автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Анализ и совершенствование управления многомерным технологическим объектом на примере доменной печи

004612731

На правах рукописи

Сучков Андрей Владимирович

АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОМЕРНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ НА ПРИМЕРЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск-2010

1 8 НОЯ 2010

004612781

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Лисиенко Владимир Георгиевич

доктор технических наук, профессор Кориков Анатолий Михайлович

кандидат технических наук, доцент Коновалов Виктор Иванович

ФГУП НПО автоматики имени академика H.A. Семихатова, г. Екатеринбург

Защита состоится 22 декабря 2010 г. в 14— на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.06 при Национальном исследовательском Томском политехническом университете по адресу: 634034, г. Томск, ул. Советская, 84/3.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотеке Национального исследовательского Томского политехнического университета по адресу: 634034, г. Томск, ул. Белинского, 55.

Автореферат разослан «_£_» ноября 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.06, кандидат технических наук, доцент

М.А. Сонькин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Многомерные технологические объекты являются основой таких отраслей экономики как металлургия, энергетика, атомная, химическая промышленность и ряд других. Они характеризуются наличием большого количества (десятков и сотен) входных и выходных параметров и переменных, многие из которых взаимосвязаны.

Необходимо отметить, что в рассматриваемых объектах ошибки при управлении могут привести к авариям, последствиями которых могут быть не только значительные экономические потери, но и человеческие жертвы. С другой стороны, эффективные решения позволяют добиться значительной экономии ресурсов либо улучшения результатов процесса.

Современный уровень знаний о технологических процессах позволяет осуществить их описание с помощью математических моделей. Однако соответствующие зависимости выходных величин от входных являются достаточно сложными и не всегда позволяют решить обратную задачу, то есть получить значения управляющих переменных при задании требуемых результатов процесса. Окончательное решение по управлению остается за человеком, при этом эффективным средством является использование системы поддержки принятия решений (СППР), функционирующей в режиме советчика.

В диссертационной работе решение ряда проблем управления многомерными технологическими объектами рассмотрено на примере доменного производства.

Доменная плавка является сегодня и останется в обозримом будущем наиболее сложным и определяющим технологическим процессом в черной металлургии. Доменное производство является самым энергоёмким, на его долю приходится около 50% энергии, используемой чёрной металлургией, при этом основная доля энергетических затрат приходится на дорогостоящий и дефицитный кокс. В настоящее время многие металлургические предприятия России рассматривают возможность внедрения технологии подачи пылеугольного топлива (ПУТ) в доменную печь для снижения расхода кокса.

Часть функций по сбору данных и осуществлению регулирующих воздействий выполняет автоматика, однако сфера ее применения ограничена, потому основная ответственность в принятии решений лежит на персонале доменной печи.

В связи с вышесказанным разработка методов повышения эффективности управления доменным процессом, включающих решение задач, связанных с разработкой методов и средств выбора решений на основе моделирования и использования компьютерной техники, а также оценкой компетентности персонала является актуальной задачей.

Цель работы состоит в совершенствовании управления доменной печью как многомерным технологическим объектом. Это достигается решением следующих задач:

• обоснованным выбором и использованием модели технологического процесса, позволяющей решать проблемы оперативного управления доменной плавкой;

• разработкой системы поддержки принятия решений для мастера доменной печи, формирующей наборы значений управляющих величин на основе модели процесса при заданных компонентах векторного критерия эффективности и ограничениях на выходные и внутренние переменные этого процесса;

• исследованием эффективности использования пылеугольного топлива, в том числе увлажненного, в качестве комплексной управляющей переменной величины;

• разработкой методики построения тестов для оценки компетентности персонала доменной печи, ее практической реализацией при формировании набора тестовых заданий;

• разработкой соответствующего программного обеспечения, реализующего систему поддержки принятия решений и методику построения тестовой системы;

• исследованием результатов применения разработанных методов для решения практических задач управления доменной печью.

Методы исследования. В ходе решения задач исследования использовались: методы системного анализа, теории принятия решений, классификации, экспертных оценок, теория теплообмена в доменной печи, объектно-ориентированное программирование, а также моделирование производственных ситуаций.

Научную новизну диссертации представляют следующие результаты:

• методика формирования множества параметров и переменных величин многомерного объекта, используемых для описания объекта и построения его модели, основанная на теории системного анализа, позволяющая, в отличие от общепринятого подхода (на основе профессионального опыта), структурировать это множество и обосновать его компоненты;

• алгоритмы расчета индексов теплового состояния доменной печи на основе параметров и переменных, используемых в модели процесса (созданной в Институте металлургии УрО РАН), и применение значений этих индексов в качестве внутренних переменных при управлении, позволяющее повысить стабильность работы печи;

• использование векторного критерия оптимальности при выборе значений управляющих переменных доменного процесса, позволяющего осуществлять учет одновременно нескольких требований к результатам этого процесса и тем самым повысить его эффективность;

• эвристический алгоритм классификации наборов значений управляющих воздействий на незаданное число классов, а также формирования рекомендуемых их сочетаний для целей управления доменным процессом, позволяющий эффективно решить проблему определения

рационального набора значений управляющих воздействий и сократить время выбора решений при управлении;

• методика формирования тестовой системы для оценки компетентности технических специалистов на основе теории системного анализа и экспертных оценок, позволяющая разработать комплексную структуру теста и полный набор тестовых заданий, использование которых обеспечивает повышение качества оценки уровня компетентности персонала.

Практическая ценность исследований.

В процессе выполнения диссертационного исследования получены следующие практические результаты:

• осуществлена реализация методики формирования множества параметров и переменных многомерных объектов применительно к доменной печи, полученные компоненты использованы для выбора модели доменного процесса, выявлена необходимость и осуществлена модернизация этой модели, позволившая более полно оценивать состояние процесса и обоснованно выбирать управляющие воздействия;

• разработан программный продукт, реализующий функции системы поддержки принятия решений, который включает в себя модель процесса и процедуру поиска решений на ее основе с использованием предложенных в работе алгоритмов, дающий возможность выбора более качественных решений и в более короткие сроки, чем применяемые на многих предприятиях методы;

• разработана программа «Experts Inquiry», реализующая методику формирования тестовой системы, предназначенная для упрощения и повышения эффективности работы экспертов, с использованием которой создан комплекс тестовых заданий для оценки уровня компетентности работников доменного производства, позволяющий повысить качество такой оценки;

• проведен анализ эффективности использования увлажненного пылеугольного топлива, пока не применяемого в доменном производстве России. Получены зависимости влияния влажности угольной пыли на расход кокса и другие переменные доменного процесса, проведена оценка экономической эффективности использования ПУТ в качестве топлива в доменных печах России.

Основные результаты диссертационной работы внедрены и используются на Чусовском металлургическом заводе, Нижнетагильском металлургическом комбинате и Уральском федеральном университете имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.

Работа является составной частью программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса», финансируемой Российским Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Основные положения, выносимые на защиту:

• предложенная методика формирования множества параметров и переменных многомерного объекта, основанная на теории системного анализа, позволяет получить структуру этого множества и обосновать его элементы;

• разработанные алгоритмы расчета индексов теплового состояния доменной печи позволяют рассчитывать их значения на основе параметров и переменных, используемых в модели процесса, а их применение в системе поддержки принятия решений позволяет повысить стабильность работы печи;

• использование предложенного векторного критерия оптимальности при выборе значений управляющих воздействий доменного процесса позволяет учитывать одновременно несколько требований к результатам процесса и повышает общую эффективность работы печи;

• разработанный эвристический алгоритм классификации наборов значений управляющих воздействий на незаданное число классов, а также формирования рекомендуемых их сочетаний позволяет в течение допустимого времени решать задачу выбора рекомендуемых значений управляющих величин в заданных условиях;

• предложенная методика формирования тестовой системы для всесторонней оценки компетентности технических специалистов на основе теории системного анализа и экспертных оценок позволяет сформировать обоснованную и рациональную структуру теста и набор тестовых заданий.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс» (Екатеринбург, 2007), международной научной конференции «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» (Екатеринбург, 2008), международной научно-практической конференции «СВЯЗЬ-ПРОМ 2008» (Екатеринбург, 2008), XV международной научной конференции молодых ученых (Екатеринбург, 2008), международной научно-практической конференции, посвященной 100-летаю со дня рождения Б.И. Китаева (Екатеринбург, 2009), VI межотраслевой научно-технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии в атомной отрасли» (Новоуральск, 2009), научных семинарах кафедры автоматики и управления в технических системах УрФУ.

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 16 печатных работ, из них 4 статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 128 наименований, 6 приложений и содержит 147 стр. основного машинописного текста, 37 рисунков, 10 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность работы, формулируется цель, задачи, методы исследования, положения, характеризующие научную новизну и практическую значимость результатов. Приводятся сведения об объеме и структуре диссертации.

В первой главе рассмотрены и проанализированы общие характеристики доменной печи как объекта управления. Приведены сведения о средствах автоматизации доменной печи; показана неспособность на данный момент средствами автоматики полностью заменить человека при решении задач управления. Рассмотрены используемые средства поддержки принятия решений, их недостатки. Сделан вывод об актуальности разработки такой системы, обладающей рядом особенностей.

Выделены существующие подходы к построению моделей доменного процесса, включая модели, построенные на основе принципа «черного ящика», и на базе аналитического подхода. Рассмотрены известные модели, в том числе разработанные в МИСиС, УГТУ-УПИ, Институте металлургии УрО РАН, ВНИИМТ, австралийской компании «Broken Hill Proprietary» и японской «Nippon Steel». Проведено сравнение общих характеристик рассмотренных моделей.

Рассмотрены проблемы, касающиеся персонала металлургических предприятий. Отмечено, что квалификация персонала играет решающую роль в управлении доменной печью. Рассмотрены методы оценки компетентности работников, сделан вывод о предпочтительности использования тестов для решения данной задачи.

