автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка научных основ, когнитивных методов и средств создания новых автоматизированных технологий в цветной металлургии

^ #

р^й? правах рукописи

СУЛЕЙМЕНОВ БЛТЫРБЕК АЙТБАЕВИЧ

УДК 622.8

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ, КОГНИТИВНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ НОВЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЦВЕТНОЙ

МЕТАЛЛУРГИИ

Специальность 05.13.07 - "Автоматизация технологичесхих процессов и производств (промышленность)"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Алматы, 1997

Диссертационная работа выполнена в Казахском национальном техническом университете.

Научный консультанты:

докт. техн. наук, проф. Сыздыков Д.Ж.

докт. техн. наук, проф. Мутанов Г.М.

Официальные опоненты:

- докт. техн. наук, проф. Бахвалов Л.А.

- докт. техн. наук, проф. Битгеев Ш.Б.

- докт. техн. наук, проф. Бияшев Р.Г.

Ведущее предприятие - АО «Жезказгапцветмет»

Защита состоится "3 1997 г. в /^час., на заседали:

специализированного Совета Д 14.13.03 при Казахском национально; техническом университете по адресу: 480013, Алматы, ул. Сатпаева, д. 22, ауд. 301 н/к.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального технического университета.

^ О

Автореферат разослан " \ " [¿ОЛ^щ1997 г.

Ученый секретарь специализированного Совета Д 14.13.03 канд. техн. наук, доц. д Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема повышения эффективносп

произ-водства, экономии материальных и трудовых ресурсов имес первостепенное значение в условиях перехода Казахстана на рыночпьк отношения. Одним из путей решения этой проблемы является разработк; принципиально новых технологий, машин и оборудования для действующих 1 вновь создаваемых импортозамещающих производств.

Требованием сегодняшнего дня является создание и внедревж завершенных технологий в которых комплексно решены вопрссь экономики, технологии, экологии и автоматизации. Если вопросы экономики технологии и (в последшга годы) экологии решаются в комплексе, то 1 разработке систем управления приступают в конце цепочки: идея —; исследования -» проектирование —> внедрение -> тиражирование, т.е. ш стадии проектирования, а то и после внедрения.

Такой подход приводит к удорожанию систем управления, поско;пк) в самой "природе" новой технической системы не учитываются вопрол, повышения ее управляемости. Иногда это приводит к серьезным аварийна ситуациям, связанным с человеческими жертвами и экологические катастрофами. Наиболее яркий пример этому чернобыльский реактор — е самой конструкции которого не были предусмотрены меры самоуправлепих I аварийном режиме и все функции по управлению в аварийных ситуация?, е этом случае целиком ложатся на систему управления и обслуживающий персонал.

Недостатком традиционных методов создания автоматизированная систем управления является их недостаточная системность. Системный подход требует при возникновении каких-либо проблем (например, если не удается создать надежную, экономичную и экологичную систему управленщ). повысить уровень системности задачи, т.е. перейти от "системы" в "надсистеме" и попытаться изменить сам обьект управления. Такой подход позволяет синтезировать практически новую техническую систему (т.е. создать новую автоматизированную технологию).

При создании новых автоматизированных технологий (в соответствии с системным анализом) следует применять комплексный подход — рассмотрение вопросов автоматизации требуется перенести со стадш проектирования на стадию "рождения" идеи, т.е. необходимо, чтобы в момап рождения идеи, в новой технической системе (ТС) уже присутствовав возможность управления ею. Повышение управляемости объекта автоматизации позволит использовать при разработке систем управлетя стандартные и дешевые средства обеспечения: информационнее, математические, программные и технические. Кроме того, это значителыо снизило бы вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Методологической основой для всей работы является одно из основны положений системного анализа — повышение управляемости объект автоматизации ведет к повышению эффективности системы в цело\ поскольку все системы, в том числе и технические, в своем эволюционно] развитии стремятся к самоорганизации и самоуправлению.

Комплексный, системный подход к созданию новых автоматизировании технологий (включающий этапы: "рождение" идеи, проведение исследовани новой технологии, синтез САУ, проектирование и внедрение новой ТС тиражирование разработок) требует объединения знаний, полученных области создания технологий и в области синтеза систем управления.

Вопросы объединения знаний из разных областей науки и техник являются предметом изучения новой междисциплинарной науки "социальна когнитология", в соответствии с которой эффекты интеллектуальног взаимодействия и аккумулирования знаний, накопленных в обществе, сочетании с синергетическим эффектом могут дать т.н. когнитивный эффек используемый для радикального продвижения в области решения сложны задач, к которым можно отнести и задачу создания новы автоматизированных технологий.

Целью настоящей диссертации является разработка теоретически основ, комплексных (когнитивных) методов и средств создания новы автоматизированных технологий в цветной металлургии, позволяющи повысить их эффективность.

Идея работы заключается в использовании закономерности развита технических систем в сторону повышения управляемости, самоуправления самоорганизации" с применением когнитивных методов на всех этапа создания автоматизированных технологи! от синтеза ТС до тиражирован!! новых разработок.

Научные положении, разработанные лично диссертантом, н и новизна:

1. Концепция создания автоматизированных технологий в цветно металлургии, новизна которой заключается в применении системно1 анализа и когнитивного подхода на всех этапах создания, начиная от этаг "рождения" идеи и до ее внедрения и тиражирования, что позволяет короткие сроки создавать эффективные, управляемые и безоиаснь технологии.

2. Метод анализа управляемости ТС, новизна которого состоит в синте: моделей принятия решений с использованием теории искусственно! интеллекта (ИИ) для определения факторов, критериев и общей оценк управляемости обьекта.

3. Метод синтеза принципиально нового технического решения, новип которого заключается в разработке процедуры формирования ограниченно1 списка наиболее сильных изобретательских приемов, стандартов и эффектов I информационного фонда ТРИЗ (Теория решения изобре-тательских задач

Такие списки позволяют более эффективно использовать информационный фонд ТРИЗ при синтезе принципиально новых технических решений.

4. Метод синтеза автоматизированной технологии переработки материалов в шпкотемпературной плазме, новизна которого заключается в разработке математических моделей, основанных на принятых допущений и известных исследований по изучению взаимодействия частиц и газа в тепловом поле. Предложены уравнения описывающие: движение частиц в газовом потоке, теплопередачи между газом и частицей, изменение диаметра частиц . в результате испарения, характеристики плазменной струи. Разработанные модели позволяют определять оптимальные конструктивные и режимные характеристики плазменной установки по переработке различного вида сырья.

5. Метод синтеза автоматизированной технологии гидрометаллургической переработки полидисперсного сырья в кипящем слое, новизна которого состоит в разработке математических моделей, описывающих процессы гидродинамики в слое с учетом уменьшения диаметра частиц, растворения основного металла и примесей, гидролиза примесей и коагуляцию частиц гидроокисей, процессы флокулообразоватш. Разработанные модели позволили определить геометрические размеры аппаратов кипящего слоя, оптимальные и аварийные режимы работы оборудования и синтезировать высококачественную комбинированную систему управления.

6. Метод проведения функционально-стоимостного анализа (ФС.\) новых автоматизированных технологий с целью их тиражирования дтя переработки отходов, полупродуктов и сырья цветной металлургии, новизна этого метода заключается в синтезе моделей принятия решений о целесообразности использования новой технологии для переработки того или иного материала.

7. Метод функцианально-стоимостного анализа автоматизированнэй технологии переработки материалов в низкотемпературной плазме, новизна которого состоит в разработке моделей принятия решения об оценке факторов, критериев и общей оценю! целесообразности переработки того или иного материала в низкотем-пературной плазме.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

■ созданием и внедрением новых, эффективных и хорошо управляемых технологий;

Я разработкой технических решений, защищенных авторскими свидетельствами и патентами;

■ созданием и защитой перед ГЭК технических решений, предложенных студентами..

Научное значение работы состоит в разработке теории, методов и средств создания новых автоматизированных технологий, что является дальнейшим

развигием теории автоматизированного управления технологическими процессами в цветной металлургии.

Практическое значение работы состоит в разработке:

- методики создания новых хорошо управляемых технологий в цветног металлургии с использованием информационного фонда ТРИЗ и анализе управляемости технических систем (некомпыотерная версия);

- структуры экспертной системы анализа управляемости и синтеза новых технических систем (ЭС АСТС) и формировании ее базы знаний;

- методики повышения управляемости ТС с частичным изменением существующей технологии («прямые методы»);

- программной "оболочки" информационно-поисковой системь сырьевых ресурсов, отходов и полупродуктов цветной металлургии РК которая является базой данных для ИС ФСА, и может стать основой для создания "электронного кадастра" сырьевых ресурсов цветной металлурги: республики (передана в НЦ КПМС РК);

- новых, управляемых технологий в цветной металлургии, защищенных авторскими свидетельствами СССР и патентами РК /4,14-28,40,41/;

Реализации выводов и рекомендаций работы осуществлена путем их внедрения на предприятиях цветной металлургии и использования научно-исследовательскими, проектными и учебными институтами.

