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    行業新聞
    AI怎么看化工?我們和ChatGPT聊了聊
    2023-02-15

    和ChatGPT說說“化


    如果要問近來最火的應用是什么,非ChatGPT莫屬。這個由美國OpenAI公司研發的聊天機器人一經推出便迅速“躥紅”,上線僅2個月,全球用戶數量已突破1億,成為史上用戶數增長最快的消費者應用。目前,ChatGPT已在編程、文本處理、客服服務等領域大顯身手,并在互聯網上火爆“出圈”。


    ChatGPT及類似的強人工智能(AI)能為石油和化工等流程工業做些什么?《中國化工報》記者近日采訪了石油和化工、數字化、AI等領域的專家和從業人士,并采訪了ChatGPT“本人”。多位受訪者認為,ChatGPT等強AI將給以石油和化工為代表的流程工業帶來深刻變革。


    ChatGPT是否了解“化工”這一概念呢?在旅居新加坡的數字化專家劉博士的幫助下,記者與ChatGPT進行了對話。


    “是的,我了解化工這個概念。”ChatGPT回答道,“化工是指通過化學反應制造化學產品的工業。它是用化學原理制造和加工各種物質,如石油、天然氣、礦物質、生物資源等,以生產化學品、材料、能源、藥品等。它是一個廣泛的領域,包括從基礎研究到工業生產的各個方面。”


    這個答案和搜索引擎給出的結果基本一致。隨后,記者詢問了聚氯乙烯(PVC)的主要生產工藝和應用現狀、哪種PVC生產工藝更環保等問題,ChatGPT也回答得有板有眼。


    記者還詢問了它對中國石油和化工行業未來發展前景的看法。“作為一個AI模型,我不能預測未來,但可以根據目前的趨勢和環境來評估未來發展前景。”ChatGPT的回答顯得很“真誠”。


    “中國石油和化工行業是國民經濟的重要支柱,未來仍將保持較高增長態勢。”ChatGPT表示,但未來也存在一些挑戰,因此需要不斷加強行業技術創新和環境管理,以確保可持續發展。


    有意思的是,劉博士提醒記者,ChatGPT會表現出很強的“求生欲”。用不同語言問同樣的問題,得到的答案可能有差異。


    記者遂用英文提問同樣的問題,它的答案則變成:中國石油和化工行業未來發展前景復雜,可能會受到一系列因素的影響,包括全球對石油和化學品的需求、其他國家的競爭、行業的技術進步和環境問題。它還強調,相關結論是基于經濟發展趨勢、人口變化、競爭、技術進步和政府法規等因素綜合分析得出的。


    ChatGPT來應聘:

       多才多藝前途廣

    假如ChatGPT“應聘”石油和化工行業,它能勝任哪些職位呢?


    ChatGPT表示,它可用于數據分析和可視化、技術支持和知識管理,以及生成市場分析、行業研究、項目評估等方面的報告。經二次開發,它還可用于生產過程預測和優化、設備維護和故障診斷、化學反應預測、安全風險評估和危險品運輸的路線規劃等。它強調,隨著AI技術的不斷發展,未來它將有更多應用機會和空間。


    山東大學預測性維護與智能控制中心副教授姜向遠指出,在石化領域,ChatGPT等強AI可用于售后服務系統、培訓系統、辦公自動化系統、報表管理系統、生產監控系統等智能化要求高的應用場景。


    對于ChatGPT的“求職”意向,多位專家也表示,ChatGPT有望在多個崗位發光發熱。


    一是為員工“講課”。“就目前ChatGPT的功能看,它可以是一個非常龐大、具有專業知識體系的數據庫,通過和員工的交互輸出知識。”湖北三寧化工股份有限公司智能工廠推進辦公室主任楊文華接受記者采訪時表示,ChatGPT可作為大型知識數據庫的搜索引擎,為工人“答疑解惑”。


    中化信息技術有限公司專家委員會副主任、華東理工大學講席教授馮恩波則認為,ChatGPT這類強AI的應用,將改變石化行業的知識轉化模式。過去石化行業深度知識和經驗的轉化依靠師徒傳授、培訓講解或文本刊發,速率較為緩慢。如果把技術知識和運行經驗統合進大型行業數據庫,再利用這些數據對強AI進行訓練,形成開環輔助決策系統,做出“IndustryGPT”甚至“ChemGPT”,就可加速知識和經驗的實用化,改善甚至扭轉石化行業技術人員培養難度大、周期長的問題。“這就相當于每人手頭都有了一個非常強大的實時咨詢師,其知識來自行業專家結合實踐總結的最優方案,因而非常準確。”馮恩波說。


