Автоматизированное проектирование модельного и алгоритмического обеспечения при разработке цифровых двойников технологических процессов коксования для производства продукции с заданными свойствами (РНФ-95/КФ-997)

Проект направлен на получение научно-технологического результата в ходе решения актуальной научной проблемы, заключающейся в необходимости создания и верификации эффективного модельного и алгоритмического обеспечения цифровых двойников технологических процессов коксования. Создание и использование таких цифровых двойников является актуальным научным направлением поиска путей повышения эффективности производства кокса и смежных продуктов в условиях необходимости обеспечения их заданных свойств, важных с точки зрения технологического цикла потребителей такой продукции. На основе создаваемых в ходе выполнения научного проекта элементов модельного и алгоритмического обеспечения, верифицированного на основе данных лабораторных исследований, будет сформирован задел для практического тиражируемого использования цифровых двойников технологических процессов коксования. Содержание проекта предполагает выполнение научно-исследовательских работ по следующим направлениям, обеспечивающим достижение результатов проекта: - создание и первичное наполнение базы данных, включая проведение лабораторно-экспериментальных исследований технологических процессов коксования с лабораторным воспроизведением различных вариантов в части используемого сырья, условий выполнения технологических процессов коксования, целевых продуктов коксования и их свойств, что позволит осуществить первичное наполнение базы данных для формирования модельного и алгоритмического обеспечения; - разработку моделей элементов технологических процессов коксования и используемого при его выполнении вариантов технологического оборудования в форме аналитических и расчетно-имитационных моделей физических, физико-химических, гидравлических, термодинамических и других процессов в необходимой для достижения целей полноты базового модельного описания вариантов производства продукции коксования с заданными свойствами; - разработку алгоритмического обеспечения в части методов и алгоритмов автоматизированного формирования актуальных для цифровых двойников типов моделей, формируемых на основе данных модели данных, включая модели машинного обучения и искусственного интеллекта, модельные схемы их комбинирования между собой и гибридизации с моделями других типов, а также модели, эффективно сформированные с учетом ограничений аппаратно-технического обеспечения; - разработку и апробационное применение алгоритмов формирования интерпретируемых модельных представлений, позволяющих осуществлять представление результатов модельного описания и расчета в экспертно-анализируемой форме для обеспечения свойства объяснимости в процессе построения и поддержки принятия решений по обеспечению заданных свойств продукции при эксплуатации цифровых двойников; - разработку алгоритмического обеспечения в части оптимизационных алгоритмов, обеспечивающих эффективное решение оптимизационных задач, к которым принадлежат задачи выбора оптимальных параметров и сырья для технологических процессов коксования, с целью получения продукции с заданными свойствами. Выполнение проекта буде осуществляться междисциплинарным коллективом, имеющим существенный опыт при выполнении научных исследований в области химических технологий, в области разработки модельного и алгоритмического обеспечения, включая технологии машинного обучения и искусственного интеллекта, для диверсифицированных по назначению технологических систем, а также в области разработки и моделирования технологического оборудования.