- Технология выщелачивания цинковых огарков в аппаратах кипящегс слоя внедрена на Константиновском заводе "Укрципк" с экономическим эффектом свыше 180 тыс. долл. США в год;

- Алгоритм управления процессом нейтрального выщелачивания цинковых огарков в аппаратах кипящего слоя принят Алматинским ПКБ АСУ для включения его в состав специального математического обеспечения АСУ Г11КС завода "Укрцинк";

- Технология переработки свинцовых шламов в низкотемпературной плазме прошла полупромышлешше испытания на Жезказганском медьзаводе, ожидаемый годовой эффект составил около 500 тыс. долл. США е год;

Автоматизированная полупромышленная технология обжин коттрельной пыли внедрена на Балхашском медьзаводе;

- Технология переработки свинцовых пылей 3-их полей СЭФ и низкотемпературной плазме прошла полупромышленные испытания на РТП "Жезказганредмет", ожидаемый экономический эффект - 220 тыс. долл. США в год;

- Система транспортировки агрессивных жидкостей с кислотостойкими центробежными насосами, внедренна на РГП "Жезказганредмет", с экономическим эффектом 42 тыс. долл. США в год;

- Интеллектуальная система функционально-стоимостного анализа (ИС ФСА) применения низкотемпературной плазмы в цветной металлургии передана в научно-исследовательскую лабораторию энергообмена Алма-

тинского энергетического института для проведения анализа сырьевых ресурсов Казахстана на предмет целесообразности переработки их в плазме;

- В КазНТУ включены в учебный план специальности 3603 дисциплины: "Основы инженерного творчества" и "Системы управления с искусствешплм интеллектом" - рабочие планы которых основаны на результатах исследований, полученных в диссертации;

- В УНА'Гвузе при КазНТУ в учебный план специальности: "Автоматизация технико-экономических процессов" включена дисциплина: "Экспертные системы", в рабочей программе которой использованы некоторые результаты (в частности методика проведения ФСА, модели принятия решений и т.п.), полученные автором при работе над диссертацией;

- Результаты исследований, полученные в диссертации, используются в ряде учебных пособий автора, курсовом и дипломном проектировании, при проведении практических, самостоятельных, лабораторных занятий и НИРС.

Связь темы диссертации с государственными программами н с планом работы института.

В качестве ответисполнителя темы автор принимал участие в создании головного образца автоматизированного гидрометаллургического це>а Константиновского завода "Укрцинк", выполнявшейся МИСиС в соответствии с целевой комплексной научно-технической программой ОЦ. 024, задание 01.22 (Постановление ГКНТ и Госплана СССР Ж76-ГК/429-ГП ст 12.12.80). В качестве исполнителя темы, выполнявшейся КазПТИ в соответствии с целевой комплексной программой ОЦ 026, принимал в 1981-8 г.г. участие в НИР: "Создание и внедрение ЛТК на медьзаводе ДГМК". 3 качестве руководителя темы: "Основные принципы и методолога применения низкотемпературной плазмы для пиро- и гилрометаллургичсст производств цветной металлургии Казахстана", в 1993-96 г.г. принимат участие в целевой комплексной программе МН-АН РК:"Физико-химическк; процессы и механизмы переноса низкотемпературной плазмы в многофазньк :редах". По заданию Фонда науки РК в качестве научного руководителя в 1994-97 г.г. выполняет НИР: "Теория, методы и средства создания новы* штоматизированных технологий в цветной металлургии". С 1997 года в качестве руководителя темы выполняет хоздоговорную НИР: "Исследоваше поведения осмия при переработки свинцовых пылей и шламов в шзкотемпераптурной плазме". В 1997 году по заданию НЦ КПМС Р.С участвует в разработке методов расчета новой гидрометаллу ргическоГг технологии переработки полидисперсного сырья в кипящем слое. Автор бьп гаучным руководителем ряда х/д тем по внедрению изобретений, гс зошедших в план работы института и выполнявшихся в частном порядке.

Апробация работы. Основное содержат« работы и ее отдельнке положения докладывались и были одобрены на Краевой конференции: 'Применение экономико-математических методов и ЭВМ в АСУ" (?. Красноярск, 1979 г.); Республиканском совещании: "Автоматический контроль

и управление в цветной металлургии" (г. Ташкент, 1982 г.); V Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлургических и шлаковых расплавов (г.Свердловск, 1983 г.); Краевой конференции: "Совершенствование технологии производства цветных металлов" (г.Красноярск, 1986 г.); VI Всесоюзной конференции по строению и свойствам расплавов (г. Свердловск, 1986 г.); региональной конференции молодых ученых (г. Рудный, 1988 г.); XXIII научно-методической конференции КазПТИ (г. Алматы, 1993 г.); Международной научно-практической конференции "Рынок и высшее образование" (г.Алматы,1993 г.); Международном научно-прокгическом семинаре:"Средства автоматизации" (г.Минск, 1994 г.); IV Всероссийской конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии" (г.Ярославль,1994г.); Юбилейной научно-технической конференции КазНТУ: "Актуальные вопросы совремешюй науки и техники" (г. Алматы, 1994 г.); Юбилейной научно-технической конференции КазНТУ: "Актуальные вопросы преподавания гумунитарных дисциплин в техническом университете" (г. Алматы, 1994 г.); Юбилейной научно-технической конференции АЭИ "Энергетика, связь и высшее образование в современных условиях" (Алматы, 1994г.); Международной научно-практической конференции: "Состояние разработки и проблемы внедрения прогрессивных технологий добычи и переработки рудного сырья" ( Алматы, 1995 г.); Республиканской научно-методической конференции:"Актуальные проблемы высшей школы"(Алматы, 1996г.); Международной научно-практической конференции: "Современные проблемы информатики, управления и создания информационных технологий и * систем" (Алматы, 1997 г.); Первом международном конгрессе: «Экологическая методология возрождения человека и планеты Земля» (Алматы, 1997 г.); Республиканской научно-практической конференции: "Актуальные проблемы высшей школы в современных условиях" (Петропавловск, 1997 г.); Республиканской межвузовской научно-методической конференции: «Новые технологии обучения и контроля знаний студентов» (Алматы, 1997 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 60 научных работ, получено семнадцать авторских свидетельств СССР и пять патентов РК. подготовлено восемь отчетов по научно-исследовательской работе, зарегистрированных в КазГОСИНТИ.

Обьем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шестI глав и заключения, содержит 46 рисунка и 10 таблиц, список литературы и: 209 наименований и 13 приложений (всего 325 страниц).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе разработана концепция создания новых авгома тезированных технологий и проведен анализ информациошшх средст!

синтеза новых технических решений, проведения этапов исследования, проектирования, внедрения и тиражирования новых технических систем.

Проведенный анализ исследований по теории развития технических систем (Альтшуллер Г.С.), кибернетике (Эшби У., Кэннон В., Мак Кэй Д, Макколок У., Розенблатг Ф.), искусственному И1ггеллекту (Фридберг Р., Фогель Л., Леннат Д.) и синергетике (Пригожин И., Хаккен Г., Форстер Г., Шреденгер Э.) неопровержимо доказывает, что все системы (в том числе и технические) в своем эволюционном развитии идут в направлении повышения управляемости, самоуправления и самоорганизации.

Эти работы, а также теория потенциальной эффективности Флейшмана подтверждают тезис: "Повышение управляемости обьекта автоматизации ведет к повышению эффективности системы в целом".

Выявленные закономерности развития ТС в сторону повышения их управляемости являются объективной реальностью и имеют огромное методологическое значение для выполнения данной работы. В этом случае появляется возможность комплексного создания и технологии, и систем управления ею, поскольку (в соответствии с этим тезисом) — улучшая управляемость ТС, мы одновременно улучшаем и саму техническую систему.

Комплексный подход к созданию новых автоматизированных технологий (включающий этапы:"рождение" идеи, проведение исследования новой технологии, синтез САУ, проектирование и внедрение новой ГС, тиражирование разработок) согласуется с системным подходом и современными исследованиями по самоорганизации, искусственному интеллекту, синергетики и является предметом изучения новой науки —теорш социального интеллекта.

Смысл теории социального интеллекта и ее итогового раздела - социальной когнитологии состоит в обосновании методов Максимизаши синергетического эффекта в сочетании с эффектом непервоначального (повторного) воспроизводства знаний и их аккумулирования.

В комплексе эффекты интеллектуального взаимодействия и аккумулирования знаний, накопленных в обществе, в сочетании с синергетическнм эффектом могут дать такой феномен, как информационный взрыв. Таюй взрыв, используется для радикального (скачкообразного) продвижения в области решения сложных задач, к которым можно отнести и задачу создащя новых автоматизированных технологий.

Концепция создания новых автоматизированных технологий (см. рис.1) основана на системном принципе: "Развитие 'ГС происходит в сторону повышения управляемости, , самоуправления и самоорганизации" и комплексном подходе, обеспечивающим предпосылки к использование когнитивного эффекта на всех этапах разработки новой ТС.

В соответствии с этой концепцией, прежде чем приступать к разработке системы управления какой-либо технологией, необходимо оценкть управляемость этой ТС и, если окажется, что данная техническая система

нмсет удовлетворительную управляемость, можно приступать к проведению

исследований с целью сйнтеза системы управления этой технологией по стандартным методикам.

В случае же неудовлетворительной оценки управляемости ТС необходимо приступать к изменению самой технологии с целью улучшения ее управляемости с использованием информационного фонда ТРИЗ (теории решения изобретательских задач) совместно с анализом управляемости. В случае нахождения принципиально нового технического решения с удовлетворительной управляемостью, переходят к когнитивным

исследованиям новой ТС с целью определения ее оптимальных технологических и конструктивных параметров и синтезу САУ этой повой технологией.

В случае, если результаты внедрения были успешными приступают к проведению функцианально-сгоимостного анализа новой ТС с целью ее тиражирования для переработки сырья, полупродуктов и отходов цветной металлургии.

