፊነትን አለመስጠት፣የባለቤትነት ውሂብ ሚስጥራዊነት፣እና የ AI ውፅዓት ብቃት ባለው የባለሙያ ፈቃድ ምትክ አለመሆኑን የመረዳት ችሎታ።

በኬሚካል ተክል መቆጣጠሪያ ክፍል ውስጥ ነዎት። በአንድ በኩል, የሙቀት መጠን, ግፊት እና ፍሰት ዳሳሾች በደቂቃ በሺዎች የሚቆጠሩ መስመሮች; በሌላ በኩል ዲዛይኑ ገና ያልተጠናቀቀ ሬአክተር፣ መረጋገጥ ያለበት የሲሙሌሽን ውፅዓት፣ እና የ HAZOP (የአደጋ እና የአሠራር ጥናት) ሪፖርት በነገው እለት ይቀርባል። ኬሚካላዊ ምህንድስና (በሙቀት፣ በጅምላ እና ምላሽ ሂደቶች ጥሬ ዕቃዎችን ወደ ጠቃሚ ምርቶች የሚቀይሩትን መገልገያዎችን የሚነድፍ፣ የሚያንቀሳቅሰው እና ደህንነቱን የሚያረጋግጥ) በተፈጥሮው ብዙ ተለዋዋጭ፣ ብዙ መረጃ እና ደህንነትን ወሳኝ የሆነ መስክ ነው (ስህተት ወደ ፍንዳታ ፣ መመረዝ ፣ የአካባቢ አደጋ ወይም የህይወት መጥፋት ያስከትላል)። እዚህ ላይ አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ (AI - ከታሪካዊ መረጃ ስርዓተ ጥለቶችን ማውጣት የሚችል እና ጽሑፍን፣ ቁጥሮችን፣ ኮዶችን እና ትንበያዎችን ለማምረት ወይም ለመመደብ የሚችል ሶፍትዌር) በዚህ ብዛት ያለው ውሂብ እና የምህንድስና ስሌቶች ያፋጥኑዎታል። ግን የዚህ ሞጁል መጀመሪያ ግልፅ ነው-ኤአይአይ ረዳት ፣ ስሌት አፋጣኝ እና የብሉፕሪንት ጀነሬተር ነው ። እርስዎ የንድፍ ደህንነትን, የአስመሳይን ትርጓሜ እና የአንድን ሰው ህይወት የሚጎዳውን የመጨረሻውን ውሳኔ የሚወስኑ ብቃት ያለው ባለሙያ ነዎት.

በዚህ የመጀመሪያ ክፍል ውስጥ በመሳሪያው ላይ ሳይሆን በዲሲፕሊን ላይ እናተኩራለን. በኬሚካል ኢንጂነሪንግ የስራ ሂደት ውስጥ AI እውነተኛ ጊዜን የት እንደሚያስቀምጥ፣ አደገኛ በሆነበት፣ እያንዳንዱን ምርት እንዴት ማረጋገጥ እንደሚቻል፣ የትኛውን መረጃ ለየትኛው መሳሪያ መስጠት እንደሚችሉ እና ለምን የደህንነት-ወሳኝ ሃላፊነት የማይተላለፍ እንደሆነ ይማራሉ። ይህንን መሠረት ሳይጥሉ ተከታይ ክፍሎች በአየር ላይ ተንጠልጥለው ይቀራሉ - ምክንያቱም በኬሚካል ኢንጂነሪንግ ውስጥ ያልተረጋገጠ ውጤት የተሳሳተ መልስ ብቻ ሳይሆን ሬአክተር እንዲፈስ, ቧንቧ እንዲፈነዳ ወይም ሠራተኛ እንዲጎዳ የሚያደርግ ውሳኔ ነው.

በኬሚካል ምህንድስና የስራ ሂደት ውስጥ AI ጠቃሚ የሆነው የት ነው?

