| Аннотация |
Современные вызовы в сфере переработки стратегического минерального сырья требуют внедрения интеллектуальных и энергоэффективных технологий, обеспечивающих устойчивое повышение производительности и снижение зависимости от импортных решений. Одним из ключевых направлений развития становится создание отечественных систем улучшенного управления технологическими процессами (СУУТП), способных в реальном времени адаптироваться к изменчивости состава минерального сырья и параметрам оборудования.
Проект направлен на проведение исследований и разработку отечественной наукоёмкой технологии интеллектуального управления технологическим оборудованием и контрольно-измерительными системами, обеспечивающей повышение эффективности извлечения редкоземельных металлов (РЗМ) при обогащении, снижение эксплуатационных затрат, рост энергоэффективности и технологическую независимость предприятий горнометаллургического комплекса.
Работы реализуются в рамках достижения задач национального проекта «Технологическое лидерство», ориентированного на укрепление технологического суверенитета Российской Федерации и создание
конкурентоспособных промышленных цифровых решений мирового уровня.
В рамках проекта планируется создание комплексной научно-технической платформы, объединяющей:
- новые физические и виртуальные датчики для непрерывного контроля технологических параметров;
- расширенные измерительные системы, включая гиперспектральные методы анализа и нелинейную фильтрацию сигналов;
- интеллектуальные алгоритмы анализа данных и машинного обучения, адаптированные к изменчивости состава минерального сырья и эксплуатационных условий;
- цифровые модели оборудования и процессов, которые позволят реализовать предиктивную аналитику и адаптивное управление.
Проект предполагает разработку, лабораторную апробацию и опытно-промышленные испытания интеллектуального программно-аппаратного комплекса управления (ПАК), а также создание собственной производственной линии для серийного выпуска отечественных решений (не менее 30 комплектов за 5 лет).
В ходе реализации проекта будут получены следующие результаты и характеристики прототипа:
1) Реализация интеллектуальной системы улучшенного управления технологическими процессами (СУУТП), интегрированной с цифровыми моделями и виртуальными сенсорами.
2) Предиктивное управление технологическими параметрами с использованием методов оптимального и многопараметрического регулирования (APC/MPC).
3) Создание модульной архитектуры программно-аппаратного комплекса (ПАК), совместимой с действующими производственными линиями без глубокой модернизации.
4) Повышение эффективности управления процессами флотации, измельчения, гидрометаллургии и классификации за счёт гибридного анализа данных.
5) Обеспечение реального времени сбора, обработки и анализа многоканальных сигналов с точностью измерений не хуже ±1 %.
Планируемые технические показатели эффективности:
- увеличение извлечения редкоземельных металлов — на 2,5–7 %;
- снижение волатильности параметров технологического процесса — до 5 %;
- оптимизация расхода реагентов — до 7-15 %;
- повышение энергоэффективности — не менее чем на 2,5%;
- сокращение эксплуатационных затрат — до 5-8 %.
Научная новизна проекта заключается в интеграции расширенной сенсорики, цифровых моделей узлов и агрегатов высоконагруженного оборудования и интеллектуальных алгоритмов управления в единую отечественную технологическую платформу.
Основные инновационные отличия:
- использование виртуальных датчиков и моделей состояния процессов, обеспечивающих оценку параметров без необходимости физического дублирования измерений;
- разработка алгоритмов самообучающегося управления, адаптируемых к изменению состава руд и нестабильным условиям обогащения;
- применение гибридных моделей на стыке физико-математического моделирования работы оборудования и MLподходов;
Реализация импортонезависимой архитектуры, исключающей использование зарубежных компонентов и ПО (в отличие от решений Siemens, Metso Outotec АСТ, Honeywell, Сonundrum, Rocket Control, Belka Digital, Intelli Sense и др.).
По совокупности характеристик технология имеет превосходство над отечественными аналогами, обеспечивая более высокий уровень адаптивности, точности прогнозирования и экономической эффективности.
Реализация проекта позволит:
- создать национальную систему улучшенного управления технологическими процессами (СУУТП) для предприятий по обогащению и переработке РЗМ;
- повысить производительность и экономическую эффективность производства;
- снизить эксплуатационные затраты;
- сократить экологическую нагрузку за счёт оптимизации режимов работы оборудования и уменьшения потребления реагентов и их сброса в хвостохранилища;
- обеспечить технологическую независимость и экспортный потенциал отечественной разработки.
Потенциальными потребителями технологии станут предприятия горнодобывающей и металлургической промышленности, государственные корпорации, промышленные холдинги и научно-исследовательские центры, ориентированные на внедрение интеллектуальных систем управления и мониторинга.
В результате выполнения проекта будет создана отечественная наукоёмкая технология управления технологическими процессами извлечения редкоземельных металлов, обеспечивающая рост эффективности, снижение затрат и повышение промышленной безопасности.
Полученные научно-технические решения станут основой для формирования импортонезависимых цифровых промышленных систем нового поколения, способствующих достижению целей национального проекта «Технологическое лидерство» и укреплению технологического суверенитета Российской Федерации.
|