    二是給裝置“下命令”。“運維和控制的優化,也是實現強AI與流程工業場景對接的重要研究方向。”馮恩波解釋道,目前常用的智能控制算法還是基于分散控制系統(DCS)或可編程邏輯控制器(PLC)等傳統框架,控制策略的編寫和運行管理仍大幅依賴人工和經驗,運用于高端材料制備等存在間歇過程的生產會導致產品質量穩定性較低。如果能突破相關技術,利用AI的機器學習能力來自動實時生成控制策略,將是流程工業控制方式的重大變革。


    東華工程科技股份有限公司信息中心主任任申龍認為,類似ChatGPT的強AI能為石化行業控制方式帶來改變,最明顯的一點是它讓人機溝通變得更簡潔高效,能降低溝通成本。他舉例說,當后期人工智能發展到一定程度時,可將某個生產過程的控制操作全部封裝。比如實現一個工藝,操作1、2、3是路徑a,操作1、2、4是路徑b,封裝之后操作人員只要告訴AI“走哪條路”,AI就會自動操作,這就省下了操作人員一次次告訴系統“該做什么”的時間。


    “鑒于其能較為精準地理解和識別自然語言,相信ChatGPT等強AI的迅猛發展還將給工業機器人領域的發展帶來變革性影響。”姜向遠補充說。


    三是幫企業“寫代碼”。根據測試,目前ChatGPT已能使用Python、Java、C++、JavaScript等編程語言編寫簡單程序。日志易產品副總裁饒琛琳向記者介紹了他的實踐體會——ChatGPT的編程能力比“前輩”AI有了極大提升,在追加兩次提示后修正了編程錯誤,并在記住用戶需求的同時,將程序優化得更高效;ChatGPT的另一作用是輔助生成代碼,在明確需求的情況下,函數級代碼的生成效果極佳。


    “我嘗試讓ChatGPT用Java寫一段冒泡排序的代碼,以及用C++寫一段CAD上對矩形框實現交互偏移的代碼,它都完美實現了,且代碼毫無遺漏,所有注釋包括變量命名都非常規范。”任申龍告訴記者,AI編程能取代程序員寫代碼“壘磚頭”的過程,開發人員只需進行整體框架搭建,而無需進行繁瑣的代碼撰寫。這一定程度降低了工業軟件開發的門檻,從而降低了石化企業數字化轉型的成本。


    楊文華表示,ChatGPT的編程能力未來還可用于石化產品生產過程的建模。現在用于解決石化生產裝置問題的專業建模存在軟件費用較高、專業性較強等缺點。如果能通過強AI技術將建模和軟件開發面向非專業人員,將會引起石化行業數字化轉型翻天覆地的變化,產生非常大的效益。


    四是用于工業數字孿生的建模和設計。AVEVA劍維軟件中國區售前技術總監曹科表示,以流程工業為例,工程的建模和設計均是基于行業標準和設計規則,并結合項目工程建設地點的地理情況進行的計算機輔助模擬與布置計算。這些計算與AI技術相結合,有助于提高工程設計的效率和質量,降低數字化交付、工廠數字孿生推廣和應用的成本。未來ChatGPT或類似的AI可幫助企業快速設計出可擴展的數字模型,減少企業對IT設備的需求,也可幫助企業實施數字化規劃,提高工廠數字化改造效率。


    ChatGPT現在“入職”石油和化工企業行不行?


    記者把問題拋給ChatGPT“本人”。它表示,其答案并不總是正確,要注意評估和驗證;其語言表達中可能存在語法、拼寫等錯誤;受技術和算法的限制,它僅能回答部分問題,不能解決所有問題。


    多位專家也表示,ChatGPT目前的“知識面”更傾向于通識性,專業性不足。它在回答專業細分領域問題時深度不夠,且缺乏對具體應用案例的展開。


    “具體到生產環節,ChatGPT要在傳統工業領域尤其是在石化領域有所作為,還有很長的路要走。”姜向遠表示,主要瓶頸有三方面。


    第一,以連續制造過程為主的石油和化工等工業生產過程,具有高實時性、高安全性的要求,一旦出現異常,可能帶來災難性后果。因此,這些生產環節的工業大數據往往是大量容易引起過擬合的時間序列,對諸如ChatGPT等強AI的生成沒有幫助,即缺少ChatGPT“孕育”的母體。


