Fel metel prin strategol hanfodol, mae telwriwm yn cael ei ddefnyddio'n bwysig mewn celloedd solar, deunyddiau thermoelectrig, a chanfod is-goch. Mae prosesau puro traddodiadol yn wynebu heriau fel effeithlonrwydd isel, defnydd ynni uchel, a gwelliant purdeb cyfyngedig. Mae'r erthygl hon yn cyflwyno'n systematig sut y gall technolegau deallusrwydd artiffisial optimeiddio prosesau puro telwriwm yn gynhwysfawr.

1. Statws Cyfredol Technoleg Puro Tellurium

1.1 Dulliau a Chyfyngiadau Puro Telwriwm Confensiynol

Prif Ddulliau Puro:

• Distyllu gwactod: Addas ar gyfer cael gwared ar amhureddau berwbwynt isel (e.e., Se, S)
• Mireinio parth: Yn arbennig o effeithiol ar gyfer cael gwared ar amhureddau metelaidd (e.e., Cu, Fe)
• Mireinio electrolytig: Yn gallu tynnu gwahanol amhureddau'n ddwfn
• Cludo anwedd cemegol: Gall gynhyrchu telwriwm purdeb uwch-uchel (gradd 6N ac uwch)

Heriau Allweddol:

• Mae paramedrau proses yn dibynnu ar brofiad yn hytrach nag optimeiddio systematig
• Mae effeithlonrwydd tynnu amhureddau yn cyrraedd tagfeydd (yn enwedig ar gyfer amhureddau anfetelaidd fel ocsigen a charbon)
• Mae defnydd uchel o ynni yn arwain at gostau cynhyrchu uwch
• Amrywiadau purdeb sylweddol o swp i swp a sefydlogrwydd gwael

1.2 Paramedrau Beirniadol ar gyfer Optimeiddio Puro Telwriwm

Matrics Paramedr Proses Graidd:

2. Fframwaith Cymwysiadau AI ar gyfer Puro Telwriwm

2.1 Pensaernïaeth Dechnegol Gyffredinol

System Optimeiddio AI Tair Haen:

1. Haen rhagfynegi: Modelau rhagfynegi canlyniad prosesau sy'n seiliedig ar ddysgu peirianyddol
2. Haen optimeiddio: Algorithmau optimeiddio paramedr aml-amcan
3. Haen reoli: Systemau rheoli prosesau amser real

2.2 System Caffael a Phrosesu Data

Datrysiad Integreiddio Data Aml-ffynhonnell:

• Data synhwyrydd offer: 200+ o baramedrau gan gynnwys tymheredd, pwysedd, cyfradd llif
• Data monitro prosesau: Canlyniadau dadansoddi sbectrometreg màs a sbectrosgopig ar-lein
• Data dadansoddi labordy: Canlyniadau profion all-lein o ICP-MS, GDMS, ac ati.
• Data cynhyrchu hanesyddol: Cofnodion cynhyrchu o'r 5 mlynedd diwethaf (1000+ o sypiau)

Peirianneg Nodweddion:

• Echdynnu nodweddion cyfres amser gan ddefnyddio dull ffenestr symudol
• Adeiladu nodweddion cinetig mudo amhuredd
• Datblygu matricsau rhyngweithio paramedr proses
• Sefydlu nodweddion cydbwysedd deunydd ac ynni

3. Technolegau Optimeiddio AI Craidd Manwl

3.1 Optimeiddio Paramedr Proses yn Seiliedig ar Ddysgu Dwfn

Pensaernïaeth Rhwydwaith Niwral:

• Haen fewnbwn: paramedrau proses 56-dimensiwn (wedi'u normaleiddio)
• Haenau cudd: 3 haen LSTM (256 niwron) + 2 haen wedi'u cysylltu'n llawn
• Haen allbwn: dangosyddion ansawdd 12-dimensiwn (purdeb, cynnwys amhuredd, ac ati)

Strategaethau Hyfforddi:

• Dysgu trosglwyddo: Hyfforddiant ymlaen llaw gan ddefnyddio data puro metelau tebyg (e.e., Se)
• Dysgu gweithredol: Optimeiddio dyluniadau arbrofol drwy fethodoleg D-optimal
• Dysgu atgyfnerthu: Sefydlu swyddogaethau gwobrwyo (gwella purdeb, lleihau ynni)

Achosion Optimeiddio Nodweddiadol:

• Optimeiddio proffil tymheredd distyllu gwactod: gostyngiad o 42% mewn gweddillion Se
• Optimeiddio cyfradd mireinio parth: gwelliant o 35% mewn tynnu Cu
• Optimeiddio fformiwleiddio electrolytau: cynnydd o 28% mewn effeithlonrwydd cyfredol

3.2 Astudiaethau Mecanwaith Dileu Amhuredd â Chymorth Cyfrifiadur

Efelychiadau Dynameg Moleciwlaidd:

• Datblygu ffwythiannau potensial rhyngweithio Te-X (X=O,S,Se, ac ati)
• Efelychu cineteg gwahanu amhureddau ar wahanol dymheredd
• Rhagfynegiad o egni rhwymo ychwanegion-amhuredd

Cyfrifiadau Egwyddorion Cyntaf:

• Cyfrifo egni ffurfio amhuredd mewn dellt telwriwm
• Rhagfynegi strwythurau moleciwlaidd chelating gorau posibl
• Optimeiddio llwybrau adwaith cludo anwedd

Enghreifftiau Cymwysiadau:

• Darganfod sgrynwr ocsigen newydd LaTe₂, gan leihau cynnwys ocsigen i 0.3ppm
• Dylunio asiantau cheleiddio wedi'u teilwra, gan wella effeithlonrwydd tynnu carbon 60%

3.3 Efeilliaid Digidol ac Optimeiddio Prosesau Rhithwir

Adeiladu System Efeilliaid Digidol:

1. Model geometrig: Atgynhyrchu 3D cywir o offer
2. Model ffisegol: Trosglwyddo gwres cyplyedig, trosglwyddo màs, a dynameg hylifau
3. Model cemegol: Cineteg adwaith amhuredd integredig
4. Model rheoli: Ymatebion system reoli efelychiedig

Proses Optimeiddio Rhithwir:

• Profi dros 500 o gyfuniadau prosesau yn y gofod digidol
• Adnabod paramedrau sensitif critigol (dadansoddiad CSV)
• Rhagfynegi ffenestri gweithredu gorau posibl (dadansoddiad OWC)
• Dilysu cadernid proses (efelychiad Monte Carlo)

4. Llwybr Gweithredu Diwydiannol a Dadansoddiad Buddion

4.1 Cynllun Gweithredu Cyfnodol

Cyfnod I (0-6 mis):

• Defnyddio systemau caffael data sylfaenol
• Sefydlu cronfa ddata prosesau
• Datblygu modelau rhagfynegi rhagarweiniol
• Gweithredu monitro paramedrau allweddol

Cyfnod II (6-12 mis):

• Cwblhau system efeilliaid digidol
• Optimeiddio modiwlau proses craidd
• Gweithredu rheoli dolen gaeedig peilot
• Datblygu system olrhain ansawdd

Cyfnod III (12-18 mis):

• Optimeiddio AI proses lawn
• Systemau rheoli addasol
• Systemau cynnal a chadw deallus
• Mecanweithiau dysgu parhaus

4.2 Manteision Economaidd Disgwyliedig

Astudiaeth Achos o Gynhyrchiad Telwriwm Purdeb Uchel Blynyddol o 50 tunnell:

5. Heriau a Datrysiadau Technegol

5.1 Tagfeydd Technegol Allweddol

1. Problemau Ansawdd Data:
   • Mae data diwydiannol yn cynnwys sŵn sylweddol a gwerthoedd coll
   • Safonau anghyson ar draws ffynonellau data
   • Cylchoedd caffael hir ar gyfer data dadansoddi purdeb uchel
2. Cyffredinoliad Model:
   • Mae amrywiadau mewn deunydd crai yn achosi methiannau model
   • Mae heneiddio offer yn effeithio ar sefydlogrwydd prosesau
   • Mae angen ailhyfforddi modelau ar gyfer manylebau cynnyrch newydd
3. Anawsterau Integreiddio Systemau:
   • Problemau cydnawsedd rhwng offer hen a newydd
   • Oedi ymateb rheoli amser real
   • Heriau gwirio diogelwch a dibynadwyedd

5.2 Datrysiadau Arloesol

Gwella Data Addasol:

• Cynhyrchu data proses yn seiliedig ar GAN
• Trosglwyddo dysgu i wneud iawn am brinder data
• Dysgu lled-oruchwyliedig gan ddefnyddio data heb ei labelu

Dull Modelu Hybrid:

• Modelau data cyfyngedig gan ffiseg
• Pensaernïaethau rhwydwaith niwral dan arweiniad mecanwaith
• Cyfuniad model aml-ffyddlondeb

Cyfrifiadura Cydweithredol Ymyl-Cwmwl:

• Defnyddio ar ymyl algorithmau rheoli critigol
• Cyfrifiadura cwmwl ar gyfer tasgau optimeiddio cymhleth
• Cyfathrebu 5G oedi isel

6. Cyfeiriadau Datblygu yn y Dyfodol

1. Datblygu Deunyddiau Deallus:
   • Deunyddiau puro arbenigol wedi'u dylunio gan AI
   • Sgrinio trwybwn uchel o gyfuniadau ychwanegion gorau posibl
   • Rhagfynegi mecanweithiau dal amhuredd newydd
2. Optimeiddio Hollol Ymreolaethol:
   • Cyflyrau proses hunanymwybodol
   • Paramedrau gweithredol hunan-optimeiddio
   • Datrys anomaledd hunangywirol
3. Prosesau Puro Gwyrdd:
   • Optimeiddio llwybr ynni lleiaf
   • Datrysiadau ailgylchu gwastraff
   • Monitro ôl troed carbon amser real

Drwy integreiddio dwfn â deallusrwydd artiffisial, mae puro telwriwm yn mynd trwy drawsnewidiad chwyldroadol o fod yn seiliedig ar brofiad i fod yn seiliedig ar ddata, o optimeiddio wedi'i segmentu i optimeiddio cyfannol. Cynghorir cwmnïau i fabwysiadu strategaeth "cynllunio meistr, gweithredu fesul cam", gan flaenoriaethu datblygiadau mewn camau proses hanfodol ac adeiladu systemau puro deallus cynhwysfawr yn raddol.