Het zal nog wel even duren voordat computers zelfstandig chemische fabrieken kunnen ontwerpen. Maar meedenken met menselijke procestechnologen kan een AI inmiddels wel.

In eerste instantie studeerde Artur Schweidtmann werktuigbouwkunde. Maar tijdens een verblijf aan Carnegie Mellon University (VS), werd hij gegrepen door procestechnologie. Vervolgens schreef hij zijn masterscriptie in Cambridge (VK), waar ook zijn interesse in AI, artificial intelligence, werd gewekt. Zo maakte hij zich een bijzondere combinatie van vakdisciplines eigen, waarmee hij, na zijn promotie aan de RWTH in Aken, meteen kon beginnen als universitair docent aan de TU Delft. Sinds eind 2020 loopt daar een grootschalig AI Initiative, dat alle acht faculteiten bestrijkt en 24 nieuwe AI-labs moet opleveren met budget voor 48 tenure trackers en 96 promovendi. ‛They’re hiring like crazy’, zo vat Schweidtmann het samen. Inmiddels is hij voldoende ingewerkt om ‘like crazy’ te publiceren. Deze zomer verschenen binnen één week drie preprints op arXiv. Samen geven zij een aardig beeld van zijn ideeën voor de toekomst.

Little & Perry

Om die ideeën te begrijpen, moet je weten dat de klassieke chemische technologie is gebaseerd op zogeheten unit operations. Die term is in 1916 gemunt door Arthur D. Little, oprichter van het gelijknamige adviesbureau, maar is vooral bekend dankzij Perry’s Chemical Engineering Handbook. Deze ‘technologenbijbel’ stamt uit 1934 en er verschijnen nog steeds herziene drukken, voor het laatst in 2018. Volgens Perry is elke reactor, destillatiekolom, warmtewisselaar, pomp of ander apparaat een unit operation; een bouwsteen voor een chemische fabriek. De truc is dat je al die bouwstenen apart ontwerpt, waarbij naburige unit operations enkel de randvoorwaarden bepalen. Zo’n opsplitsing in hapklare brokken vereenvoudigt het rekenwerk enorm en als je je papieren ontwerp vertaalt naar roestvast staal, weet je bijna zeker dat het resultaat correct zal functioneren. Ook zonder computersimulaties. De huidige chemische industrie stamt immers grotendeels uit de tijd dat die er nog niet waren.

In eerste instantie wordt zo’n basisontwerp vastgelegd in een flowsheet. Elk onderdeel is daarin weergegeven als een symbool, met verbindende lijntjes die de leidingen voorstellen. Die symbolen, die alleen het type unit operation aangeven en niet de constructieve details, zijn al vele tientallen jaren gestandaardiseerd. En dat is essentieel voor Schweidtmanns benadering. Die begint namelijk met een algoritme dat zo’n