    第二,現有生產環節的控制系統是PLC、微控制單元(MCU)等邊緣計算設備,算力低,不足以支持ChatGPT等強AI運行,且這些設備短期內難以見到替換的可能,即缺少ChatGPT“成長”的土壤。


    第三,現有生產環節乃至整個傳統工業領域,仍青睞既有的工藝經驗和自動化手段,畢竟這些技術被實踐檢驗過。考慮到ChatGPT改造升級的成本和巨大的不確定性,企業在短期內難有試用ChatGPT的較強動力,即缺少ChatGPT“成材”的大環境。


    姜向遠表示,ChatGPT要實現在傳統工業領域的應用,應圍繞上述3方面對癥下藥:采集或生成真正有效的工業大數據,提高現有工業生產環節的算力,對傳統行業加強市場教育并加大AI領域人、財、物的投入。


    曹科認為,ChatGPT等AI在工業垂直領域應用的瓶頸主要在4方面。一是數據采集。目前雖自動化水平已發展到了較高階段,5G網絡應用也開始普及,但數據采集仍不全面、數據質量待提升。二是大數據處理的復雜性。三是AI算法的科學性。受數據采集、工業海量級實時數據算力和各種工況條件下的算法等因素制約,AI在科學性、嚴謹性上還需完善。四是安全性。流程工業對系統的穩定性和安全性要求比傳統行業更嚴格,因此系統實施難度及安全性也是制約因素。


    此外,多位專家強調了訓練數據的重要性。國內AI領域專家王虎表示:“作為一種語言模型,ChatGPT成功的基礎在于海量的訓練數據。由于互聯網技術高速發展,各種各樣近乎全量的語言對話、知識問答已通過信息技術完成數字化和結構化,并可在網絡上公開訪問。在龐大訓練數據的基礎上,ChatGPT的復雜模型和算力才能發揮作用。”


    據悉,ChatGPT之前的模型算法GPT-3就使用了1750億參數進行訓練,ChatGPT不僅使用了更多參數,還嵌入了人類反饋強化學習及人工監督微調,才具備了理解上下文、連接關系等諸多先進特征,能在多種場景進行應用。


    任申龍告訴記者,訓練能在石化領域應用的強AI,也需足夠多的使用量。用戶不斷使用AI檢索相關知識,AI則將用戶提出的問題進行分類匯總,逐步擴充數據庫并進行更加深度的自主學習,從而“越用越聰明”,最終實現實時答疑、智能分析等功能。


    ChatGPT存隱憂:

       網絡安全須監管

    去年下半年走紅的AI繪畫已引起藝術界對于數據隱私和作品版權的重視,此次ChatGPT的出現更引發各行各業對內容抄襲和網絡數據安全的擔憂。對此,ChatGPT“本人”提醒:在使用時要注意數據隱私,避免披露敏感信息。


    “強AI的應用,可能涉及信息安全法的相關問題。例如允不允許AI收集用戶企業問的問題,并作為知識資產存到自己的知識庫中,再把這些知識共享給別的企業?”談及AI應用的安全性,任申龍表示,數據越開放,AI肯定會越智能,但實現開放的過程中會有很多問題需要解決。


    另外,強AI的應用使軟件開發和代碼編寫成本降低的同時,也降低了黑客實施網絡攻擊的難度。有研究人員指出,黑客已設計出一種繞過限制的方法,利用ChatGPT來創建、銷售惡意軟件以及發布“釣魚”電子郵件。


    馮恩波建議,石化行業要保障強AI應用安全,可建設行業內部云,將AI與互聯網保持在相對隔離的狀態,只作為一個領域或一個行業的內網運營,以保證AI“不泄密”。


    “目前主要問題有兩個,一是如何保證AI數據庫知識來源的合規性、完備性和正確性;二是如何建立一個能保密、夠安全的網絡來承載AI。”馮恩波說,“如果能把這兩個問題解決,強AI與石化應用場景的對接就指日可待了。”


    業界觀點·ChatGPT崗前培訓

    中化信息技術有限公司專家委員會副主任馮恩波:

    目前我國已成為世界上規模最龐大的流程制造業大國,且化工行業門類齊全、應用場景豐富,有大量的數據積累可用于強AI訓練。但是,構建專業數據庫是AI垂直應用于流程工業的“攔路虎”。將企業過去積累的知識和經驗匯總整合需大量人工,不是一家企業或組織能完成的事情,需行業頭部企業與相關政府部門聯合起來,從行業層面推廣。


    國內AI領域專家王虎:

    工業大數據領域如故障診斷等場景已有大量AI模型的應用。不過相比之下,目前工業大數據的樣本量比較單一,針對的多是特殊場景和特殊設備,不同場景和不同設備的數據難以匯集,這使得模型適應范圍比較單一。如果要訓練AI處理工業大數據,數據收集是第一步要做的。


    新加坡IT公司Vision Reactor創始人、CEO宋瑛:

    目前ChatGPT還做不到開發復雜工程。這不是AI技術不達標,而是沒做這種方向的優化或定制化。只要做好一個工程管理工具(這也可由ChatGPT做),每個ChatGPT會話只開發一個功能,開發和管理復雜工程完全能實現。按目前研發人員配置看,仍需人工的角色是架構師+項目經理+測試經理+導師(主程序員,負責訓練AI),其他所有低階測試員、編碼員都不必保留。


    “專訪”ChatGPT


    近來,智能聊天機器人ChatGPT火熱霸屏。《中國化工報》記者近日與ChatGPT展開對話。


    記者:ChatGPT在化工行業能發揮哪些作用?

    ChatGPT:ChatGPT可在化工行業的多個方面發揮作用,如通過對大量數據進行分析,優化生產過程,預測未來趨勢,并進行生產環境和設備的模擬仿真,降低生產過程中的風險;通過利用NLP技術,快速查找文獻資料,提高研發效率;通過在線對話系統,快速處理客戶咨詢的問題;通過記錄和分析生產數據,及時識別隱患,預防安全事故發生。


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    記者:化學工業的發展方向是什么?

    ChatGPT:化學工業的發展方向因國家和地區的不同有所差異,但是一般來說包括清潔能源、環保材料、新型化學品、智能制造、能源轉型等幾個方向。可持續性和環保性、數字化和自動化、對特種化學品的關注度越來越高、可再生和生物基化學物質越來越重要等將是化學工業未來發展的關鍵趨勢。


    記者:化工行業如何實現可持續發展?

    ChatGPT:可從多個方面入手:加強環境保護意識,降低環境污染;加強安全生產意識,建立健全安全生產管理體系,確保生產安全;推動科技創新,開發更加環保、高效、安全的生產技術,進而實現降本增效;強化對社會責任的認識;落實可持續發展政策。


    記者:化工行業如何實現碳減排?

    ChatGPT:化工行業可以從提高生產效率、推廣再生能源、提高生產設備效率、開展綠色化學品生產、發展循環經濟等方面著手,與政府和社會各界共同努力,通過全面的管理和技術改革實現碳減排。


    記者:化工企業如何實現本質安全?

    ChatGPT:化工企業可借助的手段包括加強安全文化建設、強化安全技術管理、加強安全風險評估、完善安全設施設備、實施安全管理制度、科學安全教育培訓、完善應急預案等。


    記者:人工智能對化學工業而言重要性如何?

    ChatGPT:人工智能在化學工業中有著廣泛應用前景。一是通過大數據分析、機器學習和深度學習等人工智能技術,提高生產效率,減少能源消耗和二氧化碳排放。二是改進化學工業中的研發流程,如化學反應優化、新材料開發等,提高研發效率和質量。三是通過監測生產過程和產品質量,預防安全事故發生。四是通過對生產數據進行分析和預測,確保產品質量穩定。五是通過自動客服系統、語音識別等技術提高客戶滿意度。(徐巖)




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    什么是ChatGPT


    ChatGPT是由美國OpenAI公司2022年11月30日發布的聊天機器人,是一種專注于對話生成的語言模型,可用于生成文章、代碼、機器翻譯、問答等各類內容。


    ChatGPT這個名字是由“Chat”和“生成型預訓練變換模型”(Generative Pretrained Transformer)的英文縮寫(即GPT)組合而成。該模型是一種自然語言處理(NLP)程序,使用多層變換器來預測下一個單詞的概率分布,通過訓練在大型文本語料庫上學習到的語言模式來生成自然語言文本。同時,ChatGPT也將用戶反饋納入訓練過程,能夠更好地使模型輸出與用戶意圖保持一致。




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