В заключительной части первой главы сделаны выводы о проблемах доменного производства, поставлены задачи исследования.

Во второй главе предложена методика формирования множества параметров и переменных многомерного объекта для его описания, построения модели объекта или обоснования ее выбора из числа существующих. В основе методики лежат положения системного анализа, рассмотренные в работах Ф.И. Перегудова и Ф.П. Тарасенко.

Для определения набора конкретных параметров и переменных производится последовательная декомпозиция (разбиение) глобальной цели на отдельные компоненты до тех пор, пока не получаются вполне понятные и реализуемые фрагменты. Иерархия целей и функций образована следующими уровнями:

• глобальная цель системы формулируется как «Формирование множества параметров и переменных объекта, необходимого для его описания и управления»;

• на втором уровне глобальная цель разбивается на подцели в соответствии с моделью конечных продуктов объекта;

• третий уровень дерева предусматривает разбиение подцелей на компоненты в соответствии с набором технологических процессов, реализуемых при получении конечных продуктов;

• на четвертом уровне осуществляется декомпозиция компонентов третьего уровня с учетом этапов каждого технологического процесса;

• пятый уровень дерева предусматривает необходимость управления каждым процессом на каждом его этапе и включает в себя соответствующие этапы цикла управления;

• на шестом уровне формируется множество параметров и переменных, соответствующих каждой ветви дерева.

В соответствии с предложенной декомпозицией сформирован набор около 100 групп величин применительно к получению основных продуктов доменного производства (чугуна, шлака, колошникового газа и пыли), включающий более 300 показателей. В результате использования полученного набора, а также с учетом временных характеристик проанализированных моделей и данных о результатах их применения для описания и изучения доменных процессов в работе выбрана балансовая модель, разработанная в Институте металлургии УрО РАН, в которой используется 101 входная переменная и 48 выходных. Рассмотрены положения и соотношения, лежащие в основе данной модели, приведена упрощенная схема расчетов, параметры, используемые для настройки, примеры ее практического использования. Показано, что значительная часть вычислений в модели производится на основе эмпирических данных.

В результате сравнительного анализа сформированного с использованием методики и имеющегося в модели набора параметров и переменных выявлена необходимость внесения в данную модель вычисления таких показателей, как индексы теплового состояния доменной печи. Эти величины, в соответствии с положениями теории теплообмена, разработанной Б.И. Китаевым, могут использоваться для анализа текущей ситуации в доменном процессе и управления тепловым состоянием печи. Разработаны алгоритмы расчета данных показателей, в которых используются величины, применяющиеся в модели (как в качестве входных, так и в качестве расчетных), что позволило совместить вычисление индексов теплового состояния верха и низа печи с нахождением показателей плавки и включить соответствующий блок в состав балансовой модели.

В данной главе также приводятся результаты исследования применения увлажненного пылеугольного топлива в доменной печи, полученные путем моделирования, что особенно актуально для металлургической промышленности России. Способ подачи увлажненного пылеугольного топлива предложен В.Г. Лисиенко в 2005 г. С использованием параметров и условий работы восьми доменных печей российских предприятий объёмом от 205 до 2700 м3 исследованы зависимости расхода кокса, температуры фурменного очага и температуры колошникового газа от количества подаваемой угольной пыли и содержания в ней влаги.

В работе показаны преимущества применения увлажненного ПУТ по сравнению с используемой сейчас сухой угольной пылью и требуемом при этом увлажнении дутья. Рассчитан ряд коэффициентов, характеризующих зависимость расхода кокса и температур от количества угольной пыли и ее

влажности, дана экономическая оценка использования увлажненного ПУТ, сформирован ряд рекомендаций по его применению. Значительная часть полученных результатов вынесена в приложение.

Третья глава диссертации посвящена разработке методики построения системы поддержки принятия решений (СППР) и ее практической реализации.

Задача состоит в определении таких значений управляющих переменных доменного процесса, которые обеспечивают достижение допустимых значений выходных и внутренних переменных и оптимизируют векторный критерий эффективности.

В качестве такого критерия в работе используется выражение вида

F = K"*V. + P"*V.+S'*Vm, (1)

где 1С, Р", S" - нормализованные безразмерные значения расхода кокса, производительности печи и выхода шлака соответственно; VK, V,„ Уш - веса, отражающие предпочтительность данных критериев в конкретной ситуации,

причем 0 < 1, ¿Р, =1.

Величина Р" определяется по выражению:

р — р

Р" = ' т" , (2)

Р-Р

max min

а для минимизируемых параметров fC и S", обозначенных далее как X, при определении нормированных значений используется выражение вида:

х" = ~ (з)

у — х

Л1»х min

В выражениях (2), (3) максимальное и минимальные значения параметров определяются технологическими возможностями оборудования и условиями работы печи, а Pt,X,-текущие значения параметра.

Критерий F находится в интервале [0 ; 1], причем единица получается в случае идеального значения каждого параметра.

В работе приведены результаты экспериментов по использованию векторного критерия вида (1). При одной и той же исходной информации в зависимости от веса критерия удельный расход кокса изменяется в пределах 1,1%, производительность 0,7%, выход шлака в пределах 1,1% (что соответствует количеству до десятков тонн в сутки данных материалов для одной печи). Таким образом, применение векторного критерия позволяет выбирать наилучшие решения в процессе управления доменной печью с учетом требований производства.

Задача поиска рациональных значений входных воздействий имеет смысл, если имеется возможность варьирования значений каких-либо управляющих величин. К числу таких переменных отнесены содержание кислорода в дутье, температура и влажность дутья, количество подаваемого природного газа и угольной пыли, заданная основность шлака, содержание в шихте железа. Допустимые интервалы значений переменных, либо их точечные оценки могут меняться оператором исходя из информации о ходе

процесса. Для внутренних и выходных переменных также задаются предпочтительные значения и допустимые отклонения. В качестве этих величин приняты температура фурменного очага, содержание кремния в чугуне, индексы теплового состояния нижней и верхней зоны печи. Они представляют собой ограничения оптимизационной задачи.

Для решения поставленной задачи используется модернизированная балансовая модель, рассмотренная во второй главе. Общий алгоритм формирования значений управляющих величин в СППР приведен на рис. 1.

Начало ^

2 - ^--

Задание исходных параметров и условий для расчетов

Поиск результатов по модели процесса, удовлетворяющих заданным условиям

Разбиение множества

результатов на классы ■« — + -

Разбиение каждого класса на подклассы

I

Нахождение средней и соответствующей рекомендуемой

точки для каждого подкласса

+ -

Добавление к полученным результатам точек с максимальным и минимальным значением по каждой входной переменной

Вывод рекомендаций по управлению

-15-

Изменение наборов и значении переменных

Поиск решений при изменении интервалов для управляющих и выходных переменных

Рис. 1. Алгоритм формирования рекомендаций в СППР

В результате работы алгоритма необходимо найти рекомендуемые значения входных переменных доменного процесса, а используемая модель рассчитывает, наоборот, выходные величины при уже известных входных. Для решения подобных задач существуют, например, статистические методы поиска оптимальных решений. Однако имеется ряд препятствий для их использования:

• функциональные зависимости между наборами входных и выходных переменных, как правило, отсутствуют (из-за широкого применения эмпирических данных);

• ввиду приближенности используемой модели возникает необходимость поиска не одного, а множества субоптимальных решений, количество которых в общем случае может быть достаточно велико и все они должны быть найдены.

Исходя из этого поиск результатов предлагается осуществлять путем перебора с заданным шагом возможных значений входных величин из их интервалов с учетом допустимых значений выходных и внутренних переменных печи. Если такие варианты результатов найдены (получены возможные решения), то из них выбираются те, которые оптимизируют, с заданной погрешностью, обусловленной приближенностью модели, критерий эффективности. Таким образом находятся субоптимальные решения.

В общем случае количество субоптимальных решений может быть велико (доходить до нескольких тысяч), поэтому осуществляется выделение из их числа ключевых решений, которые являются рекомендуемыми. Этот процесс реализуется блоками 5-8 алгоритма (рис. 1), остановимся на нем более подробно.

Рассмотрим многомерное пространство, координатами которого являются управляющие воздействия. Каждой точке в этом пространстве соответствует набор управляющих воздействий.

Шаг 1. Разбиение всего множества субоптимальных решений на классы. Рассмотрим задачу разбиения полученного множества субоптимальных решений А, мощность которого равна п, на незаданное число классов р. В качестве меры близости между точками / и у пространства субоптимальных решений предлагается ввести величину

Са=£И|. (4)

ы

где Ьц - число шагов по координате / от ее начала, полученное при формировании соответствующей точки; т - число управляемых в данной ситуации переменных (координат пространства).

Введем в рассмотрение величины Л/*, Хр которые равны 1, если соответствующая точка / принадлежит А:-му классу, и 0 - в противном случае. Тогда математическая постановка задачи имеет следующий вид. Найти минимум целевой функции 2:

*«1 «>| )ш\

при ограничениях

¿^=1, (6)

(?)

' • • . ¿-1

(8)

»«1 (-1

Ограничение (6) характеризует тот факт, что каждый объект принадлежит только одному классу, ограничение (7) свидетельствует о том, что каждый класс состоит хотя бы из одного объекта, а ограничение (8) требует, чтобы все множество субоптимальных решений было распределено по классам.

При формировании классов используется эвристический подход, при этом принято, что если выполняется условие (9) для всех измерений (координат) /:

%-Ь&<\, (9)

то точки / и у принадлежат одному классу.

