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彩神vi首頁 彩神彩神vi首頁 彩神圖為榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院科研人員使用智能機器人催化反應(yīng)實驗系統(tǒng)進行實驗。劉對平攝
在前不久舉行的全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會上，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）與科大訊飛股份有限公司（以下簡稱“科大訊飛”）等聯(lián)合研發(fā)的智能化工大模型2.0Pro首次亮相。這是我國化工行業(yè)首個大模型，具有700億參數(shù)規(guī)模，支持3.2萬個字符的上下文處理能力，同時新增深度推理和語音交互能力，旨在為化工行業(yè)智能化發(fā)展、實現(xiàn)“實驗室一步跨入工廠”的目標(biāo)提供技術(shù)支撐。
傳統(tǒng)化工技術(shù)研發(fā)需經(jīng)歷實驗室小試、中試、工業(yè)試驗等環(huán)節(jié)，周期動輒十?dāng)?shù)年。其中，中試是技術(shù)轉(zhuǎn)化的“死亡之谷”，實驗室成果往往在放大過程中因傳熱、傳質(zhì)等問題“折戟”。而基于智能化工大模型開發(fā)的一系列智能體，可構(gòu)筑“實驗室虛擬工廠實體工廠”新范式，實現(xiàn)中試環(huán)節(jié)“數(shù)字化先行”。
這場技術(shù)突圍的起點，要回溯到2024年3月。大連化物所首次發(fā)布的智能化工大模型1.0，可實現(xiàn)化工知識快速檢索與工藝流程自主設(shè)計，讓行業(yè)看到人工智能與傳統(tǒng)化工碰撞的火花。
“但這只是第一步?！敝袊こ淘涸菏?、大連化物所所長劉中民坦言，傳統(tǒng)化工研發(fā)的“逐級放大”困境，仍像巨石般橫亙在前。
2024年11月，大連化物所聯(lián)合科大訊飛、中國科學(xué)院文獻情報中心等單位，推出智能化工大模型2.0版本。項目由劉中民團隊牽頭，提出開發(fā)以數(shù)據(jù)和科學(xué)理論雙輪驅(qū)動的化工大模型，并進一步構(gòu)建技術(shù)研發(fā)及生產(chǎn)運維智能體。
大連化物所低碳催化與工程研究部副部長葉茂介紹，基于這一升級版智能化工大模型，團隊初步構(gòu)建了催化反應(yīng)、工藝開發(fā)、中試放大、工廠優(yōu)化四大智能平臺，并開發(fā)出智能機器人催化反應(yīng)實驗系統(tǒng)、催化反應(yīng)動力學(xué)模型自動生成智能體、多功能催化劑顆粒物性快速分析智能體等八大核心功能模塊，全面覆蓋化工技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)，為化工新技術(shù)研發(fā)提供了全新思路與方法。比如，智能機器人催化反應(yīng)實驗系統(tǒng)可替代實驗人員開展實驗，自動完成催化劑評價，效率提升10倍以上。
今年5月上線Pro版本，更是實現(xiàn)了關(guān)鍵突破在保持700億參數(shù)規(guī)模的基礎(chǔ)上，上下文長度從8千字符擴展至3.2萬字符，新增的深度推理模塊可處理復(fù)雜化工問題。性能評測顯示，其在催化劑性質(zhì)、化工安全等十大核心測評維度的平均問答準(zhǔn)確率較2.0版本相對提升26.8%。
“我們在全國產(chǎn)算力平臺訓(xùn)練的訊飛星火X1深度推理大模型，為智能化工大模型提供了底座支撐?！笨拼笥嶏w研究院副院長李鑫介紹，在大模型賦能科學(xué)研究方面，科大訊飛已取得一系列應(yīng)用成果。例如，科大訊飛與中國科學(xué)院文獻情報中心合作研發(fā)的科技文獻大模型，具備成果調(diào)研、論文研讀、學(xué)術(shù)寫作等核心功能。該公司還聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授劉海燕團隊，成功設(shè)計出48個自然界不存在的全新蛋白質(zhì)。訊飛星火X1深度推理大模型通過融入行業(yè)領(lǐng)域復(fù)雜場景數(shù)據(jù)，在數(shù)學(xué)推理、代碼生成等通用任務(wù)上表現(xiàn)優(yōu)異，其泛化能力已在教育、醫(yī)療等行業(yè)驗證，如今在化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了專業(yè)能力的精準(zhǔn)遷移。
