一场化工AI大赛,点亮行业智能化的星星之火

原创 脑极体 2024-12-30 19:41


行业智能化,高度依赖于人才的创造力,今天已经是全社会的共识。但更能链接行业与技术的行业+AI交叉型人才,到底从何而来?这仍是一个不好回答,又必须回答的问题。


一次采访中,国内某理工科教师对我们提到:不要限制学生,不要轻视他们,不要小看他们,也不要画出框框架架。我们可以抛出非常难的问题,不要求标准答案,让他们主动去尝试、测试,甚至去二次开发。老师只是传递工具和展现工具基本用法的人,但千变万化的用法,需要学生自己由兴趣导向去解决。


但提出具有挑战性的难题,就难倒了不少高校。


以化工为例,大量问题和智能化需求,都是在矿山、油田、工厂里萌发的,老师和学生平时在“象牙塔”中,很少有机会接触到真实的产业难题,更别提把AI工具应用到场景中去解题了。而化工企业,又面临招人留人难,急缺智能化创新人才,迟迟难以推动AI在行业中规模化落地。


可能聪明的你已经想到了,为什么不能由产业来出题,让人才来答题呢?


今年6月,全国首届化工行业人工智能应用创新大赛正式启动,由中国石油和化学工业联合会主办,华为技术有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、化工人才交流劳动就业服务中心承办。


历时6个月,来自全国159所高校、89家企业,一共有394支团队,经过激烈的角逐,终于在12月29日,迎来了总决赛。


本次大赛十分具有特殊性与代表性。


特殊之处在于,探索了一种行业专有AI人才的培养模式。区别于过往AI赛事更多聚焦于计算机、编程等问题和数字人才,本次大赛首次全面聚焦于AI与化工行业融合的应用与人才培养;


代表性在于,大赛涌现出了众多优秀的AI应用案例,涵盖了化工行业生产的各个环节,从原料采购、生产过程控制到产品质量监测、物流配送等,为化工企业提供了丰富的实践参考和借鉴,成为一种行业智能化创新的重要途径。


接下来,我们就走进这片火热的赛场,看看新型化工AI人才如何在这里生长着、孕育着;智慧化工的星星之火,如何在这里被一一点燃。



“与AI的萍水相逢间,让传统工科就有了无限可能。”本次大赛一等奖的获奖队伍,天津大学化工学院的贺常晴同学,在获奖感言中说道。


此前,究竟是什么因素,阻碍了化工与AI的相逢呢?具体来说,化工行业与AI技术之间的鸿沟,来自几方面的缺失:



1.缺培养能力。隔行如隔山,高校还是以传统化工的教学大纲为核心,缺少化工+AI课程、教材,老师自己也在经历AI起步的“阵痛”,难以快速帮助学生系统性上手AI。


2.缺实践土壤。传统模式如校企联合培养,更多服务于课题,学术界与产业界融合待提高,技术成果难以在行业落地,企业又缺乏足够的研发能力和人才,行业应用创新难。


3.缺专属舞台。这两年来的AI大赛、开发者赛事等,较少涉及化工领域,无法提高行业AI人才的培养效率,需要一个聚焦化工智能化的专属舞台,激活行业内人才的创造力。


让化工与AI相逢,一场高水平、开放式的比赛竞技,无疑是快车道。能够聚合产学研多方力量,提出来自产业的真实难题,让化工学子和化工企业人才快速成长起来,孵化创新。


全国首届化工行业人工智能应用创新大赛,就填补了这个空白。



填平化工行业需求与AI技术发展之间的鸿沟,大赛首先需要解决的,就是让此前的种种缺失“从无到有,从有到优”。为此,大赛通过前期资源导入,收集了行业真实需求,提供了必需的算力,通过精心设计赛程机制,为人才与产业的双向奔赴,铺平了道路:


1.接入资源。华为联合青岛科技大学、华东理工大学,共同开发《AI赋能化工》系列课程,还带来昇腾算力,解决高校AI人才培训过程中算力缺乏的实际困难。


2.接入场景。大赛将产业中真实存在的共性问题带到了高校赛事中,众筹共建化工+AI场景应用。参赛团队既可以解决开放赛题,按照赛事主题和内容,自行选择化工人工智能场景,提供场景方案,也可以接受头部化工企业依据真实企业难题发布的揭榜挂帅命题,结合企业提供的真实场景及数据,来开发解难题。


3.接入舞台。赛程设置中,尤其鼓励校企联合,鼓励企业及院校组成混编队伍,优势互补。让学生有机会接触真实的工作环境和变化,激发人才对行业的兴趣。比如,中海油惠州石化有限公司、中南大学、深圳力维智联技术有限公司就共同组成了“炼智先锋”队,充分发挥产学研各自优势。


化工人才看到自己的作品与成果在产业界发光发热,会充满成就感,减少对传统学科的焦虑与迷茫,真正践行“AI一行,强一行”。



据统计,大赛共吸引了全国159所高校、89家企业的394支团队的老师/学生报名参加,孵化200+化工AI应用,识别了100+化工场景问题,涵盖化工基础研发到工业应用的各个环节,创新成果丰富多样。


