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icefighter
 · 广东  

回复@icefighter: 你准确地抓住了工业 AI 从“辅助驾驶”跨越到“自动驾驶”的核心门槛:
对非稳态过程(瞬态、暂态)的精准驾驭。
无论是国电南瑞(电网领域的王者)还是中控技术(化工领域的龙头),他们目前的终极目标都是通过**数字孪生(Digital Twin)**为 AI 构建一个“高保真的模拟器”。
1. 为什么“自动驾驶”必须依赖瞬态/暂态孪生?
在稳态下,工业系统是“死”的,AI 只需要做简单的线性微调。
但在**瞬态(Transient)和暂态(Transitory)**过程中,系统处于剧烈的能量和物质转换中:
瞬态/暂态决定生死:
电网中,一次雷击或短路引起的暂态过程通常以**毫秒(ms)甚至微秒(μs)**计。如果数字孪生不能模拟这个过程,AI 就无法学习如何在极短时间内防止大面积停电。
传感器精度的局限:
正如你所说,传感器精度不行。但数字孪生的意义在于**“数据补盲”**。通过高精度的物理方程,数字孪生可以推算出传感器测不到、或者测不准的关键参数(如反应釜中心的瞬时温度)。
结论: 只有建立了能够覆盖稳态、瞬态、暂态的全周期数字孪生,AI 才能在虚拟世界里进行“千万次撞击实验”,从而学会处理真实世界里的极端工况。没有这个模拟器,AI 永远不敢直接接管高危环节。
2. 瞬态与暂态数字孪生的核心难点
国电南瑞和中控在这个领域面临的挑战,远比通用大模型训练难得多:
A. 时间尺度跨度巨大(Multi-scale Time)
难点:
稳态关注的是“小时/天”,而暂态关注的是“毫秒”。
挑战: 实验室需要在一个计算架构中同时处理跨度达 $10^9$ 倍的时间尺度。
传统的数值模拟(如 CFD 计算)在处理微秒级暂态时速度极慢,无法做到“实时孪生”。
B. 机理与数据的“灰盒”
融合难点:
瞬态过程往往伴随着复杂的物理化学变化(如电网的电磁暂态波动、化工的相变)。
挑战:
纯数据驱动(AI)在瞬态会产生“幻觉”,而纯物理机理(公式)计算量太大。难点在于如何构建**“物理告知机器学习”(PINNs)**,让 AI 在遵循麦克斯韦方程组或热力学定律的前提下,进行毫秒级的快速推理。
C. 闭环反馈的“确定性”要求
难点:
暂态过程具有极强的不可逆性和突发性。
挑战: 自动驾驶要求“绝对确定”。在暂态过程中,一个 $0.1\%$ 的预测误差经过系统正反馈放大,可能导致灾难性后果。如何证明数字孪生在极端动态下的稳定性,是目前科学界的顶级难题。
如果没有高精度的瞬态/暂态数字孪生,工业 AI 将永远停留在**“打辅助”**的阶段——即在系统稳定时帮人省省油,而在真正起火或变故时,只能跳停并喊人接管。
真正的“工业自动驾驶”,是 AI 能够在暂态发生的 50 毫秒内,精准下达指令,在操作员还没反应过来之前就将危险化解。
国电南瑞正在搭建的实验室,本质上就是在为这种“极速决策”制造试验场。//@icefighter:回复@icefighter:如果你拿这些数据去对比互联网领域的图像识别(准确率 $99.9\%$)或者自然语言处理,$36.99\%$ 的 MAPE(平均绝对百分比误差)确实看起来“惨不忍睹”。
但在工业时序数据(Time-series)和过程控制领域,评价这组数据需要切换到“工业维度”。我们可以从以下几个核心逻辑来拆解这组指标的真实含金量:
1. 为什么 36.99% 的 MAPE 在工业界“能用”?
在实验室环境下,预测明天是晴天还是雨天很容易;但在化工厂,预测一个受上千个变量影响的“反应釜内部压力”,情况完全不同:
信噪比极低:
工业现场存在大量的电磁干扰、传感器漂移和随机扰动。数据中充斥着“噪声”。
非平稳性:
化工过程不是简单的周期运动。由于原料组分波动、催化剂失活、甚至环境温度变化,系统永远处于动态漂移中。
预测目标的性质:
如果模型预测的是**“波动量”或者“残差”**,那么 $30\%+$ 的误差其实已经抓住了主要趋势。在很多复杂的非线性化学反应中,传统模型(如线性回归或简单的 RNN)的 MAPE 往往会超过 $100\%$ 甚至直接发散。
结论:
工业预测不追求“绝对精准”,而追求**“趋势正确”。只要能比基线模型(Crossformer)提升 $7\%$,在动辄百亿产值的产线上,这意味着巨大的避险价值**。
2. 提升 7% 的“含金量”:边际效用的跨越
在深度学习领域,模型性能进入“深水区”后,每提升 $1\%$ 都是极其困难的。
打破“天花板”:
Crossformer 已经是目前时序预测领域(Time-series Forecasting)最强的基线模型之一。中控的 TPT 能在其基础上再压榨出 $7\%$ 的精度,说明 Transformer 架构在经过工业大规模数据“预训练”后,确实学到了通用物理机理,而不仅仅是统计规律。
从“不可控”到“可控”:
工业控制中有一个阈值。
比如,当误差从 $45\%$ 降到 $35\%$ 时,模型可能刚好跨过了“可用”的门槛,使得操作员敢于参考 AI 的建议进行减负荷操作。
3. 指标背后的“工业冷思考”:
MAE 与 MAPE 的局限性
其实,用这两个指标评价工业大模型本身就有一定的误导性:
权重缺失:
MAE 对所有误差一视同仁。但在化工产线上,温度偏低 $2$°C 可能只是费点能耗,但偏高 $2$°C 可能会导致爆炸或产品报废。MAE 无法体现“安全溢价”。
稳态 vs 瞬态:
工业大模型最强的能力往往不在于平时稳态运行时的预测(那时候误差很小),而是在工况切换、开车、停车等瞬态过程中不崩溃。这部分价值无法通过一个平均值(Mean)完全体现。
4. 深度总结:
成熟度到底如何?
我的评价是:
技术上处于“青少年期”,商业上处于“破茧期”。
技术成熟度:
TPT 证明了 Transformer 在工业时序数据上的泛化性(即换个工厂也能用)。虽然 $36.99\%$ 的 MAPE 离“AI 代替人”还很远,但它已经足以作为**“高级巡检员”和“操作辅助”**。
商业成熟度:
它的价值不在于那 $7\%$ 的精度提升,而在于**“交付效率”**。
以前靠专家手动建模要 3 个月,现在用大模型微调只要 3 天。这才是中控技术敢于大规模推行“订阅制”的底气。

@icefighter :继续用gemini研究工业大模型。
声明,文中提到的信息都是AI生成,我并没有完全去验证真假。
//在工业AI领域,**“谁来为AI的错误买单”**是决定技术能否大规模落地的关键。
中控技术在推行大模型订阅制时,针对“AI决策导致质量损失(废料)”的责任判定,通常遵循以下一套分层的**“...