Для реализации предложенной концепции в работе был проведен анализ современных информационных методов и средств синтеза, исследования, проектирования и тиражирования новых технических систем, который показал, что на сегодня отсутствуют аналогичные методы и средства применительно к цветной металлургии. С учетом проведенного анализа были поставлены следующие задачи исследования:

1) разработать методы оценки управляемости технических систем;

2) разработать методы синтеза принципиально новь1х, управляемых технологий в цветной металлургии;

3) разработать методы частичного изменения ТС с целью повышения ее управляемости;

4) провести проверку метода синтеза новых ТС с исцользованиел информационного фонда ТРИЗ и анализа управляемости на примерах решенш изобретательских задач в области цветной металлургии;

5) разработать методы когнитивного исследования и проектирован!« автоматизированных пирометаллургических технологий;

6) разработать когнитивные методы исследования, проектирования 1 внедрения автоматизированных гидрометаллургичсских технологий;

7) разработать методы проведения функционально-стоимостного анализа новых ТС в цветной металлургии с целью их тиражирования.

Во втором разделе рассматриваются методы анализа управляемости ] синтеза новых технических систем, которые являются ключевыми 1 предложенной концепции создания автоматизированных технологий. В связ! с тем, что на стадии нахождения нового технического решения могу возникать большое количество вариантов решений - необходимо

Концепция создания новых автоматизированных технологий

Конпштивные иследования ТС ;

Принципиально новая ТС

Варианты " ГЬохо ■ новых ТС чправляема* ТС .

Оптимальные техиоло! ические и конструктивные параметры новой ТС, структура и параметры САР

Копгшггивное ! проектирование и ! внедрение новой ТС |

Проведение ФСА

Рис.1

разработагь методы автоматизированной оценки управляемости каждого из этих вариаотов ТС.

В первом подразделе рассматриваются методы анализа управляемости ТС - определение общей оценки управляемости технических систем. Определение общей оценки управляемости ТС производится с помощью метода экспертных оценок, впервые предложенного Растригиным Л.Л. Однако, в отличии от него, в работе предложен метод, позволяющий автоматизировать труд эксперта, что способствует более оперативной оценки общей управляемости ТС.

Для упрощения задачи нахождения общей оценки управляемости необходимо декомпозировать ее на ряд более простых задач. В соответствии с предложенной структурой базы знаний "первой иерархической ступенью являются следующие критерии:

Критерий-1. СТАТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ. Под статической оценкой каналов управления пошшается оценка возможности воздействия управления на достижение цели управления, без учета динамики объекта;

Критерий-2. ОЦЕНКА ИНЕРЦИОННОСТИ ТС. Под оценкой инерционности 'ГС имеется в виду оценка инерционности каждого из каналов управления и в целом всей ТС;

Критерий-3. ОЦЕНКА ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ТС. Оценка помехоустойчивости - оценка возможности системы эффективно функционировать в условиях действия внутренних и внешних помех;

Критерий-4. ОЦЕНКА ИЗМЕРЯЕМОСТИ ТС. Под оценкой измеряемости ТС подразумевается оценка возможности измерять входные, выходные переменные, а также возмущающие воздействия.

Для оценки каждого из этих критериев должны быть выявлены факторы, которые влияют на соответствующий критерий. С учетом выявленных факторов формируются "правила" с помощью которых оценивается каждый из критериев. "Правила" представляют цепочку рассуждений экспертов преобразованных с помощью математического аппарата теории нечетких множеств в модель знаний которые и составляют ядро базы знаний (БЗ экспертной системы. Продукционная модель (модель знаний) в общем случас имеет следующий вид:

«ЕСЛИ А = 14, ТО В = М, ИНАЧЕ В = Ь>.

Приняты следующие обозначения критериев: ви - статическая оценк; каналов управления, Би - оценка инерционности ТС, Р - оценк; помехоустойчивости ТС, в - оценка измеряемости ТС, и - общая оценк! управляемости ТС. Каждый из критериев характеризуется функцией

принадлежности вида: (у;) / (у-), где х - название переменной (811,1)11,Г, в II); V - базовая переменная; I - уровень квантования.

Все нечеткие переменные квантуются, например, на следующие уровни у0= 0 - очень очень низкая; V! = ОД - очень низкая; \2 = 0,2 - низкая; \3 = 0,3

более или менее низкая; ... у5 = 0,5 - средняя; \6 = 0,6 - выше средней; ... т8= 0,8 - высокая; и т.д. Тогда, продукционная модель (модель знаний) для расчета общей оценки управляемости ТС может выглядеть, например, следующим образом:

ЕСЛИ Би = вив, ТО \ ЕСЛИ В11-{1и8, ТО [ЕСЛИ Р=Г8, ТО (ЕСЛИ С=й8, ТО и = и10, иначе, ЕСЛИ С=й2,ТО и = и9), иначе, ЕСЛИ Р=Г2, ТО (ЕСЛИ ТО и = и8, иначе, ЕСЛИ ТО и = и6)], иначе, ЕСЛИ Ои=аи2, ТО [ЕСЛИ Р=Г8, ТО (ЕСЛИ ТО и = и, , иначе, ЕСЛИ Ой2, ТО и = и5), иначе, ЕСЛИ Е ТО (ЕСЛИ С=е8, ТО и = и4, иначе, ЕСЛИ С=£2, ТО и = и3)] К иначе, ЕСЛИ ви = 8и2, ТО "I ЕСЛИ БII = с1и8, ТО [ЕСЛИ Е=£8, ТО (ЕСЛИ ТО и = и4, иначе, ЕСЛИ (1) С=й2,ТО и = и3), иначе, ЕСЛИ ¥=Т2, ТО (ЕСЛИ ТО и = и3, иначе, ЕСЛИ С=%2, ТО и = и2)], иначе, ЕСЛИ DU=du2, ТО [ЕСЛИ Р=Г8, ТО (ЕСЛИ С=е8, ТО и = иц иначе, ЕСЛИ С^, ТО и = и0), иначе, ЕСЛИ Р ТО (ЕСЛИ С,=8ч, ТО и=и0, иначе,ЕСЛИС=«2, ТО и = и0)] },

Модель (1) с помощью операции импликации легко формализуется в минимаксную математическую форму, с получением нечеткого отношения

Ц.к(5и,(1и,Г,«,и). Модель (1) позволяет с помощью операции композищи рассчитать общую оценку управляемости:

Цг (и) = Цп(8и,(1и,Г,о,и) о Цк^Ми/,«), (2)

где Цш^и^и,^) — декартово произведете функций принадлежности критериев 1-4:

ЦК1(511,с1и,Г^) = X Цви(йи) х Ц„(0 х '3)

где ^и^и), ¡Иг)([(с1н), р.с(£) - функции принадлежности оценок: 811, Ш,

Ри а

Для синтеза модели принятия решения по оценке 811 рассмотрен объегг, имеющий п входных управляющих воздействий (хО и ш выходних перемеш1ых (yj). Под целью "субьекта" имется в виду следующие соотношешю:

если У; = у*|, то ^ = 1,

если у; = у ты, то у1 = о, (4)

где у 1 - цель "субьекта", причем необходимо при этом иметь в виду не го максимальное (минимальное) значение у; которое может быть достигнуто в данной ТС, а то теоретическое значение ¡-го показателя которое желательно бы достигнуть с учетом возможности изменения самой ТС.

Условия изменения входных переменных: если X] = х .шф то = О,

если xj = х то X) = 1, (5)

где Хю^, Хщ^ - соответственно минимально и максимально возможнее значения изменения входной перемешюй по существующей ТС.

Приняты следующие обозначения и условия:

^ = 1, если при изменении }-он входной переменной от 0 до 1, ¡-ая выходная переменная тоже изменяется от 0 до 1;

^ = 0, если при изменении }~ой входной переменной от 0 до 1, 1-ая выходная переменная не изменяется.

Величина названа оценкой статической управляемости Ч -» канала, описывающей зависимость 1-ой выходной величины от ^-го входного управляющего воздействия. Величина ^ является аналогом коэффициента усиления объекта, однако в отличии от последнего в нем фигурирует не реальная выходная переменная (уО, а .теоретически заданное "субъектом" целевое ее значение (у|*).

В качестве примера рассмотрена матрица статической управляемости для случая, когда п-2, т=3:

I 0,7 0,2 0,5 I

¡0,3 0,8 0,7 I. (6)

Матрица управляемости (4) показывает, что обе входные управляющие переменные влияют на выходные переменные, но с разной "силой", зависящей от оценки статической управляемости по каждому из каналов управления. Легко заметить, что поскольку все имеют положительный знак, то все они (при изменении X; от 0 до 1) способствуют достижению заданных заранее целей "субъекта" - у 1, правда с разной "силой".

Естественно предположить, что изменяя Xj от 0 до 1 , можно достичь заданных целей у4 . При этом, изменяя хь может достигнуть (у1*) с вероятностью 0,7, а при изменении %г с вероятностью 0,3. Поэтому изменяя XI и х2 "субьект" может достигнуть цели (у!) с общей вероятностью равной 0,7, аследствии чего оценка статической управляемости первой выходной переменной будет 81=0,7, соответственно 81=0,8 и 83=0,7.

