Разработка и тестирование прототипа программного комплекса рекомендательной системы на основе технологии автономного адаптивного управления для оптимизации расхода ферросплавов, электроэнергии и других ресурсов в процессе внепечной обработки стали

Отчет 78 с., 1кн., 15 рис., 9 табл., 16 источников. внепечная обработка стали, оптимизация расхода ферросплавов, сокращение времени внепечной обработки, автономное адаптивное управление, нейрон, модель нейрона, нейросеть, самообучение, рост нейросети, база знаний, поиск решений по базе знаний Цель НИОКР «Разработка и тестирование прототипа программного комплекса рекомендательной системы на основе технологии автономного адаптивного управления для оптимизации расхода ферросплавов, электроэнергии и других ресурсов в процессе внепечной обработки стали» - подтверждение возможности решения научно-технических проблем: - предиктивный анализ развития ситуации в реальном времени в плохо формализуемой прикладной области; - обучение и переобучение нейросети в ходе деятельности системы, без специальных остановок; - постоянного повышения точности рекомендаций по оптимизации расхода ферросплавов и других ресурсов с учетом изменений параметров сырья и оборудования. В результате проведения НИОКР были достигнуты следующие результаты: 1. Разработаны все заявленные модули программного комплекса, а именно: - модуль получения данных с контроллеров дуговой сталеплавильной печи и установки "печь-ковш" и/или цеховой АСУТП в реальном времени; - модули нейросети, обеспечивающие рост нейросети при появлении на ее входах данных, которые не встречались при настройке по историческим данным - для автоматической адаптации к появлению новых технологических карт, фактическому изменению в химическом составе компонентов, к изменениям в параметрах оборудования; - нейросетевой модуль распознавания входных условий и действий сталевара; - модуль оценки результатов действия сталевара с точки зрения достижения целевых показателей; - модуль базы знаний для хранения цепочек "исходное состояние  действие  результат  оценки" и поиска решений (рекомендуемых действий) для выбранных исходных состояний и заданных целевых параметров; - модуль подготовки рекомендаций сталевару; - модуль визуализации рекомендаций; - методика тестирования и оценки эффективности; - модуль для помощи технологу при создании новых технологических карт на основе информации из системы, в том числе с учетом синтезированных знаний по уже освоенным технологическим картам и маркам стали; - модуль "обмена знаниями" между программными комплексами, работающими на разных установках "печь-ковш" на одном предприятии; 2. Подготовлены руководство администратора и руководство пользователя для эксплуатации программного комплекса. 3. Было проведено тестирование прототипа с последующим устранением выявленных недочетов, в том числе с корректировкой алгоритмов. По результатам проведенных работ было подтверждено, что программный комплекс полностью соответствует заявленным в Техническом задании параметрам: - система осуществляет предиктивный анализ развития ситуации в реальном времени в плохо формализуемой прикладной области; - обеспечено непрерывное обучение и переобучение нейросети в ходе деятельности системы, без необходимости остановок системы; - достигнуто постоянное повышение точности рекомендаций по оптимизации расхода ферросплавов и других ресурсов с учетом изменений параметров сырья и оборудования. Все задачи, поставленные в НИОКР, были решены в полном объеме. Программный комплекс прошел тестирование и продемонстрировал работоспособность на оборудовании, параметры которого соответствуют требованиям Технического задания. Корректировки алгоритмов позволили устранить выявленные недочеты и обеспечить стабильную работу системы. Результаты выполнения НИОКР могут быть непосредственно внедрены на металлургических предприятиях для оптимизации процессов внепечной обработки стали. Программный комплекс рекомендуется к использованию на предприятиях выполняющих внепечную обработку стали, что приведет к снижению затрат на сырье и электроэнергию. Работы были выполнены в соответствии с Техническим заданием и Календарным планом, все этапы завершены в срок. Программный комплекс продемонстрировал соответствие количественным и качественным показателям, установленным в Техническом задании, а научный уровень выполненной работы соответствует современным достижениям в области автономных систем управления и искусственного интеллекта. Таким образом, цели НИОКР были полностью достигнуты, а созданный программный комплекс готов к внедрению на производстве.