Добивки:
- Способност за печатење код на Python и разбирање и прифаќање на кодот линија по линија за чистење на податоци, автоматизација на сметка и моделирање со вештачка интелигенција
- Способност да се разбере дека непроверениот код е хипотеза, да се потврди секој код со познат резултат и да се тестира единицата и случаите на рабовите
- Способност да се разбере дека безбедносните критични кодови на сметки бараат и тестирање и овластена инженерска потврда.
Тивкиот мотор на модерното хемиско инженерство сега е Python (нашироко користен програмски јазик кој лесно се учи). Чистење на податоците од сензорот, автоматизирање на рамнотежата на масата, прилагодување на кинетички модел на податоци, споредување на стотици резултати од симулација, производство на график - сето ова трае со часови на рака, но секунди со неколку линии на Пајтон. Во оваа единица, ќе научите како да ја користите вештачката интелигенција како помош при пишување, објаснување и дебагирање на Python код; Но, ќе научиме зошто секој произведен код не треба да се користи без тестирање и верификација.
Хемиски инженер генерално не е професионален развивач на софтвер; Ова е местото каде што вештачката интелигенција додава голема моќ. Еден инженер вели „Сакам скрипта што го прави ова“ и пишува нацрт за вештачка интелигенција. Но, овој принцип останува константен: кодот што го пишува вештачката интелигенција не е правилен затоа што изгледа правилно; Тоа е хипотеза додека не се тестира со познат резултат. Тивка грешка - погрешна единица, погрешен индекс, поместена формула - може да произведе опасни резултати во инженерската пресметка.
Пајтон со вештачка интелигенција во хемиски инженеринг: чекор по чекор
1. Дефинирајте ја работата јасно. Кој е влезот (CSV, низа, равенка), каков треба да биде излезот, во кои единици? Двосмислениот промпт значи лош код.
2. Побарајте нацрт код. Вештачката интелигенција произведува скица со соодветни библиотеки (панди за податоци, numpy за нумеричка обработка, matplotlib за графикони, scipy за оптимизација/решение).
3. Разберете ја библиотеката и претпоставките. Вештачката интелигенција нека ја објасни секоја линија и претпоставка (единица, формат на податоци, прифаќање). Не пуштајте код што не го разбирате.
4. Тест со познат резултат. Извршете го кодот на едноставен пример за кој веќе го знаете одговорот. Балансната шифра мора да го даде точниот резултат во пример што може да се дешифрира рачно.
5. Контрола на статусот на единицата и рабовите. Што прави кодот во случаи на рабови, како што се нула, негативни, многу големи вредности, податоци што недостасуваат? Во хемиското инженерство, дефектот на единицата е класична катастрофа.
6. Тестирајте го резултатот со физика. Кодот произведе број - дали масата е зачувана, дали вредноста е реална? Само затоа што кодот работи не докажува дека резултатот е точен.
Совет: кога барате код од вештачката интелигенција, кажете „напишете ја единицата на секоја променлива во линијата за коментари и експлицитно наведете ги влезните единици“. Значителен дел од хемиските инженерски грешки произлегуваат од збунетоста на единицата (бар/Па, kg/g, °C/K); Вметнувањето единици во кодот ги прави овие грешки видливи.
Непроверениот код е хипотеза
Вештачката интелигенција произведува мазен код со работен изглед; Но, „работи“ и „правилно“ се две различни работи. Кодот може да работи без грешки и да произведе неточен број: грешка во знакот во формулата, поместување (исклучено по едно) во низа, неточна конверзија на единици. Значи, златното правило: секој код се тестира во тест случај каде точниот одговор се знае независно. Едноставен аналитички пример, рачна пресметка или референтни податоци ја докажуваат веродостојноста на кодот. Ниту една инженерска одлука не треба да се заснова на код без да помине тестирање.
Внимание: Кодот што врши безбедносна, димензионална или безбедносна пресметка не може да се смета за сигурен само затоа што „работи“. Кодовите на сметките кои се критични за безбедноста треба да се тестираат со познат резултат и резултатите треба да бидат независно потврдени од овластениот инженер.
три мини футроли
Случај 1 - Автоматизација за чистење податоци. Еден инженер рачно чистел 3 месеци податоци (приближно 1,1 милион редови) од 8 сензори секој месец. Скрипта за панди напишана со вештачка интелигенција го намали ова на минути. Инженерот прво го тестираше кодот на мала, позната датотека со примероци; забележа дека една колона е погрешно анализирана, ја поправи, а потоа ја примени на целиот податок.
Случај 2 - Грешка во тивка јачина на звук. YZ напиша код за пресметување на падот на притисокот, но го збуни влезот со претпоставка за бар и формулата Pa. Кодот работеше без грешки, но резултатот беше погрешен со фактор 100.000. Инженерот ја фатил разликата во нарачката со пресметка на рачна контрола. По додавањето коментари на единицата, грешката беше разјаснета и поправена.
Случај 3 - Тестирањето е зачувано. Еден тим доби код од вештачката интелигенција за решавач на рамнотежа на маса. Тие прво го тестирале во двокомпонентен примерок што може да се раствори рачно; кодот погрешно затвораше повратен циклус и не се собираше. Грешката беше откриена пред да се примени на вистинскиот, сложен модел. Без тестирање, грешката би се проширила на сите резултати.