ነገሮችን በሁለት ትላልቅ ክምር እንከፋፍል። የመጀመሪያ ክላስተር፡ በድምፅ የተሞላ፣ ተደጋጋሚ፣ ጥለት ያለው እና ሊረጋገጥ የሚችል ስራ። በአስር ሺዎች በሚቆጠሩ ሴንሰር መዝገቦች ውስጥ ያልተለመዱ ነገሮችን መፈለግ፣ የማስመሰል ዘገባ የመጀመሪያ ማጠቃለያ፣ የስነ-ጽሁፍ ግምገማ ማጠናቀር፣ የፓይዘን ስክሪፕት ረቂቅ፣ የቁሳቁስ ሚዛን ሠንጠረዥ ማረም፣ የHAZOP መዛባት ዝርዝር የመጀመሪያ ረቂቅ፣ የመመዘኛዎች ፅሁፍ ቀላል ማብራሪያ፣ ቁራሽ ኮድ ምን እንደሚሰራ ማብራሪያ። በእነዚህ ስራዎች AI ሰአታትን ወደ ደቂቃዎች ይቀንሳል እና አይደክምም.

ሁለተኛው ክላስተር፡- ደህንነትን፣ የንድፍ ትክክለኛነትን እና የሰውን-አካባቢ ስጋትን የሚወስኑ ውሳኔዎች። አንድ ሬአክተር በትክክል ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ መሥራት ይችል እንደሆነ፣ የእርዳታ ቫልቭን የመጠን ትክክለኛነት፣ ማስመሰል ፊዚክስን ይከተላል፣ ትክክለኛው የ HAZOP ልዩነት አደገኛ ደረጃ፣ አንድ ቁሳቁስ የሂደቱን ሁኔታዎች መቋቋም ይችል እንደሆነ። እነዚህ ውሳኔዎች የምህንድስና ፍርድን፣ ኃላፊነትን እና ብዙ ጊዜ ህጋዊ ይሁንታን ይፈልጋሉ (የተፈቀደው መሐንዲስ ፊርማ)። እዚህ፣ AI አማራጮችን ያበዛል፣ ረቂቆችን ያዘጋጃል - ግን የመጨረሻው ፊርማ እና ሃላፊነት የእርስዎ ነው።

በአንድ ዓረፍተ ነገር ውስጥ ያለውን ልዩነት እናብራራለን: AI "ስለዚህ መረጃ ምን እንደሚለይ እና የመጀመሪያው ረቂቅ ምን እንደሚመስል" በሚለው ላይ ጠንካራ ነው; እንደ "ይህ ንድፍ ደህንነቱ የተጠበቀ ነው እና መፈረም እችላለሁ?" ወደሚሉ ጥያቄዎች ሲመጣ ውሳኔው የእርስዎ ነው።

ጠቃሚ ምክር፡ አንድን ተግባር ወደ AI ከመላክዎ በፊት፣ “ይህ ውፅዓት ስህተት ከሆነ ምን ይሆናል?” ብለው ይጠይቁ። መልሱ "የጥቂት ደቂቃዎች ድጋሚ ስሌት" ከሆነ፣ በውክልና ለመስጠት ነፃነት ይሰማህ። መልሱ "ትክክል ያልሆነ መጠን ያለው የደህንነት ቫልቭ፣ ያመለጠው ምላሽ ወይም ፍንዳታ" ከሆነ AI ንድፉን ያሰራው እና እርስዎ ስሌቱን እና ውሳኔውን ያረጋግጡ።

