AI驅動的配方優化：機器學習在加氫石油樹脂性能預測中的應用

加氫石油樹脂的性能受配方中多種因素影響，通過機器學習可對其性能進行預測，從而實現配方優化，具體應用如下：

數據收集與預處理：先需要收集大量與加氫石油樹脂相關的數據，包括原材料的種類、比例、生產工藝參數（如反應溫度、壓力、反應時間等）以及對應的產品性能數據（如軟化點、粘度、酸值、色相、拉伸強度等），這些數據來源廣泛，可來自工廠生產記錄、實驗室實驗數據等。由于原始數據可能存在噪聲、缺失值等問題，需進行預處理，如通過數據清洗去除異常值，采用插值法等填補缺失值，對數據進行標準化或歸一化處理，以便于機器學習模型更好地學習和處理。

特征選擇與提取：加氫石油樹脂配方和生產過程中的眾多因素并非都對性能有顯著影響，可利用機器學習中的特征選擇算法，如主成分分析（PCA）、線性判別分析（LDA）等，篩選出對加氫石油樹脂性能影響較大的關鍵特征，如原料中芳香烴含量、催化劑種類及用量等。此外，還可根據化學知識和經驗，提取一些衍生特征，如原料的某種比例關系等，作為模型的輸入。

模型選擇與訓練：根據加氫石油樹脂性能預測的特點和數據類型，選擇合適的機器學習模型。常見的有線性回歸模型，可用于預測一些與配方成分呈線性關系的性能指標，如某些添加劑含量與粘度的關系；決策樹和隨機森林算法，能處理非線性關系，可用于分析復雜配方對軟化點等性能的影響，隨機森林還能通過特征重要性評估，進一步確定關鍵影響因素；支持向量機（SVM）在小樣本數據下也能有較好表現，可用于預測如酸值等性能；神經網絡模型，尤其是深度學習中的多層感知機，具有強大的非線性擬合能力，可用于處理高度復雜的性能-配方關系，能綜合考慮多種因素對加氫石油樹脂拉伸強度等性能的影響。使用收集到的預處理后的數據對選定模型進行訓練，調整模型參數，使其在訓練集上能較好地擬合數據，學習到配方與性能之間的潛在關系。

模型評估與優化：采用交叉驗證等方法，如十折交叉驗證，將訓練數據劃分為多個子集，輪流將其中一個子集作為測試集，其余子集作為訓練集，對模型進行多次訓練和測試，評估模型的準確性、泛化能力等指標。若模型性能不佳，可通過調整模型參數、增加數據量、嘗試不同的特征組合等方式進行優化，或更換更合適的模型。

性能預測與配方優化：經過評估和優化后的模型，可用于預測不同配方下加氫石油樹脂的性能。根據預測結果，反向設計出滿足特定性能要求的配方，例如，若希望提高加氫石油樹脂的軟化點，可通過模型預測哪些原料比例或工藝參數的調整能達到這一目標，然后進行實驗驗證。通過不斷重復預測 - 實驗 - 優化的過程，逐步找到合適的配方，實現 AI 驅動的配方優化。

本文來源：河南向榮石油化工有限公司 http://m.cheng114.com/