Четири шаблони за копирање
1) Нацрт код за анализа на податоци:
Вашата улога: помошник на Python за хемиски инженеринг. Задача: [опис].Влез: [CSV/низа, колони, ЕДИНИЦИ]. Излез: [што, во која единица].користете панди/numpy. Во кодот: (1) интерпретирате ја единицата на секоја променлива, (2) наведете ги влезните претпоставки на почетокот, (3) ракувајте со рабови (податоци што недостасуваат, нула). Ќе го тестирам кодот со познат пример; не користете магични броеви, дефинирајте ги константите експлицитно.
2) Објаснување и верификација на кодот:
Објаснете го следниов код на Python линија по ред: што прави, какви претпоставки прави, какви единици очекува. Означете ги можните точки на грешка (конфузија на единицата, поместување на индексот, делење со нула, прелевање). Предложете кој едноставен, познат тест случај можам да го користам за да го потврдам овој код. Код: [залепи]
3) Поставување тест со познат резултат:
Напишете тест сет за да ја потврдите оваа функција: најмалку 3 едноставни случаи за кои одговорот е познат аналитички или рачно. За секој тест, опишете го очекуваниот резултат и зошто го очекуваме тој резултат. Нема да го применам кодот на вистински податоци без тестирање. Функција: [паста]
4) Дебагирање:
Овој код ја дава следнава грешка/погрешен резултат: [порака за грешка или очекуван vsactual излез]. Наведете ги можните причини по редослед на веројатност и кажете ми како да тестирам за секоја од нив. Не кажувајте директно „го поправив“; Прво, заедно да ја потврдиме основната причина. Исто така, предложи проверка на единицата и нарачката. Код и податоци: [залепи]
Слаб промпт / Силен промпт
Слаба навестување:
Напиши ми код за пресметување на падот на притисокот.
Влезен формат, единица, равенка, состојба не се јасни. ВИ ги крие своите претпоставки, може да ги збуни единиците.
Моќен потсетник:
Вашата улога: хемиски инженеринг помошник на Python. Задача: пад на притисокот предизвикан од триење во кружна цевка. Влез: брзина на проток [m3/s], дијаметар [m], должина[m], густина [kg/m3], вискозитет [Pa·s]. Излез: пад на притисокот [Pa]. Користете Дарси-Вајсбах; Проверете го режимот на проток (Re) за факторот на триење. Коментирајте ја секоја единица, наведете ги претпоставките (целосно оптоварување, стабилен проток). Ќе го тестирам кодот со рачна пресметка на ламинарен пример.
Разликата е јасна: влезните единици, методот, излезната единица и намерата за тестирање го прават кодот сигурен.
Дистрибуција на улоги во користењето на Python
бизнис
Улогата на вештачката интелигенција
машка одлука
пишување код
Направете нацрт
Опис на работата, единици
Избор на библиотека
Предлог
Потврда за усогласеност
Опис
ред по ред
Прифатете со разбирање
тест
Препорака за тест сет
Валидација со познат резултат
Отстранување грешки
хипотеза, насока
Потврда за основната причина
Заклучок
Генерирање на броеви
Тестирање со физика
Вообичаени грешки
- Користење на код без негово тестирање. Работниот код не е точен код; Не може да му се верува освен ако не се тестира со познат резултат.
- Оставајќи ги единиците неопределени. Конфузијата на единиците е најчеста и најопасна грешка во хемискиот инженеринг.
- Работи без разбирање. Не верувајте во резултатите без да го разберете кодот напишан од AI линија по ред.
- Заобиколувајќи ги состојбите на рабовите. Нула, негативни, исчезнати податоци може тивко да го доведат кодот до погрешен заклучок.
- Засновајќи ја безбедносната пресметка само на кодот. Безбедносно-критичните кодови бараат тестирање + независна авторитативна верификација.
Сумирано
ВИ во хемиски инженеринг со Python; Тоа е моќен асистент кој подготвува, објаснува и обезбедува насоки за отстранување грешки за чистење на податоците, автоматизација на сметководството, моделирање и графика. Но, кодот на вештачката интелигенција е сигурен не затоа што изгледа правилно, туку затоа што е тестиран со познат резултат. Од суштинско значење е експлицитно да се специфицираат единиците, да се разбере кодот, да се тестираат случаи на работ и да се потврди резултатот со физика; Безбедносно-критичните пресметки бараат и овластен инженер за проверка.
Задача за апликација
Изберете пресметка (на пр. пад на притисокот на цевката или двокомпонентен баланс на масата). Добијте код од вештачката интелигенција со шаблонот „анализа на податоци/ нацрт код на сметка“, јасно наведете ги единиците. Потоа потврдете ја шифрата во пример за рачно декодирање со шемата „поставување тест со познат резултат“; Ако резултатот не се совпаѓа, пронајдете ја основната причина со шемата за „дебагирање“.
листа за проверка
- [ ] Јасно ги наведов влезно/излезни единици и метод.
- [ ] Го разбрав кодот ред по ред и ги видов неговите претпоставки.
- [ ] Го тестирав кодот на познат/рачно дешифрирачки пример.
- [ ] Ги тестирав рабовите (нула, негативни, податоци што недостасуваат).
- [ ] Го потврдив резултатот со физика (зачувување на маса, ред); Ми беше потврдена и безбедносната сметка од службеникот.