Процесс разбиения на классы осуществляется следующим образом. Вначале из множества А выбирается произвольная точка и относится к классу А[, затем проверяют все остальные на выполнение условия (9) и точки, для которых оно выполняется, помечаются принадлежащими этому же классу. Для каждой из новых точек класса проводится процедура проверки принадлежности к классу А/ непомеченных ранее точек и при выполнении условия выбранные точки также включаются в класс Л/. Проверка продолжается далее и на каком-то шаге не будет найдено новых точек, принадлежащих данному классу. Таким образом класс А/ сформирован. Аналогичным образом из числа оставшихся (не входящих в А/) точек формируют класс Л? и последующие.

Шаг 2. Разбиение каждого полученного на предыдущем шаге класса на подклассы.

Полученные классы делятся на подклассы исходя из величины некоторого заданного интервала точности, до тех пор, пока размер каждого из полученных подклассов по каждому измерению не станет равным или меньшим соответствующего интервала точности. Этот интервал определяется в соответствии с условием: изменение входной переменной на величину, равную интервалу точности, оказывает заметное влияние на процесс (например, происходит отклонение значений выходных величин процесса более чем иа 1%).

Для разбиения класса к оценивается его протяженность в шагах по каждой управляющей переменной. По измерению с наибольшей протяженностью ¿д"*"* класс к делится на равные части. Их количество 5 находится по выражению (10):

5 = 1п1(£Г%)+1, (Ю)

где Int - целая часть дробного числа (операция округления дробного числа в меньшую сторону); // - интервал точности по координате /, для которой достигается Lkmax.

Каждый из полученных подклассов аналогичным образом оценивается по другим управляющим переменным и разбивается по измерению с наибольшей протяженностью. Таким образом подклассы делятся до тех пор, пока размер каждого из них не станет равным или меньшим соответствующего интервала точности по каждому измерению.

Пример разбиения класса на подклассы приведен на рис. 2. Здесь интервал точности равен 3 шагам для обоих измерений, поэтому класс делится по оси первого управляющего воздействия (горизонтали) на 4 интервала равной протяженности. Далее каждый полученный интервал делится по второму измерению (вертикали) на равные части, не превышающие интервала точности. Точки, лежащие на линии разделения, причисляются к области с меньшими значениями соответствующей управляющей величины.

Шаг 3. Нахождение результирующей точки для каждого подкласса.

Для каждого подкласса находится средняя точка. Значения ее координат bic определяются по выражению (11):

где Ьц - значение координаты / для точки », относящейся к подклассу ц; пч - число элементов в д-м подклассе.

В качестве результирующей выбирается точка г, уже входящая в число решений, ближайшая к расчетной средней. Для этой точки характерно минимальное значение расстояния 0Г от каждой точки д-го подкласса, определяемое выражением (12):

где ¿/с - значение координаты I (в шагах) для средней точки с подкласса д; Ач - множество точек, составляющих подкласс д, т - число параметров.

На рис. 2 точки, ближайшие к средней точке соответствующего подкласса, показаны в виде черных точек. В данном примере выбрано две управляющих переменных и число точек невелико, на практике число измерений может быть до 5 (из технологических соображений), исходное число точек-до нескольких тысяч, количество результирующих - до 15-20.

Шаг 4. Добавление к результирующим точкам, полученным на предыдущем шаге, крайних точек множества субоптимальных решений по каждому измерению.

Часто в процессе управления предпочтительными являются крайние значения управляющих величин, обеспечивающие нужные результаты, поэтому итоговый массив дополняется точками, имеющими минимальное и максимальное значение каждой переменной на найденном множестве

(П)

(12)

субоптимальных решений. В рассматриваемом примере крайних точек четыре, на рис. 2 они перечеркнуты.

а а. а со с с

ГГ

о • о -о о о

• о

о о

--О-

о о

_о-

ООО

о • о

1_0-х-

Управляющий параметр 1

Рис. 2. Получение подклассов для выявления итоговых результатов

Таким образом, получены итоговые (рекомендуемые) решения, которые в программной реализации представлены в виде таблицы, где строкам соответствуют разные решения, а столбцам - входные (в левой части) и выходные (в правой части) переменные (рис. 3).

■ А ........;Ё_1____г | в:-:: | л ( к' ]

105 109* 109 '

109

110 110: 1101

11 оо 1100 1105 1125 1105 1115 1150

21 0 21.0 211 21.2 217 21,2 21.0

10 0: 8,6' 10 5 15.0 13.5 12.5 14.5:

125: 125 125 1 25 1.25! 1.25 125

498; 493

495:

496; 498 435; 491'

1900 1825 1893 1893: 1399; 1093 1099

0 2; 0.2 0 2 0.2: 0.2 02; 02

Рис. 3. Пример результата работы программы-советчика

В случае отсутствия возможных решений для заданных интервалов входных и выходных переменных, осуществляется поиск новых решений рассмотренным выше способом при диапазонах для управляющих и выходных переменных (блок 10, рис. 1), границы которых шире заданных ранее лицом, принимающим решения (ЛПР) и определяются технологическими ограничениями процесса и (или) модели. Если при новых интервалах решения найдены, то ЛПР предоставляется информация (на качественном уровне) в виде рекомендации о возможности корректировки ранее заданных им границ переменных.

Отметим, что разработанный алгоритм может быть использован для выбора решений применительно к другим многомерным технологическим объектам при наличии соответствующей модели.

Предложенный метод построения системы поддержки принятия решений реализован в виде программы «Советчик мастера доменной печи». Она написана на языке Delphi для платформы Win32. Интерфейс программы реализован при помощи четырех окон, в том числе основного окна, где задаются значения и интервалы управляющих и выходных величин, и окна настроек, на котором редактируется ряд дополнительных параметров, например величина шагов дискретизации. Готовая к применению программа представляет из себя один исполняемый файл размером менее 1 Мб, также для работы требуется база данных формата Excel размером до 100 Кб.

В работе получены результаты использования данной программы применительно к различным технологическим ситуациям, часть из которых представлена в табл. 1.

Таблица 1. Результаты расчетов с использованием разработанной СППР

Описание проблемы Базовые условия Заданные новые условия Один из рекомендуем ых результатов Оценка результата

ДП №1, снижение содержания железа в рудных материалах на 2%. = 65 м7т чугуна; ¿ = 1,25; Га = 916 "С; /= 12 г/м3; Fe = 59,2. V« = 55-75 м3/г чугуна; ¿ = 1,1-1,3; Га = 900-950 °С; /=8-15 г/м3; Л = 57,2. = 75 м7г чугуна; ¿=1,18; Га = 945 °С; /= 9 г/м3. При возможности соответствующего повышения Тц и УК достигается ЛК = 1,1%.

ДП №1, опасность возникновения холодного хода. V„, = 70 м7т чугуна; Га = 900 "С; /= 13 г/м3; Fe = 59,2. Г„г = 60-80 м3/т чугуна; Га = 900-950 °С; /= 8-15 г/м3; Л = 57,2. = 61 м7т чугуна; Га = 950 °С; /= 8 г/м3. Приведение значений индексов теплового состояния к требуемым, повышение Тфо на 70 "С, ЛЛ> 1,4%.

ДП №2, переход с выплавки передельного чугуна иа ванадиевый. Vm = 100 м'h чугуна; ¿=1,05; Td=\W°C; О2 — 22%: /= 13 г/м , Fe = 58,2. К« = 90-110 м3/г чугуна; ¿=1,25; Га = 11001150 °С; 02 = 21-22%; /= 8-15 г/м3. К« = 109 м'/г чугуна; Га =1105 °С; 0^ = 21,1%, /= 10,5 г/м3. Удалось достичь необходимых показателей, в том числе снижения Тфо на 70 °С, ЛК = 1,2%.

ДП №2, опасность возникновения горячего хода. V^ = 100 м7т чугуна; ¿=1,25; Га =1150 "С; 02 = 23%; /= 10 г/м3; Fe = 58,2. = 90-110 м3/т чугуна; Га = 11401150 "С; /= 8-15 г/м3. И« = 110 м7т чугуна; Га = 1145 °С; /= 15 г/м3. Приведение значений индексов теплового состояния к требуемым, снижение Тфо на 55 СС,АК= 0,8%.

В табл. 1 приняты следующие обозначения: ДП №1 - доменная печь объемом 225 м3 без возможности обогащения дутья кислородом (условия Чусовского металлургического завода); ДП №2 — доменная печь объемом

1719 м3 (условия Нижнетагильского металлургического комбината); У„г -расход природного газа; О? - содержание кислорода в дутье; Тд -температура дутья; / - влажность дутья; Fe - содержание железа в рудных материалах; Ь — основность шлака; АК - величина снижения расхода кокса; АР - повышение производительности; АБ - величина снижения количества шлака; 7^, — температура фурменного очага.

Глава 4 посвящена проблеме построения тестовой системы для оценки компетентности специалистов доменного производства. Для построения первоначальной иерархии разделов тестирования использованы положения системного анализа, рассмотренные в главе 2. На рис. 4 приведена глобальная цель и схема ее разбиения в соответствии с формальными моделями.

При использовании предлагаемой методики на втором уровне получаем, что основным является доменный процесс (прежде всего это движение материалов и газов в печи, соответствующие физико-химические процессы), к числу вспомогательных относятся такие процессы, как подача шихты, подача дутья, отвод колошникового газа, выпуск и транспортировка чугуна и шлака, ряд других.

На третьем уровне формулируется по две подцели:

- оценка компетентности персонала по вопросам управления соответствующим процессом;

- оценка компетентности персонала по вопросам реализации процесса.

\ набор составляющих, 4 уровень \ входящих в компоненты

^кибернетической модели

5 уровень \ тестовые задания

формальная модель видов процессов

кибернетическая

Рис. 4. Схема формирования иерархии разделов тестовых заданий

Для оценки навыков по управлению процессом на четвертом уровне предлагается использовать следующие компоненты содержательной модели жизненного цикла принятия решений:

1) анализ информации;

2) формулировка проблемной ситуации, прогнозирование развития ситуации;

3) формирование целей, определение критериев;

4) формирование множества вариантов решений, выбор наилучшего решения;

5) реализация выбранного решения.

