Единици
1. Вовед во вештачката интелигенција во хемиското инженерство: улоги, граници, валидација, безбедносно-критична одговорност и етика 2. Дизајн на процеси и дијаграм на текови: Поддршка на вештачка интелигенција во концептуален дизајн 3. Толкување на симулација на процесот: Излез од Aspen и DWSIM 4. Реакција и кинетичко моделирање: Патеки на реакција и предвидување стапка 5. Предвидување на материјалот и имотот: Термофизички својства и избор на материјал 6. Оптимизација на процесот: биланс на енергија, ефикасност и цена 7. Податоци за контрола на квалитетот и процесот: SPC, аномалија и податоци од сензорот 8. Документација за безбедност и HAZOP: Нацрт анализа на опасност и проценка на ризик 9. Стандарди и регулаторни истражувања: верификација и усогласеност 10. Хемиско инженерство со Python: анализа на податоци и автоматизација на моделирање 11. Работен тек од крај до крај, управување, автентикација и одговорна употреба
Единица 5 / 11

Предвидување на материјалот и имотот: Термофизички својства и избор на материјал

Добивки:

  • Способност да се користи вештачката интелигенција како прелиминарен метод на предвидување и предвидување (групен придонес) водич за термофизички својства и барање каква било вредност.
  • Способност за снимање на халуцинации со проверка на секоја критична карактеристика со доверлива база на податоци (DIPPR/NIST) или експеримент
  • Способност да се разбере дека изборот на материјал е безбедносно-критична одлука која бара податоци за корозија и овластено одобрение.

Секоја пресметка на процесот на крајот се сведува на број: густина на течност, вискозност, топлински капацитет, притисок на пареа, точка на вриење; резолуција; отпорност на материјалот на корозија. Овие се колективно наречени термофизички својства - физички количества кои ја одредуваат топлината, протокот и фазното однесување на супстанцијата. Дестилациона колона, разменувач на топлина или пумпа се дизајнирани правилно само ако овие карактеристики се точни. Во оваа единица, ќе научите како да ја користите вештачката интелигенција како прелиминарна алатка за предвидување и споредба во предвидувањето на имотот и изборот на материјали (избор на метали, дихтунзи, премази за да ги издржат условите на процесот); но ќе научиме зошто овие вредности треба да се потврдат со сигурна база на податоци или експеримент.

Критичната вистина е следнава: проценката на карактеристиките е нумеричка основа на дизајнот; Грешка овде се шири на целата сметка. ВИ може самоуверено да даде парен притисок или вискозитет, но таа вредност може да биде за друго соединение, може да биде на погрешна температура или може да биде целосно халуцинаторна. Значи, златното правило за податоци за карактеристиките: секоја критична карактеристика треба да се заснова на сигурен извор (DIPPR, NIST, лист со податоци на производителот) или експеримент.

Чекор-по-чекор поддршка за ВИ за предвидување карактеристики

1. Која карактеристика ви е потребна, под кој услов? Температурата, притисокот, фазата и концентрацијата го менуваат имотот. Вредноста земена без да се даде услов на вештачката интелигенција е погрешна.

2. Избор на методот на проценка. Ако нема експериментални податоци, вештачката интелигенција потсетува на пристапите за предвидување, како што се методите за групни придонеси - методи кои предвидуваат својства со кршење на молекулата на нејзините делови и додавање на придонесите на секој дел; на пр. Joback, UNIFAC - и објаснува кој е соодветен.

3. Прелиминарна вредност и неизвесност. Вештачката интелигенција може да даде прелиминарна вредност, но дефинитивно во рамките на „ова е предвидување, неговата неизвесност е висока, потврдете ја“. Исто така, прашајте ја вештачката интелигенција за типичната маргина на грешка на вредноста.

4. Споредба со изворот. Споредете ја вредноста на ВИ со базата на податоци за термодинамика или лист на производителот. Ако отстапувањето е големо, вредноста не се користи.

