АННОТАЦИЯ 2
1 ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ОБЪЕКТА 5
1.1 Развитие доменного производства 5
1.2 Схема доменной печи 9
1.3 Процесс доменной плавки 11
2 УПРАВЛЕНИЕ ДОМЕННЫМ ПРОЦЕССОМ 14
3 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЕЕ АКТУАЛЬНОСТЬ .... 17
4 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ДАННЫХ 18
4.1 Анализ и обработка исходных данных 18
4.2 Построение модели 27
5 ОПТИМИЗАЦИЯ 32
5.1 Описание оптимизационной задачи 32
5.2 Результаты оптимизации 33
6 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ НА ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ 35
7 ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА 37
7.1 Оптимизация на статистических данных за неделю 37
7.2 Оптимизация на статистических данных за месяц 44
8 ОПИСАНИЕ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 58
В современной цивилизации основным конструкционным материалом является железо. Производство железа имеет трехтысячелетнюю историю, начиная с плавки металла на кострах в глиняных горшках до сегодняшних промышленных гигантов. Высокая потребность общества в конструкционных материалах привела к развитию металлургии и созданию технологии доменного производства. На сегодняшний момент развитие доменного производства в большей мере происходит по пути интенсификации уже существующих производств. Это означает что металлургические предприятия стремятся увеличивать производительность за счет использования более эффективных средств производства, тем самым усовершенствуя организацию труда и технологические процессы. Стремясь максимально эффективно использовать производственный потенциал, специалисты по оптимизации и управлению воплощают последние достижения научно-технического прогресса.
Основная задача стоящая перед металлургами удовлетворить возрастающую потребность общества в железных материалах при сокращении ресурсной базы. Решение этой задачи определяет логику развития доменного производства. Применение современных методов управления производственным процессом выплавки чугуна позволяет максимально автоматизировать доменный процесс.
Эффективным решением для автоматизации доменного процесса является создание интеллектуальной системы управления эффективностью доменной плавки, основанной на математических зависимостях, описывающих технологический процесс.
Для повышения эффективности доменного процесса предложен подход управления при помощи экспертной системы, основанный на моделировании работы доменной печи и оперативной стабилизации параметров на основе полученных математических моделей.
В работе перелагается использовать линейную регрессию для идентификации модели влияния управляемых параметров (содержание кислорода в дутье, температура горячего дутья, расход дутья, доля агломерата в шихте, содержание СО и СО2, содержание руды в шихте, уровень засыпи, расход природного газа) на производительность и расход кокса. Полученные модели были использованы в оптимизации в качестве целевых функций. Оптимизационная задача была поделена на две составляющие: оптимизация по критерию максимума производительности чугуна и минимума расхода кокса. На основе результатов полученных при решении оптимизационной задачи был проведен расчет экономического эффекта. Данный расчет показал, что экономия наблюдается, при том значительная. Это говорит о полезности данного алгоритма на производстве. Для того чтобы мастер самостоятельно мог выполнять необходимые расчеты, в данной работе так же была предложена концепция экспертной системы, которая была протестирована на примерах месячных и недельных данных.
Такая система является полезным инструментом для операторов доменной печи. Данная система позволяет мастеру моделировать поведение печи и основываясь на результаты прогноза и собственный опыт мастер может принимать верное решение по отношению управляющих воздействий.