Для определения оценки общей статической управляемости (с учетом найденных оценок необходимо выработать "правила" или модель принятия решения для оценке статической управляемости ТС. Такая модель должна описывать крайние возможные ситуации оценок 81. На основе анализа таких ситуаций можно восстановить продукции вида: ЕСЛИ А, ТО В, ИНАЧЕ С. Для чего рассмотрены например, два крайних случая, которые могут возникнуть в ТС :

^ = 1; 82 = 1; 83 = 1, (7)

Б! = 0; 82 = 0; 83 = 0. (8)

Очевидно, что ситуация (7) описывает "идеальный" вариант, когда все три оценки статической управляемости выходных переменных равны единице. Такая ситуация позволяет достичь в полном обьеме целей "субъекта", т.е. у( = у(. Ситуация (8), напротив, не позволяет "субьекту" достичь хотя бы одной из трех целей.

Тогда, нетрудно заключить, что общая оценка статической управляемости для ситуации (7) равна максимуму, т.е. 811= 1, а для ситуации (8) ■ минимуму, т.е. 811 = 0. Для синтеза "правил", необходимо задаться еще несколькими промежуточными значениями. Тогда с учетом вышеизложенного модель принятия решения (продукционная модель) по оценке статическо? управляемости, для обьекта с тремя выходными переменными может например, иметь вид:

ЕСЛИ, 81=0.8, ТО [ЕСЛИ 82=0.8, ТО (ЕСЛИ 83=0.8, ТО 811=1.0, паче, ЕСЛИ 83=0.2, ТО ви = 0.4), иначе, ЕСЛИ 82=0.2, ТО (ЕСЛИ 83=0.8, ТО 811 = 0,4, иначе, ЕСЛИ 83=0.2, ТО ви = 0.2)], иначе, ЕСЛИ 8,=0.2, ТО [ЕСЛИ 82=0.8, ТО (ЕСЛИ 83=0.8, ТО 811 (9) = 0.4, иначе, ЕСЛИ 83=0.2, ТО ви = 0.2), иначе , ЕСЛИ 82 =0.2, ТО (ЕСЛИ 83=0.8, ГО 811 = 0.2, иначе, ЕСЛИ 83=0.2, ТО 81) = 0,0)].

Модель принятия решения (9) учитывает все возможные варианты комбинации ситуаций из трех, при условии, что в; равны 0.2 или 0.8. (г.е.

нгокие или высокие). Определение функции принадлежности Цбь^в) производится аналогично операциям (2 и 3). Необходимо также учитывать, что (9) синтезирована с учетом того, что все три выходные переменные равноценны.

Для учета "весов" каждой из выходных переменных, необходимо пе^ед тем, как воспользоваться моделью (9), умножить найденные Я, на сюи "весовые" коэффициенты а,, определенные экспертом заранее.

Выше были рассмотрены случаи, когда все оценки ^>0. Однако, на практике такие случаи встречаются крайне редко. Как правило, в цветной металлургии улучшение одного показателя приводит к ухудшению друшо. Ниже приведена матрица управляемости, в которой присутствует отрицательные оценки статической управляемости какого либо из каналов:

I 0,7 0,4 0,8 I

¡0,40,8-0,41. (10)

В этом случае для первых двух выходных переменных оцежа статической управляемости выбирается из условия максимума:' 8х - 0,7; & = 0,8. Для оценки управляемости по третьей выходной переменной необходшо учитывать отрицательное влияние оценки Г32. Для учета этого отрицательного влияния предлагается определять алгебраическую сумму оценок Гл и 1з2: 81 = 0,8 - 0,4 = 0,4. В случае, если в результате этой операции получится отрицательное значение (если, например, |Г321>Гз]), то примается 83=0, гго означает полное отсутствие управляемости по 3-ей переменной. Затем мояно рассчитывать общую статическую управляемость как и в предыдущем случхе, т.е. с помощью операции композиции с моделью (9).

При оценке критерия-2 инерционность оценивается не относителшо реально существующей ТС, а относительно тех целевых, показателей которые

определяется "субьектом". Тогда общая оценка динамической управляемости ТС определясися наихудшим, "лимитирующим" с точки зрения инерционности, каналом.

Определение критерия-3 позволяет оценить возможность системы эффективно функционировать в условиях действия внутренних и внешних помех. В силу того, что практически невозможно оценить чувствительность обьекта на внешние возмущения без знания хотя бы их оценочных показателей, а так же с учетом того, что на сегодняшний день имеются достаточно мощные и дешевые средства компенсации этих возмущающих воздействий, предложено не учитывать влияние внешних возмущений на помехозащищенность ТС.

С учетом этого допущения,_ методика оценки помехозащищенности обьекта значительно упрощается, т.к. параметрическая чувствительность может быть определена опытным экспертом (хотя бы грубо) достаточно просто. Для этого необходимо проанализировать вероятность возникновения (накопления) различных "помех" при эксплуатации обьекта, которые могут с течением времени значительно влиять на возможность достижения целевых показателей обьекта (yj*).

К таким "помехам" можно отнести образование настылей при плавке, сгорание футеровки печи, накопление Песковых фракций в гидрометаллургических агрегатах, шламов в электролизных ваших и т.п. факторы. Эксперт, анализируя эти факторы выдает оценку помехозащищенности ТС в виде одной интегрированной величины-F.

При оценке критерия-4 необходимо учитывать не саму возможность измерения какой-либо переменной, а стоимость ее измерения с помощью лингвистических переменных: очень очень высокая (Q = 1), очень очень низкая (Q = 0).

Во втором подразделе рассматриваются методы синтеза новых технических систем. Основой метода синтеза новых ТС явилась теория решения изобретательских задач (ТРИЗ). Рабочим механизмом совершенствования существующих 'ГС и синтеза новых ТС в ТРИЗ служат алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ) и информационный фонд ТРИЗ.

Основным недостатком АРИЗ является то, что при использовании информационного фонда приходится анализировать слишком большое количество изобретательских приемов (более 150 приемов и нодприемов), изобретательских стандартов (более 120 стандартов с различными вариациями) и эффектов (около 300 научно-технических эффектов).

В минской лаборатории ПИЛИМ разработан программный комплекс "Изобретающая машина" — версия ИМ 1.5. В системе ИМ 1.5 применен принцип постепенного сужения числа приемов, стандартов и эффектов по мере уточнения условия задачи с помощью меню одиночного выбора.

Однако система ИМ 1.5 предусматривает работу в одном из грех режимов: "Приемы", "Стандарты" или "Эффекты", что значительно ограничивает "поле" для выбора эффективных решений, т.к. известно, что наиболее сильные решения дают их сочетания.

Вторым недостатком системы ИМ-1.5 является то, что принцип сужения числа приемов, стандартов и эффектов требует однозначности выбора типа или подтипа задачи, что не всегда можно допустить. Как правило, любую задачу можно отнести одновременно к нескольким типам и подтипам, что требует неоднозначности при анализе задачи.

С целью преодоления отмеченных недостатков, предложен метод сип-теза новых ТС, основанный на опыте использования информационного фонда ТРИЗ с анализом управляемости при решении задач в области цветной металлургии.

Идея этого метода заключается в следующем. При анализе задачи пользователь оцешшает к какому классу и подклассу относится его задача И если задачу одновременно можно отнести к нескольким классам, то производится оценка отношения этой задачи к конкретому классу vc помощью критерия относительной важности Wj (j=l,2,...m), где j-индекс соответствующего класса или подкласса, m - суммарное количество классоз и подклассов.

После проведения пользователем анализа задачи, т.е. определения относительной важности Wj, экспертная система формирует ограниченный список приемов, стандартов и эффектов, которые могут быть наиболее сильными для данной задачи. Для чего в структуру экспертной системы должна быть включена база знаний (БЗ) из списка приемов, стандартов и эффектов, которые составлены для каждого класса и подкласса. Причем, каждый прием, стандарт или эффект имеет свой ранг (R у) - оцегку возможности решения задачи определенного класса и подкласса где i (i=J,2,...,n) - номер альтернативы (стандарта, приема или эффекта), п — суммарное количество альтернатив.

На основе БЗ, включающей ранжированные списки альтерната и проведенного пользователем анализа конкретной изобретательской задаш, экспертная система формирует ограниченный список наиболее сильных для решения данной задачи приемов, стандартов и эффектов. Формирование такого списка производится с помощью метода оценки и упорядочения альтернатив. Согласно этому методу оценка Rj (т.е. оценка, учитывающая критерии важности класса и подкласса конкретной задачи - Wj и ранжированные списки альтернатив - R,j) определяется с помопыо следующего соотношения:

Цш (п) = sup min (|Лку(гц ), fiwj (w j )), (LI)

где Цш - функция принадлежности взвешенной оценки 1-ой альтернативы;

ЦшДГу), ^;) - функции принадлежности ранговых оценок ¡-ых

альтернатив для ^го класса или подкласса и критерия важности ¿-го типа или подтипа соответственно. Соотношение (11) определяет ранг ¡-ой альтернативы с учетом критерия относительной важности для ¿-го класса или подкласса.

Предложены следующие классы и подклассы, к которым можно отнести практически любую задачу:

1. Нейтрализация вредных взаимодействий (подклассы: а)мсжду двумя веществами; б) между веществом и полем);

2. Повышение эффективности существующей ТС (подклассы:

а)неэффективное взаимодействие, связанное с элементами системы;

б)нсэффективное взаимодействие, связашюе с системой в целом; в)поле, участвующее в неэффективном взаимодействии);

3. Задачи на обнаружение и измерение;

4. Изменение структуры технической системы.

Таким образом, предлагаемый метод синтеза новых ТС позволяет: во-первых, сформировать (в отличии от АРИЗ) ограниченный список альтернатив; во-вторых, использовать сочетание наиболее сильных приемов, стандартов и эффектов; в - третьих, избежать (в отличии от ИМ-1.5) однозначности при определении класса и подкласса к которым относится конкретная задача.