5. Прелиминарен скрининг за компатибилност на материјалот. YZ потсетува на познатите ризици од корозија/некомпатибилност за пар флуид-материјал (на пример, корозија од нерѓосувачки челик во средина што содржи хлорид). Ова е предупредување; Конечниот избор е направен со графикони за компатибилност и експертска евалуација.

6. Филтер за разумност. Дали вредноста има смисла во однос на рангирањето? За вода, дали густината е околу ~1000 kg/m³? Едноставната проверка на нарачката ги фаќа повеќето грешки.

Совет: Кога ќе побарате вредност од карактеристиката од вештачката интелигенција, кажете „наведете го изворот и методот на проценка, кажете ми дали е експериментален или проценет“. Ако вештачката интелигенција не може да наведе извор, означете ја таа вредност како претпоставка и потврдете ја независно.

Избор на материјал: безбедност и издржливост

Изборот на материјал е и економска и безбедносно-критична одлука. Погрешен материјал може да ослабне со корозија, предизвикувајќи пукање на сад под притисок или истекување на токсична течност. Вештачката интелигенција може да потсети на списокот на почетни материјали и познатите некомпатибилности; Но, комбинираните ефекти на температурата, притисокот, концентрацијата и нечистотиите се сложени и конечниот избор е направен со податоци од инженерството на материјалите (табели за компатибилност, податоци за стапката на корозија) и тестирање каде што е потребно.

Внимание: вештачката интелигенција која вели „овој материјал е погоден за оваа течност“ не е гаранција. Во случај на опрема под притисок и токсични/запаливи течности, изборот на материјал бара одобрение од квалификуван инженер и проверени податоци за корозија.

три мини футроли

Случај 1 - Брзо предвидување. Еден инженер сакал прелиминарна проценка на топлинскиот капацитет за нова смеса на растворувачи за која има малку податоци во литературата. Вештачката интелигенција даде опсег преку методот на групен придонес. Инженерот направи груба пресметка на енергијата со оваа прелиминарна вредност, а потоа ја измери во лабораторија; мерењето беше во рамките на 6% од предвидувањето. Прогнозирањето го забрза планирањето, но дизајнот се префрли на експериментална вредност.

Случај 2 - Фатена халуцинација. YZ даде нормална точка на вриење на соединението како 78°C. Кога инженерот го споредил со NIST, открил дека вистинската вредност е 118°C; Вештачката интелигенција го помешала името со друго слично соединение. Споредбата со извор спречи грешка од 40°C да влезе во дизајнот на колоната.

Случај 3 — Материјално предупредување. YZ го означи изборот на нерѓосувачки челик 304 за воден тек што содржи хлорид јони како „ризик од пукање од дупчење и корозија од стрес“ и наведе поотпорна легура. Инженерот за материјали потврди со податоци за компатибилност и избра материјал од повисока легура. АИ го донесе ризикот на дневен ред, одлуката беше донесена со податоци.

Четири шаблони за копирање

1) Предвидување карактеристики (потребен е извор):

Вашата улога: експерт за физика. Соединение: [име/формула], состојба: [T, P, фаза]. Карактеристика што ја сакам: [на пр. притисок на пареа]. Наведете: (1) експериментална вредност и ИЗВОР (DIPPR/NIST/производител), доколку е достапен, (2) ако не, метод на проценка и проценета вредност и маргина на неизвесност. Јасно наведете дали е експериментален или предвидувачки. Ако не можете да наведете извор, означете го како „предвидување што треба да се потврди“. Не ја фабрикувај вредноста; Ако не си сигурен, кажи ми.

2) Водич за методот на групен придонес:

Имам соединение за кое нема експериментални податоци: [структура/НАСМЕВКИ]. Кој метод на групен придонес (Joback, UNIFAC, итн.) е погоден за [имотот] и зошто? Објаснете ги чекорите на методот и бараните групни параметри. Наведете дека резултатот е проценка и типична маргина на грешка. Ќе ја потврдам конечната вредност со експеримент/база на податоци.

