Дослідження методів, моделей та інформаційних технологій використання нейронних мереж в підвищенні рудозбагачувальних фабрик

Abstract

Метою магістерської роботи є розробка програмно-технічного комплексу з використанням згорткових нейронних мереж, як додатковий модуль АСУТП технологічних секцій, який стане додатковим інструментом контролю крупності вхідної сировини а також продуктів розвантаження млинів. Об’єктом дослідження є технологічний процес подрібнення руди у барабанних млинах та збагачувальні процеси технологічних секцій на гірничо-збагачувальних комбінатах. Предметом дослідження є методи управління технологічним процесом подрібнення руди та збагачувальні процеси у технологічних секціях гірничозбагачувальних комбінатів. При виконанні роботи проаналізовано математичну модель існуючих АСУТП систем керування технологічним процесом. Огляд та аналіз існуючої АСУТП системи керування технологічним процесом на підприємстві, вказали на ряд недоліків у функціональності та управлінні. Дослідження аналізу систем керування процесами подрібнення руди в барабанних млинах та технологій дроблення і подрібнення руди в дробарках і барабанних млинах вказують на важливість ефективного управління цими процесами для підвищення продуктивності та якості виробництва залізорудного концентрату. Аналіз сучасних методів управління вказує на те, що автоматизовані системи грають ключову роль в оптимізації процесів переробки руди. Впровадження сучасних технологій, моделей та інформаційних систем сприяє покращенню точності та швидкості управління, що в свою чергу призводить до зменшення витрат та підвищення виробничої ефективності. Ефективні автоматизовані системи управління дозволяють реалізовувати оптимальні стратегії обробки руди, враховуючи різноманітні параметри, такі як розмір часток, хімічний склад і фізичні властивості. Інтеграція передових технологій, таких як штучний інтелект та машинне навчання, дозволяє створювати гнучкі та адаптивні системи, які можуть самостійно вдосконалюватися на основі зібраної інформації. Отже, розвиток та вдосконалення систем управління процесами подрібнення руди в барабанних млинах, технологій дроблення і подрібнення руди, а також використання сучасних методів та інформаційних технологій в автоматизованих системах є важливим етапом для оптимізації виробничих процесів та забезпечення стабільної та ефективної виробництва залізорудного концентрату. Представлені результати теоретичних досліджень, які були проведені з метою вивчення заданого об’єкта. В процесі роботи було здійснено опис перебігу досліджень, а також представлені отримані результати, включаючи приклади розрахунків. Аналіз теоретичних аспектів дозволив отримати глибше розуміння властивостей та характеристик досліджуваного об’єкта. Описані методи та підходи виявилися ефективними для досягнення поставлених цілей та вирішення конкретних завдань. Результати експериментальних досліджень, які включають в себе чисельні дані, графіки та приклади розрахунків, свідчать про високий рівень об’єктивності та достовірності отриманих результатів. Це дозволяє зробити висновки щодо властивостей та робочих характеристик досліджуваного об’єкта. Отже, в розділі підкреслено важливість проведення теоретичних та експериментальних досліджень для вивчення та розуміння заданого об’єкта. Отримані результати є основою для подальших висновків та рекомендацій, а також можуть служити основою для подальших досліджень та розвитку області. Виконані розрахунки витрат на реалізацію проєкту, порівняні результати розрахунків різними методами, а також розрахований економічний ефект від впровадження ПТК на одному гірничо-добувному підприємстві.

The goal of the master's work is the development of a software and technical complex using convolutional neural networks as an additional module of the control system of technological sections, which will become an additional tool for controlling the size of incoming raw materials as well as mill unloading products. The object of research is the technological process of grinding ore in drum mills and beneficiation processes of technological sections at mining and beneficiation plants. The subject of the study is methods of managing the technological process of ore grinding and beneficiation processes in the technological sections of mining and beneficiation plants. During the performance of the work, the mathematical model of the existing control systems of the technological process was analyzed. The review and analysis of the existing automated control system of the technological process control system at the enterprise indicated a number of shortcomings in functionality and management. Studies of the analysis of control systems for ore crushing processes in drum mills and ore crushing and grinding technologies in crushers and drum mills indicate the importance of effective management of these processes to increase the productivity and quality of iron ore concentrate production. Analysis of modern management methods indicates that automated systems play a key role in optimizing ore processing processes. The introduction of modern technologies, models and information systems helps to improve the accuracy and speed of management, which in turn leads to a reduction in costs and an increase in production efficiency. Effective automated control systems allow for the implementation of optimal ore processing strategies, taking into account various parameters such as particle size, chemical composition and physical properties. The integration of advanced technologies, such as artificial intelligence and machine learning, allows for the creation of flexible and adaptive systems that can improve themselves based on the collected information. Therefore, the development and improvement of control systems for ore grinding processes in drum mills, ore crushing and grinding technologies, as well as the use of modern methods and information technologies in automated systems is an important stage for optimizing production processes and ensuring stable and efficient production of iron ore concentrate. The results of theoretical studies, which were conducted for the purpose of studying the given object, are presented. In the course of the work, a description of the course of research was carried out, as well as the obtained results were presented, including examples of calculations. The analysis of theoretical aspects made it possible to gain a deeper understanding of the properties and characteristics of the object under study. The described methods and approaches proved to be effective for achieving the set goals and solving specific tasks. The results of experimental studies, which include numerical data, graphs and examples of calculations, testify to a high level of objectivity and reliability of the obtained results. This allows us to draw conclusions about the properties and operating characteristics of the object under study. So, the chapter emphasizes the importance of conducting theoretical and experimental research for the study and understanding of a given object. The obtained results are the basis for further conclusions and recommendations, and can also serve as a basis for further research and development of the area. Calculations of costs for the implementation of the project were performed, the results of calculations using different methods were compared, and the economic effect of the implementation of PTK at one mining enterprise was calculated.