В третьем разделе рассмотрены примеры применения метода создания новых, хорошо управляемых технологий (некомпьготерная версия) для решения изобретательских задач в области цветной металлургии с целью повышения управляемости объектов автоматизации.

ЗАДАЧА 1. Для извлечения редких металлов (рений*и осмий) из свинцовых шламов редкометального производства их подвергают выщелачиванию с помощью различных кислот.

Анализ управляемости показал, что наихудшим (лимитирующим) фактором являются низкие оценки статической управляемости по каналам: "Кислотность раствора -> степегп, извлечения", "Температура раствора -» степень извлечения", "Концентрация окислителя -> степень извлечения". Так как при изменении вектора входных переменных от 0 до 1,0 выходная величина изменяется лишь в пределах от 0 до 40%. Входными переменными являются концентрация кислоты в растворе, температура раствора и концентрация окислителя.

Таким образом, задача состоит в повышении статической управляемости процесса выщелачивания.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 1. Как выявил анализ задачи, проведенный совместно со специалистами-металлургами, основной причиной плохой

растворимости металлов является наличие в свинцовом шламе органических соединений. Органическая пленка покрывает твердые частицы сульфида свинца и не позволяет окислителю более эффективно взаимодействовать с твердыми частицами и окислять рений и осмий до высших окислов. В тс время как только высшие окислы хорошо растворяются даже в простой воде при комнатной температуре.

Эту задачу можно отнести к поклассу 1а - "Нейтрализация вредных взаимодействий между двумя веществами", т.е. между оганической пленкой и твердыми частицами сульфида свинца.

При решении этой задачи был применен изобретательский прием "Принцип дробления инструмента". В качестве инструмета в данном случае выступают молекулы кислоты и окислителя, т.е. жидкая фракция. Если дробить жидкость, то возникает новое агрегатное состояние: газ, содержащий кислород. Отсюда подсказка: для окисления рения и осмия твердые частицы сульфида свинца обрабатываются горячим газом, содержащим кислород, г.е. воздухом. При этом разрушается органическая пленка (она просто сгорает), а кислород активно взаимодействует с поверхностью твердых частиц сульфида свинца, окисляя все металлы до высших оксидов.

Поскольку температура при которой происходит разрушение органической пленки довольно высока (свыше 1500° С), из информационного фонда ТРИЗ выбран эффект низкотемпературной плазмы для реализации этой идеи.

В результате получена хорошо управляемая техническая система /!5/. Степень извлечения поднялась до 97%, плазмохимический процесс очень динамичен (можно практически мгновенно остановить или запустггь плазмотрон). Полученный обожженный материал хорошо выщелачиваете* в простой воде при комнатной температуре, скорость выщелачивания повышается в 4-5 раз.

Кроме достижения основного эффекта (повышение степши извлечения Яе и Об) - достигнут и побочный эффект. Поскольку в проц&се выщелачивания вместе с Яе и Об в раствор переходят практически все примеси (т.к. все они в низкотемпературной плазме перешли в хоропо растворимую форму — высшие окислы), то в осадке остается особо чистый сульфид свинца, который может быть использован в качестве сырья для производства хрусталя. Причем, повышение чистоты сульфида свшца произошло самопроизвольно — без введения специальных каналов управления по этой переменной. В результате получен "самоорганизующийся" канал управления — идеальный вариант управляемости объекта.

ЗАДАЧА 2. На Жезказганском медьзаводе имеются следуюцие газообразующие участки медеплавильного цеха (МПЦ): плавильный участок (ПУ), конвертерный участок (КУ), а также сернокислотный цех (СКП) в котором из отходящих газов производят серную кислоту. Однако при полюй загрузке ПУ и КУ мощности сернокислотного цеха не хватает для переработки

вссх отходящих газов. В этом случае из-за экологических соображений часть газа ПУ сбрасывается в атмосферу, т.к. он содержит небольшое количество S02 (0,5-0,8%) в отличии от газов КУ (5-6%). Однако, в газах ПУ содержиться больше ценных компонентов (в том числе рения и осмия) чем в газах КУ и, следовательно, с газами ПУ они выбрасываются в атмосферу.

Анализ управляемости показал, что в данном случае имеет место недостаточная статическая управляемость объекта по каналу "Производительность МПЦ -» производительность СКЦ". Таким образом, стоит задача найти донолнительные-каналы но управлению потоками газов.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 2. Так как из условия видно, что в рамках существующей ТС практически невозможно найти решение данной задачи, то ее можно отнести к 4-му типу: "Изменение структуры технической системы". Задачи отнесенные к 4-му типу как правило требуют кардинального изменения структуры существующей ТС и наиболее сильным в этом случае является стандарт: "Переход от системы к надсистеме" с одновременным применением одного из изобретательских приемов. Решение задачи 2 с учетом такого подхода выглядит следующим образом.

Переходим от системы: "ПУ -> СКЦ" к надсистеме: "МПЦ > СКЦ" и, используя прием: "Наоборот", вместо воздушного дутья на вход конвертеров подаем отходящие газы ПУ (т.к. содержание кислорода в газах всего на 1,52,0% меньше чем в воздухе). Это решение, не ухудшая процесс конвертирования, позволяет снизить общий обьем газов от МПЦ и вернуть в производство ценные компоненты: рений, осмий, серу, медь и т.п. /23/. Полученная ТС полностью управляема и позволяет стабилизировать количество и качество поступающих в СКЦ газов /24/. Кроме того, она исключает выбросы в атмосферу неочищенных газов (решение экологической проблемы) и утилизирует тепло горячих газов.

Найденное техническое решение (как и решение задачи 1) позволило создать т.н. "самоорганизующиеся" каналы управления. Так -как на вход конвертеров Подаются не холодный воздух, а горячие (свыше 300°С) газы, то в фурменной зоне конвертеров должен прекратиться процесс настыле-образования, что позволит устранить такое "управляющее" воздействие, как прочистка фурм. Прочистка фурм производится вручную, с помощью ломика, с целью обеспечения устойчивой подачи дутья в конвертер. Таким образом, самопроизвольно будет повышаться такой показатель управляемости процесса, как помехозащищенность объекта.

ЗАДАЧА 3. В отходящих металлургических газах содержатся возгоны ценных металлов (реши и осмия) и пыль. По мере перемещения газа по газоходу происходит снижение его температуры с 500° С до 300°С и даже меньше. В результате чего возгоны рения и осмия адсорбируются на поверхность пыли. После того, как пыль уловится в электрофильтрах (ЭФ), газ поступает на переработку в СКЦ с меньшим содержанием ценных компонентов, в результате чего происходят их потери (до 15-20%).

Лнализ управляемости показал, что в данной ТС отсутствует кана управления температурой газа, что снижает общую управляемость этой ТС.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 3. Анализ показал, что основной причиной потер рения и осмия является снижение температуры газов возле ЭФ. Эту задач можно отнести к подтипу 16: "Нейтрализация вредных взаимодействи; между веществом и полем".

В результате применения информационного фонда с аналгоог управляемости предложены три варианта технических решений данной задачи Ниже приведены описания этих технических решений без описания устройств реализующих найденные способы.

Решение 3.1. При решении задачи 3 использовался изобретательски] прием "принцип вынесения" в соответствии с которым необходимо отделтп от объекта "мешающее свойство". "Мешающим свойством" является газ < температурой меньше 300° С, поэтому необходимо вынести из этой зопь пыль и перевести ее в зону с "хорошим" газом ( газ при температуре вшш 500° С). Этот прием явился подсказкой для технического решешя необходимо пыль ЭФ направить в зону горячего газа, где она в специальноV обжиговом устройстве подвергается нагреву, в результате чего рений и осхи? вновь возгоняются и поступают в СКЦ, где происходит их извлечение из газов Товарная же пыль, направляемая после обжига потребителю для производства из нее свинца, не содержит ценных компонентов /21/.

Решение 3.2. В случае, если транспортировку пыли в головную ча;ть газохода организовать затруднительно, то применяют прием "принцип местного качества" - устанавливают специальные обжиговые устройства прямо в ЭФ. Такое решение позволяет при незначительных расходах энерти (т.к. нагреву подвергается только тонкий слой горячей пыли на специальных поддонах с нагревательными элементами) возгонять рений и осмий, которые вместе с газами поступают в СКЦ, где происходит их извлечение, а товарная пыль уже без ценных компонентов поступает потребителю /41/.

Решение 3.3 В случае если будет затруднительно оборудовать ЭФ специальными нагревательными устройствами, используют тлг. "прямей" метод улучшения управляемости ТС. В этом случае устанавливают специальное обжиговое устройство за ЭФ, что позволит транспортировать на короткое расстояние пыль прямо из бункеров ЭФ в это устройство и производить обжиг в нем. В этом случае значительно снижаются (по сравненшо с решением 2) магериалозатраты и повышается удельная («а ед.площади) производительность установки /22/.

Во всех трех случаях удается улучшить управляемость ТС, поскольку в старом ее варианте канал управления по извлечению рения просто отсутствовал. Причем, во всех трех случаях достигается эффект "самоорганизации", поскольку обжиг пыли ведет к ее агломерации, что позволяет исключить из технологической цепочки один технологический передел: "Гранулирование пыли". Это же обстоятельство во втором варианте

позволяст ликвидировать ручную выгрузку пыли из бункеров СЭФ, т.е. способствует повышению показателя управляемости: "Помехозащищенность объекта"..

