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泰和新材化工科研AI辅助系统开发项目启动会顺利召开

2024.05.20 1550 字号 A- A A+

近日,泰和新材与国工智能在AI辅助研发领域达成合作,项目启动会如期召开。泰和新材副总裁马千里、国工智能CEO柳彦宏、AI研究院李院长在启动会上分别致辞,对项目给予了高度的重视。双方表示,希望通过此次化工科研AI辅助系统开发项目的合作,填补高分子材料研发工具的空白。同时,双方项目团队对项目背景、项目人员配置、项目实施进度等内容进行了对接与沟通,为项目顺利完成夯实了基础。



高分子材料等传统的化工行业研发面临着研发周期长、实验成本高、材料结构-性能关系复杂,以及市场需求动态变化等痛点。数字化转型通过引入人工智能和计算建模等先进技术,为行业变革提供动力。这些工具可以通过虚拟实验加速创新,从而缩短研发周期。数字化转型带来的数据分析能力可以从大量数据中挖掘潜在规律来增强决策从而降低新材料的研发风险。从本质上讲,传统化工行业(尤其是聚合物材料研发领域)数字化转型的关键在于缩短研发周期,提高发现目标材料的效率,并在快速发展的全球格局中确保竞争力。

由于高分子材料的特性源于不同空间和时间尺度上的相互作用,高分子材料的开发需要对其多级结构和行为具备极深的理解。目前高分子模拟仿真缺少自动化建模工具,现有建模手段通常需要手动完成,效率低下,依赖于个人经验,仅适用于简单体系,难以处理支化交联并且包含多种单体的高分子材料,难以兼顾模拟尺度和精度。

因此,复杂高分子体系的研发,迫切需要一款能覆盖“单体-长链分子-聚合物”等多尺度的模拟仿真能力的强有力工具。


聚合物结构与性能预测:



当需要研发满足某特定功能的新高分子材料时,研发者可以利用性能预测模型快速筛选出具备潜力的单体分子,再利用分子量分布预测方法评估该单体在给定聚合条件下得到的分子量分布,然后基于单体、分子链和反应条件进行更准确的性能预测,如果满足需求则进行实验验证,从而显著的缩小需要搜索的化学空间。最后利用工艺优化算法确定最优的合成条件从而完成单体-结构-合成条件的研发流程。


案例2展示:



左图为某类高分子材料断裂伸长率预测结果(R2=0.96),右图为断裂强度预测结果(R2=0.90)(数据已进行脱密处理)。


案例2展示:



上图为某类高分子材料聚合后数均分子量(线性相关系数为0.98)预测结果,即使对聚合体系进行了等比例缩小,预测值和实验值仍然具有良好的线性相关性(数据已进行脱密处理)。



目前常规的高分子材料方法依赖于实验试错法,即使将量化计算方法、计算机建模和人工智能结合起来,开发了高分子材料研发平台,覆盖单体分子筛选,聚合后分子量预测,力学性能预测和工艺优化等环节,填补了高分子研发工具的空白。

目前,高分子材料在国防航天、电子工业、汽车工业、建筑行业等诸多领域得到了广泛的应用,已经成为人类生产和生活中重要的一部分。本次开发的AI辅助研发平台覆盖了分子-结构-工艺-性能四个主要模块,具有较好的普适性。目前该平台目标以满足高分子纤维研发为主导同时兼顾橡胶和塑料等高分子材料,在同行业中具备可推广性。



泰和新材集团股份有限公司(泰和新材002254)创建于1987年,是一家集高分子新材料科技公司、特种面料ODM全球工厂、新能源系统解决方案提供商、绿色化工制造商于一体的科技型新材料企业;是专业从事高性能纤维研发、生产及应用开发的国家级高新技术企业,拥有国家级企业技术中心,在我国率先实现了氨纶、间位芳纶和对位芳纶的产业化生产,先后填补国内高性能纤维领域的多项空白。泰和新材依托核心的技术创新能力和完善的产业链服务,聚焦高性能纤维主业,进行原创性、引领性技术攻关,持续优化产业结构和营销模式,成为国际高性能纤维产业龙头企业;开拓新能源汽车、智能穿戴、绿色制造、信息通讯、生物基材料、绿色化工六大新赛道,加速成为新材料行业的趋势引领者。



国工智能是一家专业为流程制造业提供人工智能决策控制整体解决方案及落地服务的国有参股高新技术企业,聚焦化工新材料、医药、食品、新能源四大流程工业,专注于利用人工智能、大数据等技术解决流程制造业海量数据下复杂场景的智能化数字化需求,为客户提供智能研发、智能实验、智能生产、智能装备等人工智能整体解决方案。目前,公司已经成为化工新材料行业人工智能决策控制领域的领跑者。

公司在AI+流程制造业领域深耕多年,客户遍布全国,已成功为万华化学、中国节能、京博石化、金发科技、九目化学、八亿时空、奥莱德、华润三九药业、蓝帆医疗等客户提供智能化解决方案服务。秉承“利于国,精于工”的企业发展理念,以领先的AI技术深度赋能中国传统制造企业,推动国家制造业转型升级、以工匠精神为中国智造赋能。努力成为科技创新和产业革命的引领者,为中国实体经济崛起、中国制造业弯道超车贡献力量。