可以看到,一场大赛,将学术界与产业界、象牙塔与真实场景、化工人才与AI技术,紧密地衔接在了一起。


当千千万万化工人才向产业而来,向前所未有的难题与挑战而来,便点亮了行业智能化的星星之火。



从参赛作品来看,化工人才的AI首秀,不仅解题思路和创意十分精彩,而且为行业企业贡献出了真切的实际价值。


华南理工大学的“重生之我在华工烧陶瓷”队伍,利用AI赋能建筑陶瓷配方智能优化,改良陶瓷配方,获得成本最优原材料比例,在佛山众陶联试点,显著降本增效,已实现一系列成果转化,获得了本次大赛的三等奖。


数字化转型领军化工企业——中海油惠州石化,在日常生产经营中,产生了对生产工艺进行整体智能优化的需求,于是联合中南大学、力维智联,发挥产学研各自优势,组成的“炼智先锋”队伍,基于多阶段生成式深度学习技术,挖掘海量生产数据价值,实现大型加氢裂解装置全流程参数智能优化决策,可以帮助惠州石化每年节约7900万元(以年炼油2200万吨计算),该案例也获得了大赛二等奖。


天津大学化工学院的“寻津陌路道常在”队伍,在一等奖的获奖感言中表示:期待AI给传统工科一个新的未来。该队伍将AI用于分离材料研发全流程,解决该领域研发范式变革“起步难”等共性难题,经过寻津1.0到3.0的多轮迭代,相关技术先后应用于“三废”处理、重质稠油降粘、重质油水乳液破乳等,为中石油、中石化等企业,累计带来经济效益超过5亿元。尤其在芯片清洗材料开发领域,实现了30天内从“零基础”到全流程贯通的快速研发,方案的创新性极强。



而大赛的特等奖团队“司南煤气化RTO”,则经过了近一年的探索,完成了极具挑战性的复杂课题——粉煤气化装置全球首套先进控制与实时优化一体化系统。以前,复杂的煤气化装置需要很有经验的老师傅才能做好,新人上手慢、易出错、效率较低。为此,杭州司南智能技术有限公司,与云天化、华东理工大学、华为等多方合作,基于盘古大模型技术,构建了全球首套融合了信息控制与实时优化的系统,将这套装置交给AI来操作,目前取得了比较好的效益,每年为工厂节省超千万元。



可以说,在广袤的产业场景中,才有象牙塔里想不到的问题,才有人才恣意施展才华的不设限的天空。


除了上述案例,本次大赛孵化的智能化场景与化工应用多达数百个,不仅让化工人才在实战中淬炼出了数字化技能,也为化工行业沉淀了大量化工AI资产和数字资产,未来通过规模化复制,行业智能化的星星之火,便有了燎原之势。



通过这次大赛的赛题,我们会发现,行业智能化的细分场景多,涉及的技术体系复杂,不同领域的工况和需求也是千差万别的。因此,没有一家企业或一个高校,有能力、有条件去独立完成所有化工场景的智能化。行业智能化升级,离不开一个重要条件,那就是产学研用一体化


近年来,关于产学研用一体化的政策密集出台,比如《“十四五”规划纲要》就明确提出要“形成以企业为主体、市场为导向、产学研用深度融合的技术创新体系”。


然而在实践中,如何用一种高效的方式,把学术界、产业界、政府、行业组织等各方力量聚合起来,打破不同角色之间的藩篱?还需要进一步探索出行之有效的手段。


而这场大赛,无疑就是一次成功的探索。


总结一下,一场大赛可以是产学研用一体化的凝聚点,也是行业智能化的跃迁点,快速拉近传统学科与AI的距离、产业与学术的距离。



从此次大赛中,我们不难看到化工行业的几个变化:


一是人才与产业走得更近了。通过将产学研资源为己所用,化工AI人才迸发出无尽潜能,由兴趣导向,找到大量解决产业难题的方案,孵化出的100多个场景和200多个应用案例,创新效果显著。


二是共识增强了。为期六个月的赛事,也是产学研各界频繁互动、密集交流的机会。决赛期间,中国石油和化学工业联合会、行业企业、高校、科研机构及华为等共10家机构共同发起《共建产教融合生态,共育化工AI复合型人才倡议》,其中提到,化工+AI复合型人才培养是一项系统性工程,需要政府部委、高校、科研机构和企业的共同努力。尤其强调,要强化产学研合作。


三是行业智能化的机遇空间,也进一步打开了。行业智能化方兴未艾,一场比赛当然是远远不够的,但可以发掘需求、引领前行。


比如决赛期间就有老师提出,本届大赛是由兴趣导向牵引,未来可以由场景和应用需求牵引,企业提供丰富的场景,建立统一的场景库,通过比赛就能找到解决方案。


对此,企业方面也在积极响应,比如华为联合云鼎科技、华东理工大学、青岛科技大学、深势科技、南京凯奥思等化工行业伙伴,深入山东能源集团等化工企业下属化工厂,共同梳理煤化工,精细化工和炼化等不同化工领域人工智能应用场景,多达100余个,未来将循序渐进落地。


所以说,大赛是起点,不是终点。以首届化工AI大赛作为跃迁点,这个国计民生重点行业和传统学科,跃入智能时代,焕发出全新的生命力。新型化工人才展现出的耀眼才华,正是未来智慧化工的星星之火。


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