ደህንነት-ወሳኝ ሃላፊነት፡- የማይተላለፍ መርህ

የኬሚካል ምህንድስና ልብ ደህንነት ነው. በፋይናንሺያል ሞዴል, ስህተት ገንዘብ ያጣል; በኬሚካላዊ ሂደት ውስጥ ያለ ስህተት ሰዎችን ሊገድል ይችላል. ስለዚህ, በዚህ መስክ ውስጥ AI የመጠቀም የማይለዋወጥ ህግ ነው: የ AI ውፅዓት ብቃት ላለው ባለሙያ ማፅደቅ ፈጽሞ አይተካም. ምንም እንኳን AI የደህንነት ስሌት ፣ የግፊት እሴት ፣ የምላሽ የሙቀት መጠን (exotherm - በምላሹ የተለቀቀው ሙቀት) ወይም የቁሳቁስ ተኳኋኝነት ቢጠቁም ፣ ኃላፊነት ያለው መሐንዲስ ነፃ ማረጋገጫ እና እውቅና ከሌለ ይህንን ወደ ማንኛውም የንድፍ ውሳኔ መተርጎም አይችሉም። የ AI ውፅዓት "ውጤት" ሳይሆን "መላምት" መረጋገጥ ያለበት ነው.

ጥንቃቄ፡- “ኤአይኤው በዚያ መንገድ አስልቶታል” አሳማኝ አይደለም እና በአደጋ ምርመራ ውስጥ ምንም ኃይል የለውም። ትክክል ያልሆነ የመጠን መለኪያ፣ የተዘነጋ አደጋ ወይም የተሳሳተ የገጽታ ትንበያ ካለ፣ ኃላፊነቱ በ AI ላይ ሳይሆን ያንን ውፅዓት ሳያረጋግጠው ከሚጠቀም መሐንዲስ ጋር ነው።

የማረጋገጫ ዲሲፕሊን: ሶስት ደረጃዎች

AI ፈሳሽ እና በራስ መተማመን ያመነጫል; እውነት ነው ማለት አይደለም። AI አልፎ አልፎ ቅዠቶችን ያመነጫል-ይህም እንደ እውነተኛ ያልሆነ እኩልታ፣ ትክክል ያልሆነ አካላዊ ቋሚ፣ የማይገኝ መደበኛ ንጥረ ነገር ወይም የተሳሳተ አሃድ ልወጣን ያሳያል። በደህንነት ስሌት, ይህ አደጋ ነው. በእያንዳንዱ ውፅዓት ላይ ባለ ሶስት እርከን ምላሽ ተግብር፡-

1. እስከ ፊዚክስ እና ምንጭ ድረስ ይቅቡት። እያንዳንዱ የ AI እትም በቀመር፣ በመረጃ ምንጭ (የንብረት ዳታቤዝ፣ መደበኛ፣ ሙከራ) ወይም የጅምላ/የኃይል ሚዛን ላይ የተመሰረተ መሆን አለበት። "ከየትኛው እኩልታ፣ ከየትኛው ምንጭ፣ በምን ግምት?" እና አንድ ጊዜ እራስዎ ይገምግሙ።
2. በገለልተኛ ዘዴ ያረጋግጡ. የ AI ትንበያን በእጅ ከሚሰራ ስሌት፣ ማስመሰል ወይም የማጣቀሻ መረጃ ጋር ያወዳድሩ። የትልቅነት ቼክ እንኳን አብዛኞቹን ቅዠቶች ይይዛል።
3. አስተያየት እና የድንበር ማጣሪያ። ውጤቱ በአካል ይቻላል? ጉልበት ተጠብቆ፣ በጅምላ ተጠብቆ ይገኛል፣ እሴቱ በተጨባጭ ክልል ውስጥ ነው? የእርስዎ የባለሙያ ፍርድ የመጨረሻው ማጣሪያ ነው።

ሶስት ጥቃቅን ጉዳዮች

ጉዳይ 1 - ያልተለመደ ማወቂያ ጊዜ ተቆጥቧል። በአንድ ፖሊመር ተቋም፣ ቡድኑ ከ12 ሴንሰሮች የ30 ቀናት መረጃን (በግምት 5.2 ሚሊዮን መዛግብት) በእጅ መገምገም አልቻለም። በኤአይ የታገዘ ያልተለመደ ቅኝት በሬአክተር የሙቀት ዳሳሽ ውስጥ ተንሳፋፊ ተንሸራታች ጠቁሟል። ቡድኑ በመጀመሪያ ይህንን ተመልክቷል; በተለምዶ ቀናት የሚፈጀው ግምገማ ወደ 2 ሰአታት ተቀንሷል። ነገር ግን እያንዳንዱ ምልክት የተደረገበት ነጥብ በኢንጂነሩ የተረጋገጠ ነው - አንዱ ትክክለኛ ስህተት ሆኖ ተገኝቷል ፣ እና አንዱ የመለኪያ ጫጫታ ሆነ።

