Розробка та дослідження методу контролю аномальної поведінки процесу доменної плавки
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2024-1-5Ключові слова:
часові ряди, метод 3 сигм, фільтр Калмана, доменна піч, прогноз, аналізАнотація
Мета роботи. Розробити та дослідити метод контролю доменного процесу за відсутності можливості аналітичного опису його поведінки, котрий дозволяє виявляти аномалії виробничого процесу.
Методи дослідження. У цій роботі використані методи оцінки та прогнозу часових рядів на базі алгоритму фільтра Калмана, фрактального аналізу та нелінійної динаміки.
Отримані результати. Розроблено метод, що дозволяє виконувати оцінку та прогноз нестаціонарних стохастичних процесів з невідомою аналітичною моделлю, котрий включає вбудовану процедуру виявлення аномалій, засновану на методі 3 сигм. Виконано дослідження реальних часових рядів даних про хімічний склад чавуну на випуску доменної печі. Показано, що розроблений метод дозволяє ефективно виявляти аномалії у поведінці процесу. Розглянуто можливий варіант реалізації системи управління, що використовує запропонований метод.
Наукова новизна. Вперше розроблено модифікацію субоптимального фільтра-прогнозатора калманівського типу, інваріантного до властивостей оброблюваного процесу, що дозволяє підвищити достовірність і точність прогнозу нестаціонарних процесів при неможливості отримання їх аналітичної моделі та виявляти аномалії виробничого процесу за допомогою вбудованої процедури, яка основана на використанні методу 3 сигм. Вперше проведено дослідження часових рядів даних про хімічний склад чавуну на випуску доменної печі з використанням методу 3 сигм, яке дозволило виявити зони з аномальними значеннями та викидами, які можуть свідчити про значні відхилення у поведінці виробничого процесу.
Практична цінність. Дане дослідження розширює існуючі методи контролю якості у металургійній промисловості та демонструє ефективність застосування статистичного методу 3 сигм для моніторингу та аналізу часових рядів в умовах реального виробництва. Отримані результати можуть бути використані для розробки більш точних систем управління якістю продукції та вжиття оперативних коригуючих заходів.
Посилання
Biswas, S., Monroe, C., & Prucha, T. (2017). Use of published experimental results to validate approach-es to gray and ductile iron mechanical properties pre-diction. Inter. Metalcast. 11 (4), 656–674.
Sidanchenko V.V. (2023). Perevirka kharakteru rozpodilu danykh pro khimichnyi sklad chavunu na vypusku [Examination of the data distribution na-ture on the chemical composition of cast iron at the output] Information technology: computer science, software engineering and cyber security. № 3. 65-69. (in Ukrainian.) DOI: doi.org/10.32782/IT/2023-3-8
Sidanchenko, V., & Nikolska, O. (2023). Metody neliniinoi dynamiky v zadachi prohnozuvannia khimichnoho skladu chavunu na vypusku [Methods of non-linear dynamics in the problem of forecasting the chemical composition of cast iron at the output ]. Information Technology: Computer Science, Soft-ware Engineering and Cyber Security, (2), 76-83. (in Ukrainian) DOI: doi.org/10.32782/IT/2023-2-9
Gulina I. (2011). Adaptyvna SAU skladnym bahato-zviaznym obiektom upravlinnia z intelektualnym prohnozuvanniam. Systemy obrobky informatsii, 87, 57-62. (in Ukrainian)
Cameron, I., Sukhram, M., Lefebvre, K., & Davenport, W. (2019). Blast furnace ironmaking: Analysis, con-trol, and optimization. Elsevier.
Sidanchenko V., Gusev O., Nikolska O. (2023). Ek-sperymentalne doslidzhennia efektyvnosti mo-dyfikovanoi protsedury prohnozu fraktalnykh protsesiv za kalmanom [The experimental investiga-tion of the effectiveness of the modified procedure for forecasting fractal processes with Kalman]. El-ektrotekhnichni ta informatsiini systemy, 105, 3-9. (in Ukrainian.) DOI: doi.org/10.32782/EIS/2024-105-1
Nevkypila, M. V. (2015). Doslidzhennia dzherel vkhidnoi informatsii i rozrobka struktury ta osnov-nykh tekhnichnykh parametriv zasobu vidobra-zhennia informatsii v ASK TP domennoi pechi. Ma-tematychne modeliuvannia, (1), 36-38. (in Ukrainian)
Zhyhuts, Yu., Lazar, V., Telychko, V. (2011). Tekhnolohiia otrymannia termitnykh kremenystykh chavuniv. Naukovyi visnyk, 11, 5. (in Ukrainian)
Kriachko, H. Yu., & Siharov, Ye. M. (2023). Otsinka zmin produktyvnosti i obmezhen u forsuvanni khodu pry zbilshenni obiemu domennykh pechei. Metal ta lyttia Ukrainy, 31(2). (in Ukrainian) DOI: doi.org/10.15407/steelcast2023.02.008
Bolshakov, V. Y., & Tuboltsev, L. H. (2011). Prob-lemy i rol naukovykh doslidzhen u rozvytku metal-lurhii Ukrainy. Fundamentalni ta prykladni problemy chornoi metalurhii.
Gusev, O., & Sidanchenko, V. (2022). Fraktalnyi analiz realnykh danykh pro khimichnyi sklad chavunu na vypusku domennoi pechi [Fractal anal-ysis of real data on the chemical compositionof cast iron at the output of a blast furnace]. Information Technology: Computer Science, Software Engineer-ing and Cyber Security, (2), 24-31. (in Ukrainian) DOI: doi.org/10.32782/IT/2022-2-3
Loucks, D. P. (1995). Developing and implementing decision support systems: a critique and a challenge 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 31(4), 571-582.
Shpak, N., Podolchak, N., Karkovska, V., Sroka, W., & Horbal, N. (2022, June). The application of tools for assessing the financial security of enterprises. In Forum Scientiae Oeconomia (Vol. 10, No. 2, pp. 29-44).
Olishevskyi, I., & Olishevskyi, H. (2021). Automated method of calculation of parameters for non-traditional heating technologies and conditioning of buildings. Electrical Engineering and Power Engi-neering, (3), 40–47. https://doi.org/10.15588/1607-6761-2021-3-4
Kornienko, V. I., Gusev, A. Y., Gerasina, A. V., & Kornienko, V. I. (2013). Methods and principles of control over the complex objects of mining and met-allurgical production. Energy Efficiency Improvement of Geotechnical Systems, 183-192. DOI: doi.org/10.1201/b16355
Honchar, O. V. (2012). Zabezpechennia yakosti danykh obstezhennia kapitalnykh investytsii na eta-pi poshyrennia rezultativ vybirkovoho obstezhennia. Investytsii: praktyka ta dosvid, (12), 4-10. (in Ukrainian.)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 V.V. Sidanchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
