來源：《中國科學報》第1版 要聞
發(fā)布時間：2025-04-01
■本報記者 趙廣立 孫丹寧
大模型技術(shù)一日千里，傳統(tǒng)行業(yè)能否跟上智能進階的腳步？最近，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）聯(lián)合相關(guān)單位開發(fā)的智能化工大模型，因獨特的行業(yè)屬性和應(yīng)用潛力受到廣泛關(guān)注。
3月28日，在2025中關(guān)村論壇年會平行論壇——碳達峰碳中和科技論壇上，大連化物所研究員、智能化工大模型團隊負責人葉茂在接受《中國科學報》專訪時表示，行業(yè)對大模型的接受度正在快速提升。從調(diào)研情況看，目前已有超過50家化工企業(yè)的工程師和技術(shù)人員對智能化工大模型進行了試用，“這個數(shù)字還在持續(xù)增長”。“這些實際用例引發(fā)了行業(yè)對大模型技術(shù)的興趣。”
締造化工研發(fā)新范式
在中國工程院院士、大連化物所所長劉中民指導下，大連化物所團隊早在2016年就致力于將人工智能技術(shù)應(yīng)用于化工技術(shù)開發(fā)。2024年3月，大連化物所與華為技術(shù)有限公司、大連理工大學等單位合作開發(fā)了智能化工大模型1.0版本，實現(xiàn)了化工知識檢索及工藝流程自主設(shè)計與優(yōu)化。
“這個版本是智能化工大模型的起點，為后續(xù)升級和優(yōu)化奠定了很好的基礎(chǔ)?！比~茂說，大連化物所豐富的化工應(yīng)用場景和海量的研發(fā)數(shù)據(jù)，為模型訓練和優(yōu)化發(fā)揮了重要作用。
2024年11月，大連化物所進一步聯(lián)合科大訊飛股份有限公司、中國科學院文獻情報中心等單位，使用200億tokens的化工領(lǐng)域數(shù)據(jù)和10億tokens的精標數(shù)據(jù)，訓練開發(fā)了智能化工大模型2.0版本，實現(xiàn)了模型升級。
“升級后的2.0版本在工業(yè)催化、化工基礎(chǔ)、化工安全等方面都有顯著提升?！比~茂介紹，這些拓展使智能化工大模型能夠覆蓋更廣泛的化工應(yīng)用場景。
為給化工新技術(shù)開發(fā)和化工企業(yè)賦能提供更全面的支持，團隊在后續(xù)開發(fā)中聚焦催化反應(yīng)、工藝開發(fā)、中試放大和工廠優(yōu)化四大應(yīng)用場景?！盎谶@些場景，團隊開發(fā)了智能機器人催化反應(yīng)實驗系統(tǒng)等8個智能體模塊?！比~茂說，這些智能體模塊初步覆蓋了化工技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)，形成了基于大模型的化工研發(fā)新范式。
賦能化工應(yīng)用是題中之義
從開發(fā)伊始就瞄準化工核心技術(shù)場景，賦能行業(yè)應(yīng)用，是智能化工大模型的題中之義。
葉茂以“催化反應(yīng)動力學模型自動生成”場景為例，向《中國科學報》介紹了智能化工大模型的工作流程。首先，化工工程師利用智能化工大模型從大量文獻期刊數(shù)據(jù)庫中自動解析反應(yīng)機理并提取反應(yīng)規(guī)則；然后，智能體根據(jù)這些反應(yīng)規(guī)則生成復雜反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，并針對工業(yè)過程實際需求進行反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)簡化，且自動推薦可行的實驗方案；接著，選定反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和實驗方案后，智能體啟動“機器人智能催化反應(yīng)實驗平臺”自動執(zhí)行反應(yīng)任務(wù)；最后，模型根據(jù)實驗結(jié)果擬合得到對應(yīng)的反應(yīng)動力學參數(shù)，實現(xiàn)催化反應(yīng)動力學模型的快速構(gòu)建。