Функция «Оценка компетентности персонала по вопросам реализации процесса» в общем виде может быть реализована путем использования следующих составляющих цикла осуществления процесса:

1) подача ингредиентов;

2) перемещение ингредиентов;

3) реализация физико-химических процессов;

4) контроль за протеканием этих процессов;

5) получение выходных продуктов, контроль качества продуктов;

6) вывод продуктов во внешнюю среду, использование их в последующих процессах.

При необходимости для каждого этапа цикла принятия решения и для этапов реализации технологического процесса на пятом уровне выделяются дополнительные разделы. На нижнем уровне иерархии формируются тестовые задания.

Для построения иерархии разделов, основанной на сформулированных выше теоретических положениях, и формирования тестовых заданий разработана компьютерная программа Experts Inquiry. В ней предусмотрены возможности редактирования, удаления и добавления компонентов дерева, оценки их важности. Для хранения информации используется база данных формата MS Access, которая содержит 8 таблиц. В ней содержатся наименования разделов тестирования, формулировки тестовых заданий и варианты ответов, информация о связях между различными темами и заданиями, баллы, характеризующие важность разделов, информация об экспертах. Формирование тестового задания одного из четырех типов реализовано в программе в ввде диалога. В результате применения этой программы с помощью экспертов получено дерево тем, на нижнем уровне которого сформулировано 38 групп, каждая из которых включает до 10 заданий.

Для определения важности тем тестирования используется метод балльной оценки. После окончания работы экспертов находятся итоговые показатели важности тем. На основании полученных величин каждой теме и заданию ставится в соответствие определенный весовой коэффициент.

Для проведения тестирования используется существующая программа АСТ-Тест.

Разработанные задания использованы для оценки знаний студентов УрФУ и сотрудников НТМК. В диссертации приведены результаты тестирования специалистов производства и студентов ВУЗа. Для работников производства получены средневзвешенные оценки тем второго уровня от 0,68 до 0,8, а для студентов от 0,58 до 0,74. Средняя интегральная оценка составила, соответственно, 0,75 и 0,66. Набор сформированных тестовых заданий представлен в приложении к диссертации.

В заключительной части диссертации сформулированы общие выводы и приведены основные результаты, полученные в ходе работы.

1. Предложена методика формирования множества параметров и переменных многомерного технологического объекта, применяемых для его описания, построения модели объекта или обоснования ее выбора из числа существующих, позволяющая структурировать это множество и обеспечить его полноту. С использованием данной методики обоснован выбор модели доменного процесса, разработанной в Институте металлургии УрО РАН, показана необходимость ее модернизации путем введения новых переменных.

2. Разработаны алгоритмы расчетов индексов теплового состояния доменной печи на основе данных, используемых в модели доменного-процесса, программная реализация которых введена в состав модели, что обеспечивает новые возможности по управлению тепловыми процессами печи, позволяющие снизить риск возникновения аварий и расстройств.

3. Разработан эвристический алгоритм классификации множества значений управляющих воздействий на незаданное число классов, а также формирования рекомендуемых вариантов их сочетаний, обеспечивающий выбор решений по управлению доменным процессом с заданной погрешностью в течение допустимого промежутка времени.

4. Предложена структура системы поддержки принятия решений, основанная на использовании модифицированной модели доменного процесса, и использующая разработанные алгоритмы классификации и выбора управляющих воздействий, оптимизирующих, с некоторой погрешностью, предложенный векторный критерий эффективности. Использование данной процедуры для оперативного управления доменной печью позволяет за допустимое время сформировать ограниченное число вариантов субоптимальных решений по заданному критерию эффективности и представить их лицу, принимающему решение. Разработанную СППР отличает универсальность и простота настройки.

5. Сформированы рекомендации по использованию в доменных печах увлажненного пылеугольного топлива, что является особенно актуальным для отечественной металлургической промышленности. Получены зависимости расхода кокса, температур фурменного очага и колошникового газа от количества подаваемой угольной пыли и содержания в ней влаги. Проведенная в работе оценка подтвердила экономическую эффективность

замены природного газа и части кокса пылеугольным топливом, в том числе увлажненным, в условиях доменных печей России.

6. Разработана методика формирования структуры теста и набора тестовых заданий на основе методологии системного анализа, позволяющая создать обоснованный тест для всесторонней оценки уровня компетентности персонала доменного производства, что, в свою очередь, позволяет повысить качество подготовки персонала.

7. Разработанные алгоритмы системы поддержки принятия решений реализованы в виде программного комплекса «Советчик мастера доменной печи» и используются в доменном цехе Чусовского металлургического завода для формирования рекомендаций по управлению доменной печью, что повысило качество и уменьшило время выбора решений мастером доменной печи. Этот же программный комплекс используется в отделе подготовки кадров на Нижнетагильском металлургическом комбинате (НТМК) и в Уральском федеральном университете имени первого президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ) для повышения уровня квалификации специалистов и подготовки студентов. Результаты применения показали его эффективность для получения и закрепления практических навыков в управлении доменной печью.

8. Разработана программа «Experts Inquiry», которая реализует предложенную методику создания и редактирования тестов с помощью экспертов, упрощает и конкретизирует работу по созданию качественного набора тестовых заданий. Данная программа и созданные с ее помощью банки тестовых заданий используются для оценки компетентности персонала доменного производства НТМК и студентов УрФУ.

Использование практических результатов подтверждено актами внедрения.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Сучков A.B. Проблемы построения системы поддержки принятия решений для доменного производства / A.B. Сучков // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2009. - Т. 5. - № 10. - С. 7281.

2. Сучков A.B. Реализация системы поддержки принятия решений в доменном производстве / A.B. Сучков, В.Г. Лисиенко // Известия Томского политехнического университета. - 2009. - Т. 315. - № 5. Управление, вычислительная техника и информатика. - С. 93-98.

3. Сучков A.B. Алгоритмическое и программное обеспечение системы поддержки принятия решений в доменном производстве / A.B. Сучков // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. - 2009. - № 2(20). - С. 148-153.

4. Сучков A.B. Подход к формированию перечня параметров модели многомерного технологического объекта на примере доменной печи / AJB.

Сучков // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2010. - Т. 6. - № 9. - С. 54-57. В других изданиях:

5. Сучков A.B. Анализ проблемы оценки компетентности персонала доменных печей и предлагаемые пути ее решения / A.B. Сучков // Труды международной научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс», 23 марта 2007 г. - Екатеринбург: Изд-во «Инженерная мысль», 2007. - С. 317-320.

6. Сучков A.B. Подход к разработке компьютерного тренажера для повышения и оценки квалификации персонала доменных печей на основе математической модели / A.B. Сучков, В.Г. Лисиенко // Наука и производство Урала: Сборник трудов межрегиональной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. — Новотроицк: НФ МИСиС, 2007.-С. 92-96.

7. Морозова В.А. Развитие логико-количественных экспертных систем для управления (в режиме советчика) энерго-экологоэффективными процессами в металлургии в сочетании с экспертной системой оценки профессиональной подготовки персонала / В.А. Морозова, В.Г. Лисиенко, A.B. Сучков, А.Е. Пареньков // Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании: Сборник тезисов международной научной конференции. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. - С. 290-292.

8. Морозова В.А. Использование когнитивного моделирования при разработке логико-количественных экспертных систем / В.А. Морозова, В.Г. Лисиенко, A.B. Сучков Н Научные труды международной научно-практической конференции «СВЯЗЬ-ПРОМ 2008» в рамках 5-го ЕвроАзиатского форума «СВЯЗЬ-ПРОМЭКСПО 2008». - Екатеринбург: ЗАО «Компания Реал-Медиа», 2008. - С. 75-78.

9. Сучков A.B. Разработка программы-советчика для мастера доменной печи на основе математической модели печи / A.B. Сучков, В.Г. Лисиенко // Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании. Тезисы докладов 3-й Международной научной конференции. -Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. - С. 204-205.

10. Сучков A.B. Обеспечение качества металла и оптимальное управление его производством для нужд машиностроения на примере доменного производства / A.B. Сучков, В.Г. Лисиенко // Научные труды XV международной научной конференции молодых ученых: сборник статей. В 3 ч. - Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2009. Ч. 3. - С. 183-186.

11. Сучков A.B. Исследование работы доменных печей при вдувании угольной пыли / A.B. Сучков, В.Г. Лисиенко, А.Н. Дмитриев // Творческое наследие Б.И. Китаевз: труды междунар. науч.-практ. конф. 11-14 февраля 2009 г. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. - С. 267-274.

12. Лисиенко В.Г. Особенности математических моделей и методов формализации при построении логико-количественных экспертных систем / В.Г. Лисиенко, ВА. Морозова, A.B. Сучков // Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии. / Сборник материалов четвертой

Всероссийской научно-практической конференции. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009.-С. 229-238.

13. Сучков A.B. Усовершенствование математической модели доменной печи и построение детерминированного советчика мастера доменной печи / A.B. Сучков, В.Г. Лисиенко, В.А. Морозова, A.B. Огаров // Системы автоматизации в образовании, науке и производстве: труды VII Всероссийской научно-практической конференции. - Новокузнецк: СибГИУ, 2009.-С. 252-256.

14. Лисиенко В.Г. Развитие модельной поддержки экспертных систем управления энергонасыщенными объектами / В.Г. Лисиенко, В.А. Морозова, A.B. Сучков, A.B. Огаров // Автоматизация технологических и производственных процессов в металлургии: Межвуз. сб. научн. тр. / Под ред. Б.Н. Парсункина. - Магнитогорск: МГТУ, 2009. - С. 4-19.