ጉዳይ 2 - ማረጋገጫ ቅዠት ተያዘ። አንድ መሐንዲስ AI ስለ ሟሟ የእንፋሎት ግፊት ጠየቀ። YZ ለ 25°C አስተማማኝ ቁጥር ሰጥቷል። መሐንዲሱ እሴቱን ከቴርሞዳይናሚክስ ዳታቤዝ (DIPPR) ጋር ሲያወዳድረው እሴቱ በ40% ገደማ ጠፍቷል። AI ተመሳሳይ በሆነ ውህድ መረጃ ግራ ተጋብቶ ነበር። ገለልተኛ ማረጋገጫ የተሳሳተ እሴት ወደ ንድፍ እንዳይገባ ከልክሏል።

ጉዳይ 3 - የደህንነት ትዕዛዝ አልተላለፈም. አንድ አዲስ መሐንዲስ YZ የደህንነት ቫልቭ መጠንን ለ exothermic ምላሽ ያሰላል እና ውጤቱን በቀጥታ ወደ ዲዛይኑ ለማስቀመጥ ፈልጎ ነበር። ሲኒየር መሐንዲሱ ቆመ፡ የስሌቱ ግምቶች (የማስወገድ ምላሽ ሁኔታ፣ የሙቀት ጭነት) በ AI በድብቅ ቀላል ሆነዋል። ስሌቱ ከተገመተው ግምቶች ጋር በግልጽ ተጽፎ እና ከመደበኛው (API 520/521) ጋር በእጅ የተረጋገጠ; ውጤቱ 60% ትልቅ ቫልቭ ነበር.

አራት ሊገለበጡ የሚችሉ አብነቶች

1) የሥራ ብቃት ግምገማ;

የእርስዎ ሚና፡ ከፍተኛ የኬሚካል መሐንዲስ ሥራውን ከዚህ በታች እገልጻለሁ. ንገሩኝ (1) ይህ ስራ ለ AI ሊሰጥ የሚችል የመለያ/የማርቀቅ ስራ፣ ወይም የደህንነትን ወይም የንድፍ ትክክለኛነትን የሚወስን ወሳኝ ውሳኔ፣ (2) የተሳሳተ የውጤት ደህንነት/አካባቢያዊ ዋጋ፣ (3) ከውክልና በፊት እና በኋላ ማድረግ ያለብኝ ማረጋገጫ። ሥራ: [ሥራ እዚህ አስገባ]

2) ከፊዚክስ እና ምንጭ ጋር የማገናኘት ግዴታ፡-

የምህንድስና ስሌት/የግምት ጥያቄ እሰጥሃለሁ። ለእያንዳንዱ ቁጥር፣ ምንጩን መግለጽ አለቦት፡ ጥቅም ላይ የዋለው ቀመር፣ የውሂብ ምንጭ፣ ግምቶች፣ አሃዶች። ያለ ምንጭ ምንም አይነት ቁጥር አያቅርቡ። እርግጠኛ ባልሆኑበት ቦታ ላይ "በሙከራ/መደበኛ ውሂብ መረጋገጥ አለበት" የሚል ምልክት ያድርጉበት። ዋጋ መግጠም; ካላወቃችሁ እኔ አላውቅም በሉ።

3) ክፍት ተቀባይነትን መጠየቅ;

ይህንን ስሌት በሚሰሩበት ጊዜ የተጠቀሙባቸውን ሁሉንም ግምቶች በግልፅ ይዘርዝሩ (ጥሩ ጋዝ፣ ቋሚ የሙቀት አቅም፣ adiabatic፣ steady state, ወዘተ) እና እያንዳንዳቸው የትክክለኛውን ሂደት እንዴት እንደሚወክሉ ያመልክቱ። መደበቅ ማቅለል; የትኛው ተቀባይነት ውጤቱን በየትኛው መንገድ እንደሚለውጠው ንገረኝ.

