ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ — В МЕТАЛЛУРГИЮ

Основная экспертиза компании сосредоточена на повышении общей эффективности всего комплекса аглодоменного производства.

Мы имеем опыт оптимизации режимов работы отдельных агломерационных агрегатов. Но считаем более эффективным и результативным оптимизировать работу доменного производства при обязательном учете существующей технологии агломерации и подготовки шихты.

Способов и подходов к повышению общей эффективности существует несколько:

• Подбор более оптимальных составов шихты (для конкретной ДП)
• Подбор более оптимальных «обобщенных характеристик» загружаемых компонентов(рудная нагрузка, основность, темп подачи...) для планирования дневных/недельных графиков конкретной и конкретного выбранного (имеющегося на складе) состава шихты и ДП
• Оптимизация технологических режимов для уменьшения времени простоя/ремонтов ДП

Основная экспертиза компании в сталеплавильном производстве сосредоточена на многофакторном анализе и оптимизации параметров этого передела для повышения эффективности последующего прокатного передела и повышения качества выпускаемого сортамента.

Несмотря на то, что среди сталеваров обычной является шутка «сталеплавильный цех — не аптека...», и на то, что существует несколько основных видов технологий (конвертор, дуговые печи....) и множество их модификаций, все понимают, у сталеплавильного цеха имеются большие возможности как по повышению обьемов производства, так и по снижению количества плавок с «потенциальными рисками по качеству/потребительским свойствам».

Среди экспертиз нашей компании:

• оптимизация расхода ферросплавов на агрегатах при соблюдении требований к параметрам «химсостава на МНЛЗ» или других требований к потребительским свойствам
• оптимизация режимов агрегатов ВПО для минимизации «несоответствующей продукции», проявляющейся на последующих переделах (неметаллические включения разного рода, поверхностные дефекты, нарушения сплошности..),
• оптимизация выдержки в промковше, режимов МНЛЗ для повышения производительности цеха при одновременном соблюдении требований к качеству/потебительским свойствам.
• прогнозирование потребительских/месхсвойств стали на основе анализа шлака и других параметров передела («Варите шлак — тогда и сталь получится!»),

Список задач может быть уточнен/расширен после консультации со специалистами сталеплавильного цеха.

Прокатное производство — самый сложный и затратный передел в производстве металлоизделий. Это вызвано большим количеством специализированных агрегатов и станов, сортаментом изделий, связанных с этим технологических режимов, стандартов, нормативов на изделия. Вместе с тем, благодаря тому, что цифровизация в металлургии начиналась с этих достаточно современных агрегатов, именно здесь имеются оцифрованные данные, работают модели современных западных поставщиков оборудования и информационных систем. Но, как правило, модели нескольких западных поставщиков в рамках одного передела работают не согласованно и не всегда оптимально.

Подход компании для задач в прокатном производстве основан на максимально полном охвате информации не только этого, но и сталеплавильного передела, детальном анализе мест принятия решения об изменении/оптимизации тех.режимов, детальном анализе потребительских нормативов и рекомендуемых режимах по агрегатам.

Экспертиза компании в прокатном производстве направлена на:

• многофакторный одновременный анализ параметров, влияющих на потребительские свойства выпускаемого сортамента, что особенно важно для создания новых видов продукции,
• создание прогнозных моделей о параметрах выпускаемой продукции для мест принятия решений об изменении процесса,
• нахождение оптимальных технологических параметров агрегатов для оптимизации свойств продукции/повышения производительности техпроцесса

Список задач может быть уточнен/расширен после консультации со специалистами прокатного цеха.

Экспертиза нашей компании может быть использована как в производстве драгметаллов, изделий из спецсплавов, так и в производстве алюминиевых, титановых изделий.

Основной особенностью многих различных производств в цветной металлургии и спецсплавах являются:

• большое разнообразие используемых технологий, видов сырья,
• использование металлургических агрегатов меньшей мощности/производительности, чем в черной металлургии,
• малые серии производства,
• относительно невысокий уровень информатизации технологического процесса.

Указанные особенности требуют:

• особого внимания как к технологии, источникам данных, так и значительных усилий по их «согласованию».
• особых методов моделирования, вызванных ограничениями по количеству данных.
• особых усилий по формированию цели проекта, т.к.стандартные целевые функции для этих производств оказываются нерелевантными.