ЗАДАЧА 4. Из свинцовых металлургических пылей, содержащих до 50% окиси свинца и другие компоненты, посредством выщелачивания пыли и последующей обработки осадка изготовляется краситель — свинцовый сурик. В процессе выщелачивания в раствор переходят вредные примеси, а чистый сульфид свинца переходит в осадок.

Анализ управляемости процесса показал, что изменением входных воздействий не удается полностью перевести в раствор примеси, что ухудшает химический состав осадка, а в конечном счете и красителя. В данном случае имеет место недостаточная статическая управляемость по каналам: "кислотность раствора -» содержание примесей", "температура - > содержание примесей".

Кроме того, было обнаружено полное отсутствие управляющего воздействия на гранулометрический состав частиц осадка, что ведет к образованию крупных частиц осадка и, следовательно, к ухудшению физических свойств красителя — покрывающая способность красителя снижается.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 4. Данную задачу можно отнести к подклассу 2а: "Неэффективное взаимодействие, связанное с элементами системы". Элементами системы в данном случае являются молекулы кислоты и твердые частицы пыли. Для решения задачи 4 использовался изобретательский прием: "принцип заранее подложенной подушки", предусматривающий компенсировать относительно невысокие характеристики объекта в основном процессе, заранее "подложенной" предварительной его обработки. Неполный переход примесей в раствор объясняется тем, что не все примеси находятся в форме высших окислов, хорошо растворимых даже в воде. Для того, чтобы доокислить примеси свинцовой пыли предлагается (выбор из списка физэффектов ТРИЗ) предварительно обработать ее в окислительной атмосфере низкотемпературной плазмы.

Кроме улучшения химических свойств красителя такая обработка в плазме позволяет получать ультродиснерсный порошок свинцового сурика (т.е. улучшить и физические свойства), что способствует получению краски высших сортов /26/.

Причем повышение физических свойств красителя происходит самопроизвольно, без управляющего воздействия — идеальный варинт управляемости по этому каналу.

ЗАДАЧА 5. С целью извлечения меди из отвальных шлаков разработана технология флотационного их обогащения. Анализ управляемости показал, что "лимитирующим" является процесс измельчения, который позволяет измельчать шлак до требуемой тонины помола (-200 меш) не более 45-50% сырья. Кроме недостаточно большой оценки статической

управляемости по этому каналу, обнаружена также низкая

помехозащищенность — футеровка мельниц очень быстро изнашивается.

Как показал анализ основной причиной плохой управляемости является высокая твердость шлака. Таким образом, задача состоит в том, как снизить твердость шлака.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 5. Задачу 5 можно отнести к подклассу 1а: "Нейтрализация вредных взаимодействий между двумя веществами" — между частицами шлака и футеровкой мельниц.

Для решения этой задачи воспользовались изобретательским приемом: "Заранее подложенная подушка", который дает "подсказку" — необходимо предварительно (до измельчения в мельнице) обработать частицы шлака с целью снижения их твердости. Обратившись к списку физэффектов- находим аналог - эффект "расхрупчивания". Таким образом, идея решения задачи найдена - необходимо до измельчения частиц шлака в мельнице подвергнуть их процессу расхрупчивания, с целыо снижения твердости частиц шлака.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что оптимальным является нагрев шлака до 800° С в течение 2-3 минут, а затем резкое его охлаждение в воде. При этом режиме твердость шлака снижаете! в 5 раз.

Применение технологии предварительного расхрупчивания позволшт резко увеличить общую управляемость технологии флотационного обогащения, доведя степень извлечения меди в концентрат до 95-97%. При этэм удается значительно повысить помехозащищенность технологическсго оборудования /40/.

ЗАДАЧА 6. Основным недостатком предложенного выше решения являются дополнительные расходы на нагрев шлака. Как снизить эти затрать?

При решении этой задачи не удалось напрямую использован, изобретательские приемы. Такая задача вероятнее всего относится к 4-му тшу: "Изменение структуры ТС", т.е. необходимо произвести структурную перестройку системы. Для чего воспользуемся стандартом: "Переход от системы к надсистеме". Если системой была обогатительная фабрика, го надсистемой является металлургический комбинат. Анализ вещественго-полевых ресурсов показал, что на комбинате имеются т.н. текущие отвальние шлаки с температурой до 1000° С. Последнее и явилось подсказкой дгя решения задачи.

Предложено производить совместную грануляцию . текущих и отвальных шлаков — добавлять в струю горячего шлака до 30% дробленного отвального шлака с последующим резким охлаждением этой смеси в воде 121].

Если для улучшения наихудших, "лимитирующих" факторов и критериев не требуется преодолевать технические противоречия (ТП), го можно применять т.н. "прямые" методы улучшения управляемости ТС. Такие методы, как правило, не требуют радикального изменения ТС и поэтому лепо реализуемы на практике и более дешевы. В разделе приведены несколыо

конкретных примеров "прямого" решения с получением чаетичн измененного варианта технологий, относящихся к цветной металлургии.

Таким образом, как показали приведенные здесь примеры, применени информационного фонда ТРИЗ с анализом управляемости приводит созданию новых, хорошо управляемых ТС в цветной металлургии. ] большинстве приведенных в разделе решений задач предложены идеальны (самоорганизующиеся) каналы управления, что говорит об эффективносп предложенного когнитивного подхода. Это еще раз подтверждает основно: закон развития технических систем в сторону повышения их управляемости самоуправления и самоорганизации.

В четвертом разделе рассмотрены когнитивные методы исследования проектирования и внедрения автоматизироваш1ых нирометаллургически: технологий. Основное внимание уделено технологии переработю полидиспсрсных материалов в низкотемпературной плазме.

С целью прогноза влияния размера частиц сырья, управляющи; технологических факторов на полноту переработки дисперсного сырья : плазменном реакторе и необходимые энергозатраты разработан приближенная математическая модель и проведено исследование движения ] нагрева частиц оксида свинца, инжектированных в плазменную струю Когнитивный эффект достигается за счет объединения знаний в облает] физики плазмы и математического моделирования.

Уравнения движения твердой частицы в газовом потоке взяты . лагранжевой форме: для осевого направления

Л 4 '' ррар 1 рЛ ' (И

где I и I = V (иг - ир)2 + (У( - \'р)2 — модуль скорости; для радиального направления

в 3 р,

т 4 ррар

Коэффициент сопротивления Сл — функция скорости частиц ш отношению к несущему потоку, т.е. величина, зависящая от числа Рейнольдса.

Определение Сл производится по известным методикам, а влнянш высокого градиента температур в окрестности частицы учитываете;

поправочным коэффициентом (Уау / У£) , таким образом, что

С„ = Са (V* /V/15. (и;

В целях более точного определения коэффициента сопротивленш частицы показатель степени в формуле (14) должен быть уточнен I зависимости от градиента температуры.

Координаты частицы в любой момент времени определяется яз уравнений:

Ж»

—-=и —-=У ¿1 р' Л р

Основное уравнение для нагрева сферической частицы, с учетсм теплообмена излучением, имеет вид:

с!Тр ба^-Тр) беге 4 4

л" Ррсрр Ррср:1ри <15>

где рр — плотность частицы, Ср — удельная теплоемкость частицы, Вр -диаметр частицы, а — коэффициент теплопередачи, который рассчитывается по числу Нуссельта, а — константа излучения абсолютно черного тела, с — коэффициент черноты тела. Для низкотемпературной плазмы (Т < 8000" К) число Нусельта N»1 достаточно хорошо может описать формула:

N4 = (2 + 0,6 КеД5 Рг,/3) (У, / Ур)0'15. (15)

Для определения 1Чи по формуле (16) необходимо знать диаметр частиш и коэффициент теплопроводности потока, для чего предварительно вводится фактор плавления:

_ б/ , т

Здесь Ог — мощность теплового потока, определяемая выражением

= а в (Тг - Тр) + а е Я (Т/ - Тр4). (1$)

где в —площадыюверхности частицы, т - масса одной частицы.

Когда частица расплавлена полностью (% = 1) и температура частиш достигает температуры испарения, происходит изменение диаметра частиш, значение которого можно определить из следующего теплового баланса:

¿Рр _

& ррХеукВ2 ' О»)

где Л.еу — теплота испарения. Расчет уравнения (19) прекращается щи достижении определенного минимального размера частицы. Это состояше считается случаем полного испарения частицы.

Профили динамических и тепловых характеристик по длине стр;и подобны и хорошо апроксимируются кривыми Гаусса:

11 / Ьт = ехр [ - 1п2 (г / г0,5ьш)2], (2))

и / иш = ехр [ - 1п2 (г / г0,5„т)2]- (21)

Анализ экспериментальных данных показывает, что дхя низкотемпературной плазменной струи ядро имеет длину не более полутона

калибров. С учетом этого обстоятельства расчет осевых характеристик струи производится по известным методикам.

Проведенные когнитивные имитационные и лабораторные иссдсдовашш позволили выявить основные технологические и конструктивные параметры полупромышленной установки, а хорошая управляемость процесса способствовала разработке достаточно простой системы стабилизации входных и выходных переменных полупромышленной установки. Полупромышленные испытания показали се достаточно высокую эффективность при переработки свинцовых шламов (448 тыс. долл. США в год) и пылей 3-х полей СЭФ (220 тыс. долл. США в год).

