Разработка методов построения и моделей функционирования цифровой платформы управления транспортно-технологическими процессами при добыче минерального сырья

Представленный проект следует рассматривать, как один из элементов решения актуальной научно-технической проблемы – цифровой трансформации базовых отраслей промышленности, связанных с добычей и переработкой минерального сырья. В рамках проекта предполагается решить ряд научных и инженерных задач, направленных на разработку методов и технологий построения интеллектуальной гео-платформы для управления транспортно-технологическими процессами при извлечении минерального сырья. Рассматриваемые процессы представляют собой сложную инженерно-техническую систему, включающую различные типы устройств и механизмов, совместное функционирование которых не выражается простыми аналитическими зависимостями. Эта система характеризуется: - пространственной распределенностью основных параметров; - нелинейностью и стохастичностью связей между ними, вызванных динамическими изменениями состояния горно-технологической и горно-геологической среды; - отсутствием универсального и формализуемого критерия оптимальности функционирования; - использованием множества эмпирических и экспертных правил при планировании горных работ и управлении процессами добычи и транспортировки минерального сырья. Следует отметить несколько факторов, которые определяют актуальность и реальную возможность решения обсуждаемой проблемы, а именно: 1. Имеется реальный запрос общества на создание разумного (эффективного, безопасного, безлюдного)горного предприятия, который обусловлен: - неизбежными потерями жизни и здоровья людей, занятых на опасных производствах; - усложнением условий эксплуатации и качества рудного сырья эксплуатируемых и перспективных месторождений; - ресурсными ограничениями на эксплуатацию и развитие месторождений. 2. Активно внедряются новые автоматизированные системы мониторинга и управления, которые отличаются от ранее создаваемых: - наличием навигационных приемников ГЛОНАСС/GPS, которые устанавливаются на все мобильные объекты и обеспечивают высокоточное позиционирование, необходимое для осуществления оперативного мониторинга и управления парком горнотранспортного оборудования; - наличием «умных» измерительных устройств на основе различных физических принципов контроля параметров технологических процессов, способных хранить и анализировать информацию; - включением в технологические процессы роботизированных и автономных робототехнических устройств; - возможностью использования мощных современных аппаратно-программных систем, обеспечивающих непрерывный мониторинг большого числа гео-физических, горно-технических и горно-технологических параметров. 3. Развиваются технологии хранения, обработки и анализа больших массивов разнородной информации. В настоящее время наиболее интенсивно ведутся исследования и разработки в сфере создания автономных роботизированных систем грузоперевозки при проведении горных работ в карьерах. . Таким образом, при формировании предложенного проекта учитываются современные тенденции развития информационных технологий, а также технологий применения автономного транспорта, а основной упор сделан на разработку оригинальных подходов, учитывающих особенности транспортно-технологических операций добычи минерального сырья открытым способом. Научная новизна проекта заключается в следующем: 1. В создании методики построения и архитектуры унифицированной цифровой многоуровневой платформы, обеспечивающей общий интерфейс для сбора, агрегации, систематизации, обработки и анализа разнородной информации о состоянии транспортно-технологического комплекса; 2. В разработке универсальных относительно технологий извлечения минерального сырья алгоритмов решения ряда функциональных задач транспортно-технологического комплекса с использованием оперативных вычислительных моделей, построенных в единой инструментальной среде на основе когнитологических подходов и методов машинного обучения. 3. В разработке оригинальных методов и средств моделирования процессов взаимодействия объектов (в том числе, автономных) транспортно-технологического комплекса, с использованием физических и виртуальных моделей.