15. Сучков A.B. Построение программы-советчика как этап на пути реализации верхнего уровня АСУ-ТП доменной печи / A.B. Сучков // Труды VI межотраслевой научно-технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии в атомной отрасли». - Новоуральск: издательство НГТИ, 2009. - С. 55-58.

16. Лисиенко В.Г. Комплексная система оценки и повышения квалификации персонала доменного производства как пример решения ряда ключевых задач инженерной психологии / В.Г. Лисиенко, В.А. Морозова, A.B. Сучков // Успехи современного естествознания.-2010.-№ 1.-С. 119-124.

Отпечатано « ООО "Вайар" г.Томск, Московсхий тракт, 2г.Тел./факс: 52-98-11 Тираж 120 экз. Заказ №279 от 02 ноября 2010 г.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОМЕННЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ.

1.1. Доменная печь как,многомерный объект управления.

1.2. Автоматизация доменной печи.

1.3. Подходы к построению математических моделей-доменной печи.

1.4. Особенности реализации наиболее известных моделей доменных печей

1.5. Персонал доменной печи и его роль в обеспечении эффективной ее работы.

1.6. Задачи диссертационного исследования.

2. МОДЕЛЬ ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА, ЕЕ МОДЕРНИЗАЦИЯ И ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.

2.1. Методика формирования необходимого перечня параметров и переменных модели доменной печи как многомерного технологического объекта.

2.2. Описание балансовой математической модели, разработанной в Институте металлургии УрО РАН;.

2.3. Модернизация.балансовой модели процесса путем добавления алгоритмов для расчета индексов теплового состояния доменной печи

2.4. Программная реализация балансовой модели и алгоритмов вычисления индексов теплового состояния.

2.5. Анализ эффективности использования увлажненного пылеугольного топлива в доменной печи и дополнительный анализ адекватности модели.

Выводы.

3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ДЛЯ МАСТЕРА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ.

3.1. Этапы процедуры формирования управляющих воздействий для доменного процесса.

3.2. Алгоритмическое обеспечение процедуры формирования значений управляющих воздействий.

3.3. Программный комплекс «Советчик мастера доменной печи».

3.4. Результаты использования разработанного программного продукта.

Выводы.

4. ПОСТРОЕНИЕ ТЕСТОВОЙ СИСТЕМЫ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОМПЕТЕНТНОСТИ ПЕРСОНАЛА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ.

4.1. Методика построения тестовой системы, основанная на методологии системного анализа.

4.2. Программа Experts Inquiry для построения теста с помощью экспертов

4.3. Реализация методики построения тестовой системы для оценки компетентности персонала доменной печи.

4.4. Использование разработанной тестовой системы и его результаты.

Выводы.

Актуальность темы диссертации.

Многомерные технологические объекты являются основой таких отраслей экономики как металлургия, энергетика, атомная, химическая промышленность и ряд других. Они характеризуются наличием большого количества (десятков и сотен) входных и выходных параметров» и переменных, которые тесно взаимосвязаны, что делает затруднительным нахождение точных функциональных зависимостей одних переменных от других [1-6].

Необходимо отметить, что в рассматриваемых объектах ошибки при управлении могут привести к авариям, последствиями которых могут быть не только значительные экономические потери, но и человеческие жертвы. С другой стороны, эффективные решения позволяют добиться значительной экономии ресурсов и улучшения результатовлроцесса.

Современный уровень знаний о технологических процессах позволяет осуществить их описание с помощью математических моделей. Однако соответствующие зависимости выходных величин* от входных являются достаточно сложными и не позволяют решить обратную задачу, то есть получить значения управляющих переменных при задании требуемых результатов процесса. В этом случае соответствующие значения могут быть получены с помощью модели процесса путем анализа результатов, получаемых при переборе комбинаций входных данных.

В диссертационной работе ' решение ряда проблем управления многомерными технологическими объектами рассмотрено на примере доменного производства.

Черная металлургия является базисной отраслью, определяющей развитие других отраслей промышленности [7-9]. Несмотря на некоторые положительные тенденции, наблюдающиеся в данной отрасли российской промышленности [10-13], необходимо отметить, что только 30% применяемых технологических схем соответствуют мировому уровню, почти 25% не имеют перспектив модернизации [11]. Таким образом, предприятия черной металлургии России на сегодняшний день уступают лучшим зарубежным по степени эффективности и уровню технологических инноваций.

Доменное производство, представляющее собой выплавку чугуна в доменных печах, является основой чёрной металлургии [7,11,14-18]. В результате доменной плавки получают продукты: чугун, шлак, колошниковый газ и колошниковую пыль [7,8,19-21]. Доменное производство является* самым энергоёмким, на его долю приходится^ около 50% топлива, используемого чёрной металлургией. При этом основная доля энергетических затрат приходится на дорогостоящий и дефицитный кокс, на экономию которого и направлены основные мероприятия, по совершенствованию технологии плавки. Сегодня уровень технологии доменной плавки в первую очередь определяется4 именно уровнем расхода кокса [7-9,22-24]. Показателями эффективности работы доменной печи также могут служить ее производительность в единицу времени, количество вредных примесей в чугуне, количество шлака и другие.

Эффективность работы доменной печи, в значительной степени зависит от качества управления. Качество управления - совокупность свойств систем и процессов управления, характеризующих их методическое и организационное совершенство, научную обоснованность, результативность; зависит от квалификации, способности, умелости руководителей и персонала, используемых ими способов и средств управления*[25].

В целом качество управления зависит от нескольких факторов, к которым относятся:

- использование соответствующих методов и средств выбора решений;

- уровень квалификации персонала, осуществляющего управление;

- возможность эффективного воздействия на управляемый объект путем изменения соответствующих входных переменных.

Относительно доменного процесса последний фактор характеризует как возможность изменения количества подаваемых в доменную печь сырья, топлива и их характеристик, так и возможность использования новых материалов (к примеру, замена железной руды подготовленным агломератом или частичная замена кокса альтернативными видами топлива).

Квалификация персонала многомерных технологических объектов играет ключевую роль, что особенно актуально с учетом недостаточного уровня автоматизации.

Методы и средства выбора решений могут быть различными и базироваться как на опыте сотрудников, так и на дополнительном использовании средств поддержки принятия решений.

Таким образом, разработка методов и средств совершенствования управления доменным производством как многомерным технологическим объектом, является актуальной задачей. Для этого необходимо решить проблемы, связанные с оценкой компетентности персонала, разработкой? методов и средств выбора решений на основе моделирования и использования компьютерной техники, применением более эффективного вида топлива. В диссертации разработаны соответствующие методы, комплексы программ, практические рекомендации.

Цель работы состоит в совершенствовании управления доменной печью как многомерным технологическим объектом. Это достигается решением следующих задач:

• обоснованным выбором и использованием модели технологического процесса, позволяющей решать проблемы оперативного управления доменной плавкой;

• разработкой системы поддержки принятия решений для мастера доменной печи, формирующей наборы значений управляющих величин на основе модели процесса при заданных компонентах векторного критерия эффективности и ограничениях на выходные и внутренние переменные этого процесса;

•»исследованием эффективности использования пылеугольного топлива, в^ том числе увлажненного, в качестве комплексной управляющей переменной величины;

•^разработкой методики построения тестов для оценки компетентности персонала доменной печи, ее практической реализацией при формировании набора тестовых заданий;

• разработкой соответствующего программного обеспечения, реализующего систему поддержки принятия решений и методику построения тестовой системы;

• исследованием результатов применения разработанных методов для решения практических задач управления доменной печью.

Методы исследования. В ходе решения задач исследования использовались: методы системного анализа, теории принятия решений, классификации, экспертных оценок, теория теплообмена в доменной печи, объектно-ориентированное программирование, а также моделирование производственных ситуаций.

Научную новизну диссертации представляют следующие результаты:

• методика формирования множества параметров и переменных величин многомерного объекта, используемых для описания объекта и построения его модели, основанная на теории системного анализа, позволяющая, в< отличие от общепринятого подхода (на основе профессионального опыта), структурировать это множество и обосновать его компоненты;

• алгоритмы расчета индексовг теплового состояния- доменной печи на основе параметров и переменных, используемых в модели процесса (созданной в Институте металлургии УрОРАН), и применение значений этих индексов в качестве внутренних переменных при управлении, позволяющее повысить стабильность работы печи;

• использование векторного критерия оптимальности при выборе значений управляющих переменных доменногспроцесса, позволяющего осуществлять учет одновременно нескольких требований к результатам этого процесса и тем самым повысить его эффективность;

• эвристический алгоритм классификации наборов значений управляющих воздействий на незаданное число классов, а также формирования рекомендуемых их сочетаний для1 целей управления" доменным процессом; позволяющий эффективно решить проблему определения* рационального набора* значений управляющих воздействий и сократить время выбора решений при управлении;

• методика формирования тестовой системы для' оценки компетентности технических специалистов на основе теории системного анализа и экспертных оценок,, позволяющая разработать комплексную структуру теста и полный набор тестовых заданий, использование которых обеспечивает повышение качества оценки уровня компетентности персонала.

Практическая ценность исследований.

В процессе выполнения диссертационного исследования получены следующие практические результаты:

• осуществлена реализация методики формирования множества параметров и переменных многомерных объектов применительно к доменной печи, полученные компоненты использованы для выбора модели доменного процесса, выявлена необходимость и осуществлена модернизация этой модели, позволившая более полно оценивать состояние процесса и обоснованно выбирать управляющие воздействия;

• разработан программный продукт, реализующий функции системы поддержки принятия решений, который включает в себя модель процесса и процедуру поиска решений? на ее основе с использованием предложенных в работе алгоритмов^ дающиш возможность выбора; более качественных решений- и в; более короткие* сроки, чем. применяемые на многих предприятиях методы;

• разработана программа «Experts Inquiry», реализующая методику формирования тестовой: системы, предназначенная? для4 упрощения и повышения эффективности работы экспертов, с использованием которой создан комплекс тестовых заданий; для, оценки уровня компетентности работников доменного производства,. позволяющий повысить качество такой оценки;

• проведен анализ эффективности' использования увлажненного пылеугольного топлива; пока не применяемого: в доменном.производстве России: Получены зависимости; влияния? влажности угольной пыли на расход кокса и другие переменные доменного процесса, проведена оценка- экономической эффективности использования ПУТ в качестве топлива в доменных печах России.