-- В пятом разделе рассмотрены методы когнитивного исследования, проектирования и внедрения новой автоматизированной гидрометаллургической технологии переработки полидисперсного сырья в кипящем слое. Когнитивный эффект достигался за счет объединения знаний в таких областях как теория металлургических процессов и теория управления, что позволило значительно ускорить проведения этапов исследования, проектирования и внедрения новой автоматизированной технологии.

: Изменение гранулометрического состава огарка в результате растворения окиси цинка описывается выражением:

Ш, = [1/(л 1)2)1 У,гп, (22)

где СО; - скорость изменения диаметра частицы ¡-й фракции, м/с; У^. скорость изменения объема одной частицы огарка ¡-ой фракции в резуль-тате растворения цинка, м/с; 01 — диаметр частиц ¡-ой фракции, м.

Скорость изменения объема одной частицы в результате растворения цинка можно определить из следующего соотношения:

Ч7л = [1 / (утв х N0] Ка (Ур,7"_/(;,ог), (23)

где: Vi " / СГГ — скорость растворения цинка из едшшцй веса (1кг) огарка, кг/с; Ь/л — коэффициент пропорциональности между весом

растворившегося цинка и уменьшением веса твердой фазы; утв — плотность твердых частиц огарка, кг/м3; — количество твердых частиц ¡-ой фракции в единице веса огарка, причем

^ =1/(л/6хВ^хутв). (24)

Изменение количества огарка ¡-ой фракции в результате изменения диаметра частиц, вызвашюго растворением цинка, определяется по соотношению:

+ а , ' 0М

А ДД,+1 1+1 Д£>,.+1 1+1 ' (25)

ДБ = 1)1+1 - П,.

Учитывая (22 - 25), получим:

dG- = D 1*1 .bjL-y г, _ D , , Zn

dt A £) I+, G, AD, G," " ' W

где Vz°i — скорость растворения цинка из общего количества огарка (Gj) i-ой фракции.

Математическая модель гидролитической очистки цинковых растворов характеризуется следующими основными процессами:

- гидролиз примесей и коагуляция кремнекислоты;

- адсорбция гидроокисей и геля кремнекислоты на поверхность твердих частиц;

- флокулообразование (агрегация твердых частиц в "хлопья").

Гидролиз примесей может быть описан следующим соотношением:

Vr5 = K^Q - К^хан xQ0H. (27)

Скорость процесса коагуляции также зависит от концентрации кремнекислоты в растворе:

V/ = Kjj Csi - Ksir csjr - K5i„ a„, (2S)

где Vç - скорость реакции гидролиза; Q и С^он - соответственно концснт-рацш £-ой примеси и гидроокиси Ç-ой примеси; Кг и - константы соответственно скорости гидролиза и ее тормозящего эффекта; VSir - скорость реакщи гидролиза кремнекислоты; С^.ко1щентрация кремнекис-лоты в растворе; Qr - концентрация образовавшегося геля кремнекислоты; а„ . активность ионов водорода; Ksi, Ksir, KsilI - константы скоростей соответствующих реакций;

Скорость адсорбции ç-ой гидроокиси и кремнекислоты пропорциональна некоторой константе К и вероятности столкновения адсорбтива со свободной поверхностью адсорбента. Эта вероятность определяется обьемной концентрацией адсорбтива г Сс0н> Csir и свободно'! долей поверхности адсорбента, следовательно:

dCVdt = Va40H = Cçon (1-х), (2!)

dCAsi/dt = VAsi = KASi Csir (1 - x), (3»)

где Сунь Csir — объемные концентрации гидрооксидов и кремнекислоты.

Математическая модель процесса сгущения цинковой пульпы основаш на соотношении, позволяющим рассчитать распределение концентрации твердого по высоте идеального сгустителя, согласно зако1у турбулентной диффузии в гравитационном поле:

dp = R -U 09

17 ~ л "¿Г- <31>

где К - коэффициент турбулентного перемешивания, м2/с; и - скорость осаждения, м/с; р - текущая концентрация твердой фазы, кг/м3; г -вертикальная координата, м; г = 0 на поверхности сгустителя.

Для учета ВЛИЯШ1Я флокул на скорость их осаждения используется формула:

ис = (Уфл - Уж) 1 X е / (18Ю, (32)

где ис — стесненное осаждсние взвеси, м/с; ц — молярная вязкость, Н с/м; у^ — удельный обьем флокул.

Объемная концентрация флокул в ]-ой зоне определяется по соотношению:

= (й / Ро ) х Сф.,10, (33)

р0 Сф,10 - плотность и объемная концентрация твердого в пульпе, поступающей в сгуститель, кг/м3.

Учитывая (32 и 33) скорость направленного движения флокул можно найти по формуле:

Ц = (и0 - иж]) / (1 - ), (34)

Проведенные имитационные исследования процесса выщелачивания цинковых огарков в кипящем слое позволили определить оптимальные технологические и конструктивные параметры промышленной установки и создать комбинированную САУ этим процессом на заводе "Укрципк". Кроме того, результаты когнитивных исследований были использованы и при синтезе экспертной системы оптимального управления этим процессом с возможностью достаточно простой адаптации ее базы знаний к конкретным условиям производства цинка в нашей республики.

Б шестом разделе рассмотрены методы проведения функционально-стоимостного анализа новых технологий с целью их тиражирования.

В Казахстане действуют несколько крупных и десятки средних и мелких предприятий цветной металлургии на каждом из которых имеется множество наименований сырья, полупродуктов и отходов, содержащих ценные компоненты. Вследствие чего, для определения перспективных материалов с целью их переработки по новой технологии требуется проанализировать огромный объем информации, что невозможно произвести традиционными методами.

С целью более быстрого и объетивного анализа сырьевых источников с обоснованием экономической целесообразности их переработки по новой технологии необходимо создать интеллектуальную компьютерную диагностическую систему функционально-стоимостного анализа (ИС ФСА) сырья, полупродуктов и отходов цветной металлургии. Для создания такой системы диагностики необходимо решить две основные задачи:

- создать обширную базу данных (БД), в которой должна храниться информация о физико-химических свойствах сырья, полупродуктов и отходов цветной металлургии Казахстана;

- сформировать базу знаний (БЗ) в которой должны содержаться модели знаний, описывающие взаимосвязь основных критериев и факторов,

определяющих целесообразность переработки того или иного материала по новой технологии.

На основе предлагаемой ИС ФСА можно будет быстро и квалифицированно рекомендовать тот или иной материал к пропедсшю исследований но рассматриваемой новой технологии.

В качестве критериев целесообразности для проведения функционально-стоимостного анализа новой технологии могут быть, например, следуюцие показатели:

1) Энергозтраты на переработку ед. исходного материала (или какой-нибудь другой, "лимитирующий" показатель);

2) Эффект от повышения степени извлечения ценных компонентов из сырья;

3) Затраты на подготовку исходного материала к переработке его но новой технологии;

4) Затраты на дальнейшую доработку материала;

5) Оценка рынка сбыта готовой продукции.

С учетом предложенной в работе структуры ИС ФСА, для оценен каждого из критериев необходимо выявить факторы и соответствующие им переменные.

В связи с тем, что анализу будет подвергаться большое количество альтернатив (отходы, полупродукты и сырье цветной менталлурпи Казахстана) и что необходимо при этом учитывать также большое количество переменных и факторов от которых зависят соответствующие критерии, в работе применен метод: "Выбор альтернатив с использованием правша. нечеткого вывода", разработанный Яггером, позволяющий снизить трудозатраты как на создание системы, так и на проведение самого анализа;

Для использования метода Яггера необходимо сформировать лингвистические модели, в которых описывается взаимосвязь переменных, факторов и соответствующих критериев. В общем случае лингвистичесюя модель формируется из отдельных высказываний ф:

"Если X! = Ан нХ2= Ам п ... Хр = Ар1, то в = В1, (35)

где X; . название 1-го фактора то которого зависит критерий; 8 - названге критерия Ан, Лги—Ар - лингвистическое значение: которое может пинягь соответствующий фактор("высокая", "пнзкая", "очень высокая" и т.д.); Bi • -лингвистическое значение: которое может ринять критергй ("удовлетворительный", "неудовлетворительный" и т.д.).

В соответствии с методом Яггера высказывание (35) может бьгь преобразовано в форму нечеткого множества с помощью импликации:

]ИИ КО = шш(1, (1 - |_1д(лу) + |!в(0)), (36)

где Н - нечеткое подмножество на Аналогичным образом

лингвистические высказывания по критерию с1ь с12,-,с1ч преобразуются в множества Нь Н2,...,НЧ . Для нахождения нечеткого отношения (или моделг

знаний для оценки соответствующего критерия) необходимо призвести операцию объединения:

|iD( (w,i) = min (w,i)), j = l,q (37)

Модель знаний (37) позволяет определить значение критерия для каждой альтернативы после того как эксперт произведет оценку факторов от которых зависит критерий, оценка, критерия производится с помощью операции композиции. Применение метода Яггера позволяет значительно снизить трудоемкость определения оценки критериев, поскольку, при этом, используются точечные оценки переменных и факторов от которых зависит соответствующий критерий.

С учетом (35 - 37) порядок работы с диагностической системой оценки целесообразности внедрения новой технологии будет состоять в следующем. Эксперт оценивает (для очередной альтернативы) с помощью точечных оценок входные лингвистические переменные, характеризующие эти альтернативы, например: исходная крупность материала, твердость, липкость, объем перерабатываемого сырья, влажность, теплоемкость и т.д. Эти оценки входных переменных с помощью метода Яггера и разработанной модели принятия решения преобразуются в нечеткую форму какого-либо фактора в виде точечной его оценки.