Среди решаемых задач компании:

• многофакторный анализ причин «несоответствующей» продукции,
• формирование рекомендаций, проверка измененных нормативов по химсоставу изделий и влиянию на несоответствующую продукцию,
• создание прогнозных моделей «несоответствующей продукции» на основе ограниченного набора данных,
• прогнозирование «сводных суточных/недельных» параметров производства драгметаллов(обьемы сплава, шлаков, содержание ДМ в шлаке),
• прогнозирование оптимальных моментов выпуска расплава.

Список задач может быть уточнен/расширен после консультации со специалистами Заказчика.

Область Применения: Прокатные станы классической конфигурации, включая нагревательные методические печи, клети горячей и низкотемпературной прокатки, установки контролируемого и ускоренного охлаждения, термообработки (нормализации и закалки).

Целью является производство изделий с набором потребительских свойств, которые зачастую устанавливаются специальными нормативами Заказчиков. При этом должны удовлетворяться все свойства (в проекте их число составляло 6).

Для производства конкретного сортамента используются разработанные технологами Заказчика регламенты агрегатов- Техкарты (диапазоны основных технологических режимов агрегатов), которые автоматизированно загружаются в агрегаты в начале цикла проката.

Основными проблемами при реальной эксплуатации являются:

1)недостаточное точный химсостав на выходе МНЛЗ (диапазоны значений достаточно широки,

2)имеются «неописанные в регламентах» ситуации/значения параметров, вызывающие «существенные отклонения» одного или нескольких потребит.свойств,

3)для таких «ненормативных» слябов необходимо подобрать «индивидуальные» Техкарты, которые должны быть согласованы с технологами и могут быть применены в определенном месте технологического процесса..

Указанная задача решается созданием и использованием целого семейства ML-моделей: от моделей кластеризации групп параметров Техкарт и хим.составов до моделей многоклассовой классификации.

Известная экономически обоснованная задача в сталелитейном производстве любого типа — экономия ферросплавов при гарантированном выполнении требований к потребительским свойствам продукции. Предприятия, как правило, решают задачи оптимизации путем:

• поиска более дешевых комбинаций ферросплавов под целевой химический состав с использованием линейных моделей на основе статистических коэффициентов усвоения;
• постепенного добавления ферросплавов за несколько итераций на этапе ВПО. После выпуска из печи и каждого этапа доводки делается анализ химического состава стали, и мастер, на базе своего опыта, рассчитывает дополнительный навес легирующих добавок.

Однако реальный коэффициент усвоения химического элемента является многопараметрической нелинейной функцией, которая зависит от многих факторов(состава шихты, режима работы конкретного агрегата…).

Подход нашей компании заключается в учете всех технологических факторов и создании модели навеса(в реальном времени) с помощью современных методов ML.

При реализации подхода нашей компании Заказчик кроме экономии ферросплавов получает:

• ускорение процесса в сталеплавильном цехе (если это актуально и технологически возможно без ограничений на график МНЛЗ),
• учет сопутствующих факторов(кроме выходного химсостава необходимо учитывать параметры образования НМВ..),
• обеспечение оптимальных параметров по температуре для разливке в МНЛЗ.

Область Применения: Доменные печи от среднего (более 200 куб.м) до крупного (более 2тыс.куб.м)полезного обьема

Опробованный подход может быть использован не только для помощи при выборе поставщика кокса/ЖРС, но и для общего (месячного, недельного..) планирования основных технологических параметров ДП.

Нахождение оптимального состава шихты для Доменного Производства с изменяющимся составом сырья(и поставщиков) – актуальная и нестандартная задача. Как правило, технологи решают эту задачу, ориентируясь на достаточно общие показатели: химсостав главных элементов ЖРС, основность, влажность, основные свойства кокса. Но такой подход не позволяет найти «более оптимальные по отношению к другим» составы, его трудно использовать для принятия решения о закупках.

Оптимальность в ДП может быть определена исходя их различных целевых функций и их комбинаций. В проекте для «оптимальности» при консультации с Заказчиком» выбрана комбинация рудной нагрузки и содержание Si в шлаке. Первый характеризует свойство определенного кокса проплавлять определенный состав ЖРС («энергоэффективность» кокса для определенного состава ЖРС), второй характеризует «химическую» температуру реакции в ДП («энергозатраты»).

В рамках проекта были выделены группы ЖРС и коксов, показаны сравнительные характеристики производственных процессов для некоторых комбинаций. Определены «более оптимальные группы коксов», которые оказались не самыми дорогими из закупаемых Заказчиком.

Модели разбиения на группы «группа коксов»-«группа ЖРС» были проверены для прогнозирования «химической температуры»(Si)и показали хорошие метрики качества.