4) ሚስጥራዊ/የባለቤትነት መረጃ ጥበቃ፡-

እኔ የማቀርበው ውሂብ የባለቤትነት ሂደት መረጃን (የምግብ አዘገጃጀት፣ ማነቃቂያ፣ የአሠራር ሁኔታ) ሊይዝ ይችላል። በመጀመሪያ የትኞቹ ቦታዎች ሚስጥራዊ እንደሆኑ እና መደበቅ እንዳለባቸው ይዘርዝሩ; ጭንብል አደርጋለሁ እና እንደገና እልካለሁ። እንዳታስኬደው፣ ወደ ውጪ መላክ ወይም እንዳታስቀምጥ።

ደካማ ጥያቄ / ጠንካራ ጥያቄ

ደካማ ጥያቄ፡

ለዚህ ሬአክተር የደህንነት ቫልዩን ያሰሉ.

ይህ ጥያቄ ከአውድ-ነጻ ነው፡ የትኛው ፈሳሽ፣ የትኛው ሁኔታ፣ የትኛው ግፊት፣ የትኛው መስፈርት ግልጽ አይደለም። AI ይተነብያል፣ ግምቶችን ይደብቃል፣ ነገሮችን ማስተካከል ይችላል።

ኃይለኛ ጥያቄ፡-

የእርስዎ ሚና፡ የሂደት ደህንነት መሐንዲስ ተግባር፡ የግፊት እፎይታ ሁኔታ (የመጨረሻ ያልሆነ) ቀዳሚ ረቂቅ ፍሰት ስሌት ማዕቀፍ አውጣ። ፈሳሽ: ሜታኖል ትነት. ሁኔታ፡ ውጫዊ እሳት (API 521)። የንድፍ ግፊት: 8 ባርግ. የመያዣ መጠን: 15 m3. የተጠቀሙባቸውን ሁሉንም እኩልታዎች፣ ደረጃዎች እና ግምቶች በግልፅ ይፃፉ። ውጤቱን በማስታወሻ ይስጡ "በብቃት ባለው መሐንዲስ እና በመደበኛው መሰረት በእጅ መረጋገጥ አለበት". እሴት ማምረት; የጎደለውን ውሂብ ምልክት ያድርጉ።

ልዩነቱ ግልጽ ነው፡ ፈሳሽ፣ ሁኔታ፣ ደረጃ፣ ሁኔታዎች እና "መረጋገጥ ያለበት እንጂ የመጨረሻ አይደለም" የሚለው እገዳ ውጤቱን ወደ አስተማማኝ ረቂቅ ይለውጠዋል።

