11月12日消息,据化学行业门户Quimica.es报道,奥地利格拉茨工业大学(TU Graz)跨学科研究团队开发的CLARA(CLustering AlgoRithm Austria)工具,正让大规模工业生物反应器的建模与控制显著提速。

工业级生物反应器体量巨大,温度、pH值和溶氧的微小波动即可决定工艺成败,但传统上依赖计算流体力学(CFD)的详细模拟计算成本高昂,难以直接用于在线控制。CLARA的核心是一套基于人工智能的聚类流程:将较短时长的CFD模拟产生的数百万数据点自动聚类为5至50个互连区室,把过去需要专家经验手工完成的降阶建模过程全自动化,并保持数学精确性。

该工具特别强调物理一致性:简化模型常见的质量平衡失准问题(例如培养过程中生物体耗气与营养需求的动态变化)被显式约束,从而在大规模场景下仍给出可信结果,能够识别混合不足的死区与高剪切区域。据信源,经过降阶后模拟计算速度最高可提升约一万倍,同时保留关键物理效应信息。

团队指出,CLARA的应用并不限于生物反应器,还可用于CO2捕集反应器和电池电极生产等过程。目前该工具已作为开源软件发布,研究者认为其在实时映射与优化工艺的数字孪生方向潜力最大。对流程工业而言,此类AI降阶模型是打通'高保真模拟→在线优化控制'链路的关键使能技术,与大型化企正在推进的AI过程控制部署形成呼应。 (来源:Quimica.es)