3) Споредба/верификација на вредности:

Подолу се дадени вредности од различни извори за карактеристика. Споредете ги во табела, пресметајте го отстапувањето и рангирајте кој е посигурен (емпириски > оценет > предвиден). Ако има големо отстапување, означете ја можната причина (различна состојба, различен изомер). Извори: [залепи]

4) Прелиминарен скрининг за компатибилност на материјалот:

Течност: [состав, концентрација, нечистотии], состојба: [T, P]. Материјали кандидати: [листа]. Потсетете се на познатите ризици од корозија/некомпатибилност (дупчење, пукање од стрес, општа корозија) за секој од нив. Ова е ПРЕЛИМИНАРНО скенирање; За финалниот избор се потребни податоци за корозија и одобрение од овластен инженер. Јасно означете ги ризичните парови.

Слаб промпт / Силен промпт

Слаба навестување:

Која е вискозноста на толуенот?

Без топлина, без заварување. Вештачката интелигенција дава бројка, но под кои услови и колку е доверлива е нејасно.

Моќен потсетник:

Вашата улога: експерт за физика. Динамички вискозитет за толуен во течна фаза, 25°C, 1 атм. Наведете: вредност, единица, ИЗВОР и експериментална проценка. Ако е можно, дајте два независни извори и наведете конзистентност. Ако не можете да го наведете изворот, означете го како погодување. Вредност фитинг. Резултатот ќе го проверам со термодинамичка база на податоци.

Разликата е јасна: условот, мандатот на ресурсите и рамката за валидација ја прават вредноста достапна.

Распределба на улоги во одлуката за карактеристики и материјал

бизнис

Улогата на вештачката интелигенција

Човечка одлука/извор

Експериментална карактеристика

потсетник на изворот

Потврда на базата на податоци

Нема податоци, погоди

Метод + стандардно

Валидација на експеримент/база на податоци

Споредба на вредности

Табела, отстапување

пресуда за веродостојност

Кандидати за материјал

потсетник за ризик

Податоци за усогласеност, одобрување

Контрола на ранг

означување

физичка разумност

Вообичаени грешки

  • Користење на неизворна вредност. Секоја критична карактеристика дадена од ВИ е потврдена од базата на податоци/експеримент.
  • Не наведувајќи ја состојбата. Вредноста земена без да се специфицира температура/притисок/фаза може да припаѓа на погрешна состојба.
  • Грешка на проценетата вредност како емпириска. Проценките за придонесот на групата се неизвесни; Земете го ова во предвид при дизајнирањето.
  • Избор на материјал со потврда во една реченица. Корозијата е мултиваријантна; потребни податоци и потврда.
  • Заобиколувајќи ја проверката на рангот. Едноставно „дали оваа бројка има смисла? контролата ги фаќа повеќето халуцинации.

Сумирано

ВИ во предвидување на имотот и материјалот; Тоа е моќен асистент кој генерира прелиминарни вредности, ве потсетува на методот на проценка, ги споредува вредностите на ресурсите и ги означува материјалните ризици. Но, секоја критична карактеристика мора да се заснова на сигурна база на податоци или експеримент; Изборот на материјал е безбедносно-критична одлука која бара податоци за корозија и одобрение од овластен инженер. ВИ обезбедува предвидувања и предупредувања; Инженерот се поврзува со изворот, проверува и избира.

Задача за апликација

Изберете соединение и својство (на пр. парен притисок на растворувач, 40°C). Добијте ја вредноста и нејзиниот извор од вештачката интелигенција со шаблонот „Предвидување на атрибути (потребен е ресурс)“; потоа споредете ја со термодинамичка база на податоци и забележете го отстапувањето. Потоа користете го шаблонот „прелиминарен скрининг за компатибилност на материјали“ за пар течен материјал и потврдете ги ризиците кои произлегуваат со табела за компатибилност.

листа за проверка

  • Ја сакав карактеристиката [ ] заедно со условот (T, P, фаза).
  • [ ] Ја споредив вредноста дадена од вештачката интелигенција со сигурна база на податоци/експеримент.
  • [ ] Ги разликував проценетите вредности од експерименталните и ја забележав неизвесноста.
  • [ ] Го потврдив изборот на материјал со податоци за корозија и овластено одобрение.
  • [ ] Применив проверка на ранг/веродостојност на секој критичен број.