Основные результаты; диссертационной? работы внедрены < и используются; на Чусовском металлургическом заводе, Нижнетагильском; металлургическом;комбинате и;Уральском федеральном1 университете имени' первого Президента России Б.Н. Ельцина.

Работа является составной частью программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса», финансируемой Российским Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Основные положения, выносимые на защиту:

• предложенная методика формирования множества параметров и переменных многомерного объекта, основанная на теории системного анализа, позволяет получить структуру этого множества и обосновать его элементы;

• разработанные алгоритмы расчета индексов теплового состояния доменной печи позволяют рассчитывать их значения на основе параметров и переменных, используемых в модели процесса, а их применение в системе поддержки принятия решений позволяет повысить стабильность работы-печи;;

• использование предложенного векторного критерия оптимальности при выборе значений управляющих воздействий доменного процесса позволяет учитывать одновременно несколькотребований к результатам процесса и повышает общую эффективность работы печи;

• разработанный эвристический, алгоритм классификации наборов значений управляющих воздействий на незаданное число классов, а также формирования рекомендуемых их сочетаний позволяет в течение допустимого- времени решать задачу выбора рекомендуемых значений управляющих величин в заданных условиях;

• предложенная методика формирования тестовой системы для всесторонней оценки компетентности технических специалистов, на основе теории системного анализа и экспертных оценок позволяет сформировать обоснованную и рациональную структуру теста и набор тестовых заданий.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Топливно-металлургический комплекс» (Екатеринбург, 2007), международной научной конференции «Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании» (Екатеринбург, 2008), международной научно-практической, конференции «СВЯЗЬ-ПРОМ» 2008» (Екатеринбург, 2008), XV- международной научной конференции молодых ученых (Екатеринбург, 2008), международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Б.И. Китаева (Екатеринбург, 2009), VI межотраслевой научно-технической конференции «Автоматизация' и прогрессивные технологии в атомной отрасли» (Новоуральск, 2009), научных семинарах кафедры автоматики и управления в технических системах УрФУ.

Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 16 печатных работ, из них 4 статьи в, изданиях, входящих в перечень ВАК.

Объем и структура1 работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 128 наименований, 6 приложений и содержит 147 стр. основного машинописного текста, 37 рисунков, 10 таблиц. Содержание работы.

Выводы

В данной главе получены следующие результаты.

1. Предложенная методика формирования структуры теста и набора тестовых заданий для производственных специалистов на основе методологии системно го анализа с привлечением экспертов, позволяет:

- наиболее полно охватить исследуемую предметную область;

- систематизировать задания, упростив; тем самым работу специалистов по составлению тестов.

2. Применение программного продукта Experts Inquiry упрощает работу экспертовло:.

- разработке и,корректировке структуры и содержания теста;

- получению характеристик важности каждой-темы;.

- формулировке конкретных тестовых заданий различных^типов;

3. Тесты для оценки компетентности работников доменного производства, разработанные на основе предложенных методов и программного> обеспечения используются* на; Нижнетагильском металлургическом комбинате и в УрФУ имени; первого президента России Б.Н. Ельцина и позволяют всесторонне оценить компетентность специалистов и студентов по всем (или выбранным) областям знаний,, входящим в предметную область, структурированную с использованием; процедуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая задача по совершенствованию управления многомерным технологическим объектом на примере доменной печи. Диссертационная работа имеет внутреннее единство и содержит новые научные результаты и положения, развивающие теорию и практику создания систем поддержки принятия решений, оценки компетентности производственного персонала, использования новых видов топлива.

К основным результатам, полученным в данной диссертационной работе, можно отнести следующее.

1. Предложена методика формирования множества параметров и переменных многомерного технологического объекта, применяемых для его описания, построения модели объекта или обоснования ее выбора из числа существующих, позволяющая структурировать это множество и обеспечить его полноту. С использованием данной методики обоснован выбор модели доменного процесса, разработанной в Институте металлургии УрО РАН, показана необходимость ее модернизации путем введения новых переменных.

2. Разработаны алгоритмы расчетов индексов теплового состояния доменной печи на основе данных, используемых в модели доменного процесса, программная реализация которых введена в состав модели, что обеспечивает новые возможности по управлению тепловыми процессами печи, позволяющие снизить риск возникновения аварий и расстройств.

3. Разработан эвристический алгоритм классификации множества значений управляющих воздействий на незаданное число классов, а также формирования рекомендуемых вариантов их сочетаний, обеспечивающий выбор решений по управлению доменным процессом с заданной погрешностью в течение допустимого промежутка времени.

4. Предложена структура системы поддержки принятия решений, основанная на. использовании модифицированной модели доменного процесса, и использующая разработанные алгоритмы классификации и выбора управляющих воздействий, оптимизирующих, с некоторой погрешностью, предложенный векторный критерий эффективности. Использование данной процедуры для оперативного управления доменной печью позволяет за допустимое время сформировать ограниченное число вариантов субоптимальных решений по заданному критерию эффективности, и представить их лицу, принимающему решение. Разработанную Gill IF отличает универсальность и простота настройки.

5; Сформированы рекомендации по использованию в доменных печах, увлажненного пылеугольного топлива, что является особенно актуальным для отечественной металлургической; промышленности. Получены; зависимости расхода кокса, температур фурменного очага, и колошникового газа, от количества, подаваемой угольной пыли и содержания в, ней влаги. Проведенная: в работе оценка подтвердила^ экономическую' эффективность замены природного газа и части кокса пылеугольным топливом,, в: том числе увлажненным, в условиях доменных печей России.

6: Разработана методика формирования? структуры: теста и набора тестовых заданий на основе методологии системного анализа, позволяющая создать обоснованный тест для всесторонней оценки уровня'компетентности персонала доменного производства, что, в свою очередь, позволяет повысить качество подготовки персонала.

7. Разработанные алгоритмы, системы; поддержки принятия . решений реализованы в виде программного комплекса «Советчик мастера доменной печи» и используются* в доменном цехе Чусовскош металлургического завода для формирования рекомендаций по управлению доменной печью, что повысило качество и. уменьшило время., выбора^ решений мастером доменной печи. Этот же программный комплекс, используется в отделе подготовки кадров на Нижнетагильском металлургическом комбинате (НШМК) и в Уральском федеральном университете имени первого президента России Б.Н. Ельцина .(УрФУ) для: повышения« уровня квалификации, специалистов и подготовки студентов; Результаты применения: показали его эффективность для получения и закрепления-практических навыков-в управлении доменной печью.

8. Разработана программа «Experts Inquiry», которая реализует предложенную методику создания и редактирования тестов с помощью экспертов, упрощает и конкретизирует работу по созданию качественного набора тестовых заданий. Данная программа и созданные с ее помощью банки тестовых заданий используются для оценки компетентности персонала, доменного производства НТМК и студентов УрФУ.

Использование практических результатов подтверждено актами, внедрения.

1. Винер Н. Человек управляющий / Н. Винер. СПб: Питер, 2001. - 288 с.

2. Дорф Р. Современные системы управления. Перевод с английского Б.И! Копылова / Р. Дорф, Р. Бишоп. М.: Лаборатория базовых знаний, 2002:- 832 с.

3. Рей У. Методы управления технологическими процессами / У. Рей. М.: Мир, 1983.-368 с.

4. Реклейтис Г. В 2-х книгах / Г. Реклейтис, А. Рейвиндран, К. Рэгсдел. -М.: Мир, 1986. 350 с. (кн. 1), - 320 с. (кн. 2).

5. Циркин A.M. Оптимальное управление технологическими процессами / A.M. Циркин. М.: Энергоатомиздат, 1986. - 227 с.

6. Современная прикладная теория управления. Под редакцией A.A. Колесникова. В 2-х. т. Таганрог: изд-во ТРГУ, 2000. - 400 с. (т. 1), -559 с. (т. 2), - 665 с. (т. 3).

7. Основы теории и технологии доменной плавки. / А.Н. Дмитриев, Н.С. Шумков, Л.И. Леонтьев, О.П. Онорин; Екатеринбург: УрО РАН, 2005.- 545 с.

8. Воскобойников В.Г. Общая металлургия / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, A.M. Якушев. М.: Металлургия, 1998. - 768 с.

9. Коротич В.И. Металлургия черных металлов: учебник для вузов / В.И. Коротич, С.Г. Братчиков. — М.: Металлургия, 1987. 240 с.„

10. Катунин В.В. Основные показатели работы черной металлургии России в 2008 г. / В.В. Катунин // Бюллетень «Чёрная металлургия». 2009. - № 3.-С. 5-24.

11. Колпаков C.B. Состояние и проблемы металлургического комплекса России, деятельность Международного союза металлургов / C.B. Колпаков // Сталь. 2007. - № 4. - С. 2-9.

12. Пинчук A.B. Российская металлургия: основные направления реализации плана первоочередных мероприятий в 2007 — 2008 гг. / A.B. Пинчук // Металлург. 2008. - № 4. - С. 3-6.

13. Петракова Т.М. Итоги работы предприятий чёрной металлургии России за 1 кв. 2009 г. / Т.М. Петракова, И.М. Иванова // Бюллетень «Чёрная металлургия». 2009. - № 7. - С. 7-18.

14. Юсфин Ю.С. Доменная печь агрегат XXI века / Ю.С. Юсфин, И.Г. Товаровский, П.И. Черноусов, В.А. Шатлов // Сталь. - 1995. - № 8. - С. 1-8.