然而，研發(fā)過程卻充滿荊棘?！白畲蟮募夹g(shù)難點是數(shù)據(jù)稀缺導(dǎo)致難以標(biāo)注，以及跨專業(yè)交叉領(lǐng)域?qū)W習(xí)的難點?！崩铞翁寡?，“由于石油和化工領(lǐng)域的專業(yè)性強，數(shù)據(jù)通常掌握在少數(shù)企業(yè)和垂直行業(yè)手中，且數(shù)據(jù)之間存在壁壘，我們無法獲取私域數(shù)據(jù)。在此過程中，大連化物所牽頭發(fā)動科研合作單位貢獻海量數(shù)據(jù)，并聯(lián)合高校化工專業(yè)師生一起參與?！?/p>
“作為人工智能技術(shù)提供方，科大訊飛與化工領(lǐng)域?qū)＜医⑸疃群献鳈C制，邀請化工專家深度參與技術(shù)研發(fā)，并推動人工智能團隊深入生產(chǎn)一線，實現(xiàn)了技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢互補?！崩铞握f，在明確雙方技術(shù)邊界與需求的同時，雙方構(gòu)建起產(chǎn)學(xué)研用完整閉環(huán)，共同制定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計功能架構(gòu)，在缺乏行業(yè)先例的情況下，聯(lián)合探索人工智能賦能化工領(lǐng)域的新路徑。
5月21日，記者走進大連化物所，了解智能化工大模型在科研領(lǐng)域的實際應(yīng)用。
“這相當(dāng)于在計算機里先造了一座工廠。”大連化物所低碳催化與工程研究部副研究員周吉彬在演示智能化工大模型2.0Pro和甲醇制烯烴中試裝置數(shù)字孿生系統(tǒng)時說，虛擬中試系統(tǒng)不僅能指導(dǎo)工藝參數(shù)優(yōu)化，還能進行反應(yīng)器等設(shè)備的快速流體仿真。
“過去靠經(jīng)驗，現(xiàn)在靠算法。”周吉彬介紹，基于智能工業(yè)大模型開發(fā)的智能體還可進行設(shè)備故障診斷。智能化工大模型與智能體協(xié)同，有望提升工業(yè)生產(chǎn)的運行穩(wěn)定性，優(yōu)化反應(yīng)器等關(guān)鍵設(shè)備的運行參數(shù)等。
智能化工大模型對化工技術(shù)研發(fā)的賦能作用不言而喻。截至目前，已有近90家化工企業(yè)、設(shè)計院、高校等試用智能化工大模型：工廠裝置優(yōu)化智能體部署在甲醇制烯烴工業(yè)裝置，實現(xiàn)工藝關(guān)鍵參數(shù)智能預(yù)測；反應(yīng)動力學(xué)智能體支撐了甲醇制丙烯流化床工藝反應(yīng)動力學(xué)開發(fā)，相關(guān)工藝已在榆林能源50萬噸/年環(huán)氧樹脂項目實施技術(shù)許可應(yīng)用；催化劑表征智能體應(yīng)用于甲醇制烯烴工業(yè)裝置，可替代傳統(tǒng)手動取樣分析，催化劑積碳、粒徑測量時長由小時級縮短為分鐘級，支撐了工業(yè)過程的實時調(diào)控。
目前，智能化工大模型團隊正在著力構(gòu)建化工數(shù)據(jù)中心和知識底座，未來將建立起覆蓋研發(fā)生產(chǎn)多場景全鏈條數(shù)據(jù)的化工知識底座。團隊還將打造集成多尺度多源數(shù)據(jù)、全流程數(shù)據(jù)工具鏈以及智能管理引擎的數(shù)據(jù)中心。智能化工大模型3.0也正在研發(fā)中，它將新增化工知識增強、聯(lián)網(wǎng)搜索和多模態(tài)問答等能力，有望進一步提升大模型的使用效果。
“化工行業(yè)正面臨一場由人工智能驅(qū)動的范式革命。我們的目標(biāo)不僅是加速創(chuàng)新，更要實現(xiàn)成果從實驗室一步跨入工廠的終極夢想?！眲⒅忻裾f，“我們正站在變革的起點。”