葉茂表示：“這一應(yīng)用可大大提高研發(fā)效率。例如，我們采用機器人智能催化反應(yīng)平臺，通過耦合智能化工大模型挖掘催化反應(yīng)機理，實現(xiàn)了甲醇制丙烯等工藝過程的催化反應(yīng)動力學模型自動生成?！?/p>
大連化物所還利用智能化工大模型進行了多場景應(yīng)用探索?！袄?，我們開發(fā)的多功能催化劑顆?？焖俜治鲋悄荏w，能夠精準量化顆粒的粒徑、形貌等幾何特征參數(shù)，并對催化劑積碳分布進行有效測量，為工業(yè)過程催化劑顆粒特性參數(shù)的實時監(jiān)測提供了重要的分析手段?！比~茂說，這些探索使大模型能夠賦能化工領(lǐng)域更多應(yīng)用創(chuàng)新。
安全可靠的行業(yè)大模型
葉茂觀察到，在技術(shù)需求驅(qū)動、政策支持引導、實際應(yīng)用案例推動等綜合因素的作用下，化工行業(yè)對專業(yè)領(lǐng)域大模型的接受度正在快速提升。
“大模型技術(shù)快速發(fā)展，特別是智能化工大模型等專業(yè)領(lǐng)域大模型能力的提升，將給化工行業(yè)帶來實實在在的好處，如提高生產(chǎn)效率、降低安全風險、優(yōu)化規(guī)劃治理等，這讓大家對化工專業(yè)領(lǐng)域大模型的應(yīng)用充滿期待。”葉茂說。
但同時，許多化工企業(yè)在數(shù)據(jù)共享、算力儲備和對人工智能信任度等方面存在問題。
“我們在和企業(yè)交流過程中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)工程師與基于人工智能模型的人機協(xié)同，將在較長時間內(nèi)共存，二者需要經(jīng)歷一個磨合期?！比~茂分析說，傳統(tǒng)工程師習慣靠經(jīng)驗和專業(yè)知識優(yōu)化化工生產(chǎn)，更注重實踐操作；而基于專業(yè)大模型的智能體主要基于數(shù)據(jù)和算法作分析決策，更偏向數(shù)據(jù)驅(qū)動。同時，由于人工智能決策過程具有一定的“黑箱”特性，工程師難以完全理解其決策依據(jù)并相信結(jié)果的可靠性。
另外，許多企業(yè)對數(shù)據(jù)共享非常敏感，擔心核心信息泄露。葉茂表示：“一方面，我們建立嚴格的數(shù)據(jù)管理體系，采用知識產(chǎn)權(quán)共享等數(shù)據(jù)權(quán)益機制和數(shù)據(jù)增強技術(shù)等；另一方面，在應(yīng)用端采用大模型-智能體結(jié)構(gòu)，提供輕量化本地部署，將企業(yè)核心數(shù)據(jù)庫直接本地化部署，致力于實現(xiàn)數(shù)據(jù)隱私與模型效能的平衡?！?/p>
“建立智能化工生態(tài)需要時間。”葉茂說，這也提示智能化工大模型一定要打造成安全、可靠的行業(yè)大模型。
希望扮演更重要角色
展望未來，葉茂希望智能化工大模型在化工科技領(lǐng)域扮演更重要的角色?！拔覀兤谕ㄟ^化工大模型和智能體高效協(xié)同，建立‘實驗室小試—虛擬工廠—實際工廠’的化工新技術(shù)研發(fā)體系，破解化工過程逐級放大瓶頸。”他說。
劉中民表示，化工作為流程工業(yè)的本質(zhì)在于體系太復雜，“復雜到難以用精準的理論體系描述它”，而人工智能恰恰在解決復雜問題方面有優(yōu)勢。“基于智能化工大模型構(gòu)建的智能體有望具備構(gòu)建虛擬工廠的能力。原來從新技術(shù)、新工藝做到實體工廠可能需用10年，現(xiàn)在有望縮短到兩三年?！?/p>
葉茂還期待，未來在智能化工大模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建裝置運維和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的智能體，推動建成面向行業(yè)的智能化工應(yīng)用基地，形成智能化工的應(yīng)用新生態(tài)?！拔覀兿Ｍば袠I(yè)智能化升級，提高生產(chǎn)效率，保障本質(zhì)安全，進一步支撐能源革命、‘雙碳’目標與新型工業(yè)化?！?/p>
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