15. Сысоев Н.П. История развития и современное состояние доменного процесса / Н.П. Сысоев // Металлург. 2002. - № 1. - С. 37-39.

16. Товаровский И.Г. Доменная плавка. Эволюция, ход процессов, проблемы и перспективы. Монография. / И.Г. Товаровский. — Днепропетровск: Пороги, 2003. — 596 с.

17. Скуридин Ф.Л. Развитие металлургии чугуна XXI века / Ф.Л. Скуридин // Академия инженерных наук на Урале. Научно-практическая и организационная деятельность на рубеже веков. Т.1 / под ред. В.Г. Лисиенко. Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2005. - 248 с.

18. Шатлов В.А. Состояние доменного производства России / В.А. Шатлов // Сталь. 2003. - № 7. - С. 3-5.

19. Металлугия чугуна / Вегман Е.Ф., Жеребин Б.Н., Похвиснев А.Н., Юсфин Ю.С., Клемперт В.М. М.: Металлургия, 1989. - 512 с.

20. Металлургия чугуна: учебник для вузов. 3-е изд. / Е.Ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев, Ю.С. Юсфин и др. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 774 с.

21. Большаков В.И. Современные вопросы доменного производства / В.И. Большаков, С.М. Жучков, И.Г. Муравьёва // Металлург. 2008. — ЛЧГ« 3. — С. 30-32.

22. Иванова Е.Х. Знания опыт - профессия / Е.Х. Иванова // Металлург. -2007.-№ 10.-С. 18.

23. Гулыга Д.В. Об управлении доменной плавкой / Д.В. Гулыга // Сталь. -2007.-№5.-С. 2-9.

24. Бузоверя М.Т. Влияние водорода на минимальный расход кокса при выплавке чугуна / М.Т. Бузоверя, В.М. Бузоверя // Сталь. — 2007. № 6. — С. 7-11.

25. Райзберг Б.А. Современный экономический словарь. 5-е изд., перераб. и доп. / Б.А. Райзберг, Л.Ш. Лозовский, Е.Б. Стародубцева. М.: ИНФРА-М, 2007.-495 с.

26. Товаровский И.Г. Анализ показателей и процессов доменной плавки / И.Г. Товаровский,, В.В. Севернюк, В.П. Лялюк. — Днепропетровск: Пороги. 2000. 420 с.

27. Нестационарные процессы и повышение эффективности доменной плавки / Ю.Н. Овчинников, В.И. Мойкин, H.A. Спирин, Б.А. Боковиков, s* -Челябинск: Металлургия, 1989. 120 с.

28. Спирин H.A. Информационные системы в металлургии: Учебник дляi1. УГТУ-УПИ; 2001. 617 с. .

29. Щипанов К.А. Разработка и исследование математических моделей, ?< создание программного обеспечения для управления объектами вметаллургии: на примере пуска доменной печи: Дис. . канд. техн. наук. ./ К.А. Щипанов. Екатеринбург, 2007. - 161 с.4

30. Развитие трехуровневых АСУ ТП в металлургии (коксовые иiбескоксовые процессы): учебное пособие / Лисиенко В.Г., Суханов Е.Л.,

31. Морозова В.А., Дмитриев А.Н., Загайнов С.А., Пареньков А.Е. М.:4i Теплотехник, 2006. 328 с.

32. Онорин 0.И. Компьютерные методы- моделирования доменногопроцесса. / ОЛ: Онорин и др.; под ред. H.A. Спирина. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005'. - 301 с.

33. Чистов В.П. Разработка экспертной системы на основе логического I интеллекта для управления доменной печью / В.П. Чистов, В.Г.

34. Лисиенко, Л.И. Леонтьев и др. // Наука и инженерное творчество XXI веку: Первая научно-техническая конференция РУО АИН РФ. -Екатеринбург: РУО АИН РФ, 1995. - С. 89-92.

35. Структура трехуровневой АСУ ТП доменной печи с использованием логико-количественной экспертной системы: учебное пособие / В.Г. Лисиенко, Е.Л. Суханов, В.А. Морозова; Ю.Н. Овчинников. -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. 82 с.

36. Ченцов A.B. Балансовая логико-статистическая модель доменногоi процесса / A.B. Ченцов, Ю.А. Чесноков, C.B. Шаврин. Екатеринбург:1. УрО РАН, 2003.-164с.

37. Доброскок В.А. Метод разработки новых технологических режимов доменной плавки на основе комплекса математических моделей / В.А.t

38. Доброскок, А.И. Туманов, A.B. Ганчев // Известия вузов. Черная s металлургия. 1987. - №'5. - С. 146-147.

39. Nicolle R. La reduction dans le haut fourneau et la recherché des tres faibles au mille de core / R. Nicolle, R. Capelani, G.B. Guillot, A. Rist // Revue de metallurgie, 1980, 77, #10, p.769-779.

40. Мойкин В.И. Анализ работы доменной печи на комбинированном дутье с применением метода метода математического моделирования / В.И. Мойкин, Н.М. Бабушкин, Б.А. Боковиков // Сталь. 1984. - № 4. - С. 914.

41. Дмитриев. А.Н. Математическое моделирование двумерных процессов в доменной печи / А.Н. Дмитриев // Вычислительные методы и программирование. 2004. - Т.5. — С. 252-267.

42. Matsuzaki S. Development of mathematical model of blast furnace / Shinroku Matsuzaki, Akihiko Shinotake, Tsunehisa Nishimura // Nippon steel technical report, No 94, yuly 2006.

43. Авцинов А.Ф. Моделирование процессов газодинамики и теплообмена в шахте доменной печи / А.Ф. Авцинов, А.В. Бородулин, С.Ф. Бугаев, В.К. Хрущ // Сталь, 1996. - № 8. - С. 4-9.

44. Гулыга Д.В. Модель расчета шихты, кокса и параметров доменной плавки / Д.В. Гулыга // Сталь. 2002. - № 9. - С. 11-14.

45. Кулинич В.И. Термодинамическое моделирование процессов доменной плавки чугуна / В.И. Кулинич // Сталь. 2007. - № 4. - С. 14-18.

46. Zhang S.J. Numerical simulation of solids flow in a blast furnace / S .J. Zhang, A.B. Yu, P. Zulli, B. Wright, P. Austin // Second Internacional Conference jn CFD in the Minerals and Process Industries. CSIRO, Melbourne, Australia. 68 December 1999.

47. Шаврин C.B. Доменная плавка титаномагнетитов: моделирование процесса и направления его совершенствования / С.В. Шаврин, Н.А. Третьяков, В.В. Филиппов // Бюллетень «Черная металлургия». 2005. -№ 6. С. 34-40.

48. Большаков В.И. Моделирование опускания шихты в сухой зоне доменной печи / В.И. Большаков, Н.А. Гладков, Ф.М. Шутылев // Бюллетень «Черная металлургия». 2004. - № 8: С. 27-32.

49. Дмитриев. A.H. Моделирование доменного процесса при изменении давления- на колошнике печи / А.Н. Дмитриев, А.Г. Рощектаев, С.В. Шаврин // Известия1 вузов. Черная металлургия. — 2005. № 1». — С. 1618.

50. Лепило Н.Н. Моделирование изменений прямого восстановления железа в доменной плавке / Н.Н. Лепило, А.Б. Шур // Известия вузов. Черная металлургия. 2000. - № 3. - С. 13-17.

51. Доброскок В.А. Математическое моделирование процессов газораспределения в доменных печах / В.А. Доброскок, И.А. Титов // Известия «вузов. Черная» металлургия. 1997. — № 5. - С. 13-15.

52. Жеребин Б.Н. Неполадки и аварии в работе доменных печей: причины, меры предупреждения и ликвидации. Учебное пособие / Б.Н. Жеребин, А.Е. Пареньков, В.В. Бабанаков. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. — 397 с.

53. Бечевина Э.Г. Грамотный- персонал эффективное предприятие / Э.Г. Бечевина, А.Г. Раваева // Металлург. - 2008. - № 6. - С. 20-21.

54. Жеребин Б:Н. Практика ведения доменной-печи-/ Б.Н. Жеребин. М.: Металлургия, 1980. - 248 с.

55. Галкина Т.Ф. Проблемы безопасности технологичеких процессов при интенсификации, работы основных металлургических агрегатов. Экспресс-информация ин-та «Черметинформация» / Т.Ф. Галкина. — 1977. вып.2.

56. Караман Е.В. Новый образовательный стандарт: востребован практический специалист / Е.В. Караман // Металлург, 2008. - № 3. — С. 12-14.

57. Петрова A.M. Теория и практика инноваций на пути к новому качеству образования / A.M. Петрова, С.А. Петрова // Металлург. 2008. - № 9. -С. 6-7.

58. Веснин В.Р. Практический менеджмент персонала: пособие по кадровой работе / В .Р. Веснин. М.: Юристъ, 2001. - 496 с.

59. Десслер Г. Управление персоналом / Г. Десслер. М.: БИНОМ, 1997. -432 с.

60. Манасян М.Л. Модели, алгоритмы и комплекс программ оценки эффективности работы персонала: Дис. .канд. техн. наук / М.Л.

61. Манасян. -М.: РГБ, 2006. 203 с.

62. Аванесов B.C. Композиция тестовых заданий / B.C. Аванесов. М.: Адепт, 1998.-217 с.

63. Перегудов Ф.И. Основы системного анализа / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. Томск: Изд-во научно-технической литературы, 2001. —389' с.

64. Анфилатов B.C. Системный анализ в, управлении: учеб. пособие / В;С. Анфилатов, A.A. Емельянов, A.A. Кукушкин; под ред. A.A. Емельянова. Ml: Финансы и статистика, 2007. — 368 с.

