All‐nonlinear static‐dynamic neural networks versus Bayesian machine learning for data‐driven modelling of chemical processes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In recent decades, the utilization of machine learning (ML) and artificial intelligence (AI) approaches have been explored for process modelling applications. However, different types of ML models may have contrasting advantages and disadvantages, which become critical during the optimal selection of a specific data‐driven model for a particular application as well as estimation of parameters during model training. This paper compares and contrasts two different types of data‐driven modelling approaches, namely the series/parallel all‐nonlinear static‐dynamic neural network models and models from a Bayesian ML approach. Both types of AI modelling approaches considered in this work have shown to significantly outperform several state‐of‐the‐art steady‐state and dynamic data‐driven modelling techniques for various performance measures, specifically, model sparsity, predictive capabilities, and computational expense. The performances of the proposed model structures and algorithms have been evaluated for two nonlinear dynamic chemical engineering systems—a plug‐flow reactor for vapour phase cracking of acetone for production of acetic anhydride and a pilot‐plant for post‐combustion CO 2 capture using monoethanolamine as the solvent. For the validation data from the CO 2 capture pilot plant, root mean squared error (RMSE) for flue gas outlet temperature, flowrate and CO 2 concentration is 0.05%, 1.07%, and 5.0%, respectively, for the all‐nonlinear static‐dynamic neural networks and 0.1%, 1.75%, and 14.14%, respectively, for the Bayesian ML models. For the plug flow reactor data, the Bayesian ML models yield superior RMSE compared to the all‐nonlinear static‐dynamic neural networks when the measurement data are corrupted with Gaussian, auto‐correlated, or cross‐correlated noise.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».