የሚና/የተግባር ንጽጽር ገበታ

ንግድ

የ AI ሚና

የሰው ሚና

ማረጋገጥ

ዳሳሽ ውሂብ

ያልተለመደ ምልክት ማድረግ

ዋና ምክንያት, ውሳኔ

ከምንጭ/ፊዚክስ ጋር ማገናኘት።

ማስመሰል

የውጤት ማጠቃለያ

የፊዚክስ ግምገማ

ሚዛን መቆጣጠር

የባህሪ ትንበያ

ነባሪ እሴት

መቀበል, ምርጫ

የማጣቀሻ ውሂብ

HAZOP

የማዛባት ረቂቅ

አደጋ ውሳኔ

የቡድን ግምገማ

የደህንነት ስሌት

የፍሬም ዝርዝር

መለያ, ፊርማ

መደበኛ + መመሪያ

የፓይዘን ኮድ

ኮድ ረቂቅ

ሙከራ, ማረጋገጫ

በሚታወቅ ውጤት

የተለመዱ ስህተቶች

• ለውጤቶች የ AI ውፅዓት ስህተት። ውጤቱ ሁል ጊዜ የሚረጋገጥ መላምት ነው; ከፊዚክስ እና ምንጭ ጋር ሳይገናኝ ወደ ንድፍ ውስጥ አይገባም.
• መግቢያ አለመጠየቅ። AI በጸጥታ ቀላል ያደርገዋል; ጥሩ ጋዝ ወይም adiabatic መገመት የደህንነት ስሌት አደገኛ ያደርገዋል።
• የደህንነት ውሳኔን ማስተላለፍ. የደህንነት፣ የመጠን እና የአደጋ ውሳኔዎች ብቃት ያለው የባለሙያ ፈቃድ እና ፊርማ ያስፈልጋቸዋል።
• ለክፍት መሳሪያ የባለቤትነት/ምስጢራዊ መረጃ መስጠት። የምግብ አዘገጃጀቱ, ቀስቃሽ እና የአሠራር ሁኔታ ከተለቀቀ, የንግድ እና የህግ ጥሰት ነው.
• አሃድ እና የደረጃ ማረጋገጫን ማለፍ። አብዛኛዎቹ ቅዠቶች በቀላል አሃድ/የትእዛዝ ፍተሻ ይያዛሉ።

በማጠቃለያው

AI በኬሚካላዊ ምህንድስና ውስጥ ኃይለኛ ረዳት ነው፡ ብዙ መረጃዎችን ይለያል፣ ቅጦችን ይጠቁማል፣ ስሌቶችን እና የኮድ ረቂቆችን ይሠራል። ነገር ግን የንድፍ ደህንነት, ትክክለኛነት እና የሰው-አካባቢ አደጋ የሰው ልጅ ነው. ባለ ሁለት ስብስብ መለያየት (የድምጽ ስራ ከደህንነት/ንድፍ ውሳኔዎች)፣ ባለ ሶስት እርከን ማረጋገጫ (ወደ ፊዚክስ/ምንጭ ማገናኘት፣ በገለልተኛ ዘዴ ማረጋገጥ፣ የአስተያየት-የድንበር ማጣሪያ)፣ የደህንነት-ወሳኝ ሃላፊነትን አለመስጠት እና የውሂብ ግላዊነት የዚህ ሞጁል የጀርባ አጥንት ነው።

የመተግበሪያ ተግባር

ከራስዎ (ወይም ምናባዊ) ፕሮጀክት/ ተቋም 6 ስራዎችን ይዘርዝሩ። እያንዳንዱን እንደ “AI-የሚወከለው ልዩነት/ረቂቅ” ወይም “የደህንነት/ንድፍ ውሳኔ። ከሚተላለፉት ለአንዱ፣ ከላይ ያለውን “የስራ ብቃት ምዘና” አብነት ይጠቀሙ እና ከ AI ምላሽ ያግኙ። ከዚያ የሶስት-ደረጃ ማረጋገጫን ይተግብሩ እና መግቢያዎቹን ለማሳየት ይሞክሩ።

የማረጋገጫ ዝርዝር

• [] ሥራውን በሁለት ክፍሎች ከፈልኩት (ግዙፍ/የደህንነት-ንድፍ ውሳኔ)።
• [] የሶስት-ደረጃ ማረጋገጫን (ፊዚክስ/ምንጭ፣ ገለልተኛ ዘዴ፣ አስተያየት-ወሰን) ተግባራዊ አድርጌያለሁ።
• [] AIን ሲሰላ ሁሉንም ቅበላዎች በግልፅ ጠይቄያለሁ።
• [ ] ለደህንነት-ወሳኙ ውሳኔ ብቃት ላለው ባለሙያ ይሁንታ ተውኩት።
• [ ] ለመሳሪያው የባለቤትነት/ምስጢራዊ መረጃን ጭምብል በተሸፈነ እና በጸደቀ ቅጽ ብቻ ሰጥቻለሁ።