65. Китаев Б .И. Теплотехника доменного процесса / Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко; E.JI. Суханов, Ю.Н. Овчинников, B.C. Швыдкий. М.: «Металлургия», 1978. - 248 с.

66. Китаев- Б.И. Управление доменным процессом / Б.И. Китаев. — , Свердловск: УПИ,. 1984. 94 с.

67. Китаев Б.И.Теплообмен в доменной печи / Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко, Б.Л. Лазарев: М.': «Металлургия», 1966. - 356 с.,

68. Китаев Б.И. и др. Теплотехнические расчеты металлургических печей / Б.И. Китаев. -М.: изд-во «Металлургия», 1970. 528 с.

69. Теплотехнический справочник, В.2 т. Т.1 / Сост. В.В. Галактионов, В.Ю. Пикус, Н:И. Горбунова и др. / Под общ. Ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. 2-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1975. - 743 с.

70. Перспективы, и эффективность освоения пылеугольной технологии в доменном цехе Алчевского металлургического комбината / Т.Г. Шевченко, В:С. Листопадов, Р.В. Авдеев, В.Н. Шубравый, A.B. Скляр,

71. С.JI. Ярошевский // Бюллетень "Черная металлургия". 2009. - № 11. -С. 36-45.

72. Минаев A.A. Перспективы применения пылеугольного топлива в. доменных цехах Украинььи России / A.A. Минаев, А.Н. Рыженков, Ю.Г. Банников и др. // Сталь. — 2008. — № 2. — С. 5-11.

73. Пат. 2301269 РФ. № 2005136037/02. Способ инжектирования угольного топлива в доменную печь / В.Г. Лисиенко. Заявл. 21.11.2005; опубл. 20.06.2007, Бюл. №17. 5 с.

74. Keen P.G.W. Decision Support Systems: The next decades / P.G.W. Keen // Decision Support Systems, 1987. — v. 3. pp. 253—265.

75. Edwards J.S. Expert Systems in Management and Administration — Are they really different from Decisión Support Systems? /J.S. Edwards // European Journal of Operational Research, 1992. Vol. 61. - pp. 114-121.

76. Power D.J'. A Brief History of Decisión Support Systems. DSSResources.COM, World Wide Web, http://DSSResources.COM/history/dsshistory.html, versión 2.8, May 31,2003.

77. Сучков A.B. Проблемы построения системы поддержки принятия решений для доменного производства / А.В. Сучков // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2009. - Т. 5. -№ 10.-С. 72-81.

78. Бухмиров В.В. Некоторые аспекты современного состояния математического моделирования тепломассообменных процессов в технике / В.В. Бухмиров, С.А. Крупенников. Режим доступа: http://ephf.ispu.ru/iff/publ/konfl /statl 8.htm.

79. Рид Р. Основы теории передачи информации / Р. Рид. М.: «Вильяме»,2004. 304 с.

80. Растригин JI.A. Статистические методы поиска / JI.A. Растригин. М.: Главная редакция физико-математической литературы изд.-ва «Наука», 1968 г.-376 с.

81. Гитис X.JI. Кластерный анализ в задачах классификации, оптимизации и прогнозирования / X.JI. Гитис. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. — 104 с.

82. Дюран Б. Кластерный анализ / Б. Дюран, П. Оделл. — М.: «Статистика», 1977.- 128 с.

83. Айвазян С.А. Классификация многомерных наблюдений / С.А. Айвазян, З.И. Бежаева, О.В. Староверов. -М.: «Статистика», 1974. -240 с.

84. Елисеева И.И. Группировка, корреляция, распознавание образов / И.И. Елисеева, В.О. Рукавишников. -М.: «Статистика", 1977, 143 с.

85. Сучков А.В. Реализация системы поддержки принятия решений в доменном производстве / А.В. Сучков, В.Г. Лисиенко. // Известия Томского политехнического университета. 2009. — Т. 315. — № 5. Управление, вычислительная техника и информатика. — С. 93-98.

86. Воробьев С.Н. Управленческие решения: учебник для вузов / С.Н. Воробьев, В .Б. Уткин, К.В. Балдин. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 317 с.

87. Корбут A.A. Дискретное программирование / A.A. Корбут, КЭ.Ю. Финкельштейн. -М.: Наука, 1969 г.I

88. Шупрута В.В. Delphi. 2006 на примерах / В.В. Шупрута. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 528 с.

89. Сучков- A.B. Алгоритмическое и программное обеспечение системы, поддержки,принятия?решений! в доменном производстве / A.B. Сучков // Доклады Томского1 государственного университета систем управления-и радиоэлектроники. 2009. - № 2(20). - С. 148-153.

90. Лазарсфельд П. Латентно-структурный анализ и теория тестов / П. Лазарсфельд // Математические методы в социальных науках. — М.: Прогресс, 1973. С. 42-54.

91. Янг С. Системное управление организацией / С. Янг. — М.: Советское радио, 1972.-455 с.

92. Голубков Е.П. Использование системного анализа в принятии плановых решений / Е.П. Голубков. — М.: Экономика, 1982. — 160 с.

93. Черняк Ю.И. Системный анализ в управлении экономикой / Ю.И. Черняк. -М.: «Экономика», 1975. 191 с.

94. Тарасенко! Ф.П. Прикладной системный анализ. Наука* и искусство решения проблем / Ф.П> Тарасенко. — Томск: Изд-во Томского' университета, 2004. 186 с.

95. Системный анализ в экономике и организации производства: учебник для- студентов, обучающихся по специальности «Экономическая-информатика и АСУ» / С.А. Валуев, В.Н. Волкова, А.П. Градов и др. -Л.: Политехника, 1991. 398 с.

96. Майоров* А.Н. Теория и практика создания тестов для системы образования / А.Н. Майоров. — М.: "Интеллект-центр", 2001. -296 с.

97. IMS Q&T: ASI Information Model Spécification Final Spécification Version 1.2. — Режим доступа: http://www.imsglobal.org/question/qtivlp2/imsqtiasi infovlp2.html. 11 February 2002.

98. MyTest Х- система программ для создания и проведения компьютерного тестирования, сбора и анализа их результатов. Режим доступа: http://mytest.klvaksa.net/htm/index.htm.

99. Лопухин Н.М. ПАТТЕРН метод планирования и прогнозирования научных работ / Н.М. Лопухин. - М.: Советское радио, 1971. - 160 с.

100. Дэвид Г. Метод парных сравнений / Г. Дэвид. М.: Статистика, 1978. -144 с.

101. Кендэл М. Ранговые корреляции. / М. Кендэлл. — М.: Статистика, 1975. -215 с.

102. Панкова Л.А. Организация экспертизы и анализ экспертной информации / Л.А. Панкова, А.М. Петровский, М.В. Шнейдерман. М.: Наука, -1984.- 120 с.

103. Литвак Б.Г. Экспертная информация. Методы получения и анализа. / Б.Г. Литвак. М.: Радио и связь, 1982. - 184 с.

104. Литвак Б.Г. Экспертные технологии в управлении / Б.Г. Литвак. М.: «Дело», 2004. - 400 с.

105. ПЗ.Бешелев С.Д. Математико-статистические методы экспертных оценок / С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гурвич. М.: Статистика, 1980. — 263 с.

106. Кириллович А. Система Интерактивного Тестирования Знаний «СИнТеЗ» / А. Кириллович. Режим доступа: http://www.sintest.ru/.

107. Основные отличия* комплекса УСАТИК от других систем. Режим доступа: http://usatic.narod.ru/.

108. Архипова E.H. Система интерактивного тестирования обучаемых / Е.Н: Архипова, Д. Бережной, К.И. Шахгельдян. — Режим доступа: http://www.vvsii.ru/oiskp/pub sito.asp.

109. Комплекс программ для компьютерного тестирования. — Режим доступа: http://www.ast-centre.ru/testirovanie/asttest/.

110. Ратанова 0.В-. Технология создания многовариантных АУК, функционирующих в телекоммуникационной среде / О.В; Ратанова. — Режим доступа: http://venec.ulstu.rU/lib/2001/4/Informacionnye tekhnologii/Ratanova.pdf.

111. Никитин Н.В. СДО "ДОЦЕНТ" / Н.В. Никитин. Режим доступа: http://proxv.uniar.ru/www/dt-docent.html .

112. Богданов C.B. Инвестиционная привлекательность пылеугольного топлива в современных условиях / C.B. Богданов, С.М. Корнилов // Металлург. 2008. - № 9.-С. 27-30.

113. Цена предложения на доменный кокс составляет около 7500 рублей за тонну. Режим доступа: http://bplans.r-cons.ru/?q=node/1506. - 02.11.09.

114. Заявки на продажу. Российский рынок. — Режим доступа: http://www.miner.ru/goods.htm?mode=l&tvpe=2&rus=l.

115. Ковалев В.В. Финансовый анализ / B.Bi Ковалев. М.: Финансы и статистика, 1998". -512 с.

116. Стоянова С.С. Финансовый менеджмент для практиков / С.С. Стоянова, М.Г. Штерн. -М'.: «Перспектива», 1999: -239 с.

117. Проблемы замещения кокса углями и газами в доменных печах Украины / И.Г. Товаровский, В.И. Большаков, А.Е. Меркулов, О.В. Лялюк. // Бюллетень «Черная металлургия». 2008. - № 1. - С. 17-20.

118. Жданко Е. ГМК Донецкой области: проблемы и перспективы развития / Е. Жданко. — Режим доступа: http://ugmk.info/?art=l 145530278. — 20.04.06.

119. Группа ЕМЗ решила внедрить технологию вдувания пылеугольного топлива // Известия металлургии. Отраслевое информационно-аналитическое агентство мониторинга. — Режим доступа: http://www.metaIlpress.ru/content/4296.html. 13.06.06.

120. ПУТное дело.-режим доступа: http://svb.org.ua/node/192. 08.03.09.