Точечные оценки альтернатив по нескольким факторам (например, затраты на сушку, затраты на измельчение и т.д.) являются исходными данными для оценки какого-либо критерия, оценка которого, в свою очередь, является входной неременной (например, степень извлечения металла, затраты на подготовку и на доработку и т.д.) для общей оценки очередной альтернативы на экономическую целесообразность переработки ее по повой технологии. Эти оценки служат для ранжирования альтернатив (отходов, полупродуктов и сырья цветной металлургии) по степени экономической целесообразности переработки их по новой технологии.

Предложенный метод может быть использован для проведения ФСА любых новых технологий. В диссертации разработана интеллектуальная система функционально-стоимостного анализа сырья, полупродуктов и отходов цветной металлургии Казахстана на предмет целесообразности переработки их в низкотемпературной плазме.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дано теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы -разработка научных основ, методов и средств создания новых автоматизированных технологий, направленных на синтез эффективных, безопасных и хорошо управляемых технологий в цветной металлургии.

Основные научные выводы и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем.

1) Системный подход и анализ исследований по теории развития технических систем, кибернетике, искусственному интеллекту и синергетике пеопровержимо доказывают, что все системы (в том числе и технические) в своем эволюционном развитии идут в направлении повышения управляемости, самоуправлению и самоорганизации. Таким образом, основополагающий для всей работы тезис: "Повышение управляемости объекта автоматизации ведет к повышению эффективности системы в целом" согласуется с современными теоретическими исследованиями;

2) С использованием методов системного анализа разработана концепция создания новых автоматизированных технологий;

3) Разработай метод анализа управлямости обьекта, основанный на теории нечетких множеств. В основе этого метода лежат "правила" (модели знаний), определяющие зависимость общей управляемости обьекта от отдельных критериев и факторов;

4) Разработан метод синтеза новых ТС, позволяющий формировать ограниченный список наиболее сильных приемов, стандартов и эффектов из информационного фонда ТРИЗ;

5) Предложены т.н. "прямые" методы повышения управляемости ТС - с частичным изменением технологии, основанные на когнитивном взаимодействии специалистов различного профиля;

6) Разработанные методы повышения управляемости объектов были применены для решети задач в цветной мет&тлургии. Приведенные примеры показали высокую эффективность разработанных методов - создан целый ряд оригинальных технических решений, позволяющих повысить управляемость вновь созданных ТС и их эффективность. Внедрение только трех предложенных технологий дает суммарный экономический эффект около 1 млн. долл. США в год;

7) Когнитивное взаимодействие специалистов разного профиля позволили провести в короткие сроки исследование, проектирование и внедрение автоматизированной полупромышленной установки по переработке свинцовых шламов редкометального производства в низкотемпературной плазме. При этом проведенные когнитивные исследования позволили выявить основные технологические и конструктивные параметры полупромышленной установки, а высокая степень управляемости процесса способствовала разработке достаточно простой системы стабилизации входных и выходных переменных установки;

8) Проведешюые когнитивные исследования процесса выщелачивания цинковых огарков в кипящем слое позволили определить оптимальные технологические и конструктивные параметры промышленной установки и в течении 3 лет создать комбинированную САУ этим процессом на заводе "Укрцинк". Кроме того, результаты когнитивных исследований были ис-пользованы также и при синтезе экспертной системы оптимального управления этим процессом, с возможностью достаточно простой адапта-шш ее базы знаний к конкретным условиям производства нашей республики;

9) Анализ исследований в области развития "классического" ФСЛ показал, что в настоящее время отсутствуют методы проведения функционально-стоимостного анализа (ФСА) технологических процессов в цветной металлургии, а предлагаемая концепция "ФСА+ ТРИЗ" не позволяет создавать хорошо управляемые технологии. Предложена новая концепция проведения ФСА: "классический ФСА + ТРИЗ - НИ", которая позволила использовать некоторые методы и процедуры ФСА для создания метода анализа новой ТС на предмет ее тиражирования.

11) Разработана интеллектуальная диагностическая система функционально-стоимостного анализа сырья, полупродуктов и отходов цветной металлургии на предмет целесообразности переработки их низкотемпературной плазме (ИС ФСА), которая основана на разработанных моделях принятия решений по оценке следующих нечеткие критериев:

оценка степени извлечения, затраты на подготовку исходного сырья для переработки его в плазме, затраты на доработку продуктов плазмешюй технологии и оценка рынка сбыта готовой продукции;

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Тохтабаев Г.М., Сулсйменов Б.А. и др. К выбору алгоритма параметрической ндеитификашш // Сб. трудов КазПТИ "Кибернетика и автоматика", 1976, N5, с. 28-37.

2. Тохтабаев Г.М.,Сулейменов Б.А. и др. Человеко-машинные процедуры идентификации сложных объектов управления // Сб. Трудов КазПТИ "Кибернетика и автоматика", 1976, N5, с. 37-42.

3. Сулейменов Б.А. и др. Структура математической модели процесса нейтрального выщелачивания цинковых огарков в КС //Тезисы докладов на краевой конференции "Применение экономико-математических методов и ЭВМ в АСУ", Красноярск, 1979, с. 2328.

4. Салихов З.Г., Сулейменов Б.А., Юрков В.В. Система автоматического управления процессом переработки полидисперсных смесей в КС. Положительное решение ВНИШТ1Э от 29.07.80.

6. Сулейменов Б.А. и др. О математическом моделировании процесса нейтрального выщелачивания цинковых огарков в кипящем слое // Сб. нлрудов МИСиС "Автоматизация технологических процессов цветной металлургии", 1981. N128. с. 34-40.

; 7. Сулейменов Б.А.,Байыухамедов Б.И. К вопросу математического моделирования процесса струйно-конвертерного рафинирования металлургических расплавов // Тезисы доклада на V Всесоюзной конференции по расплавам", Свердловск, 1983. с. 36-40.

8. Сулейменов Б.А. и др. Математическая модель гидролитической очистки шшксульфагных растворов в аппаратах КС // Межвузовский сб. тр."Вопросы создания АСУТП", Алма-Ата, 1983,с.25-31.

9. Сулейменов Б.А., Медиханов Д.Г. Разработка математической модели процесса агрегации твердых частиц в жидкой фазе //' Тезисы научных сообщений VI Всесоюзной конференции по стороеншо и свойствам расплавов" - Свердловск, 1986. 117-119 с.

10. Сулейменов Б.А., Медиханов Д.Г. Разработка математической модели процесса струйно-конвертерного рафинировашм металлургических расплавов // Тезисы научных сообщений VI Всесоюзной конференции по стороению и свойствам расплавов" -Свердловск, 1986. 399-340 с.

11. Лю Б.Н., Сулейменов Б.А. и др. Методы оптимизации в системах управления. Учебно-методическое нособие.Ч 1,2-Алма-Ата:КазПТИ, 1987.-49с.

12. Медиханов Д.Г., Сулейменов Б.А. Способ флотации цинксодержащих руд. Положительное решение ВНИИГПЭ от 14 октября 1987г. - 7 с.

3. Сулейменов Б.А., Ярмухамедова З.М. Исследование сложных систем с применением теории размытых множеств на примере флотационного обогащения руд // Тезисы докладов на областной н.-т. конференции. - Рудный, 1988. с.35-36.

14. Сулейменов Б.А. и др. Устройство для обжига решшеодержащих материалов. А.с. СССР N1644554 от 22 декабря 1990 т.

15. Сулейменов Б.А. и др. Способ переработки свинцовых шламов редкометальногс производства. Патент РК N1903, Официальный бюллетень "Промышленная собственность" N1,1995 г.

16. Сулейменов Б.А. и др. Способ измельчения высокообразивных металлургически) ишаков. А.с. СССР N1729585 от 24 декабря 1990 г.

'7. Сулейменов Б.А., Медиханов Д.Г. Способ флотации золотосодержащих руд. А.с СССР N 1547144 от 15 декабря 1987 г. - 7 с.

18. Сулейменов Б.А. и др. Способ возгонки семиокиси рения из металлургических пылей. Положительное решение ВНИИГПЭ от 4 февраля 1991 г.

19. Сулейменов Б.А. и др. Способ флотации щшксодержащих руд. A.c. СССР N1457238 от 8 октября 1988 г. - 6 с.

20. Иванов В.А., Салихов С.Г., Сулейменов Б.А. Система экстремального регулирования. А.с.СССР N8885972 от 3 августа 1981 г.-бс.

21. Сулейменов Б.А. и др. Способ переработки ренийсодержащих продуктов. Ас. СССР N1736190 от 22 января 1991 г. - б с.

22. Сулейменов Б.А. и др.Устройство для обжига сыпучих материалов. A.c. СССР N1644554 от22 декабря 1990 г. - 5 с.

23. Сулейменов Б.А. и др. Способ переработки отходящих газов медного производства.А.с. СССР N1693103 от22 июля 1991 г.- 4с.

24. Сулейменов Б.А. и др. Способ управления газоходной сетью медеплавильно е производства. Патент PK N1906 , Официальный бюллетень "Промышленная собственность" N1,1995 г.

25. Сулейменов Б.А. Сухой электрофильтр для очистки ренийсодер-жапшх тазов. Положительное решение ВНИИГПЭ от 12 мая 1991г.-6с.

26. Сулейменов Б.А. и др. Способ переработки металлургических пылей. Патент PK N1907. Официальный бюллетень "Промышленная собственность", N1, 1995 г.

27. Сулейменов Б.А. и др.Способ совместной грануляции жидких и твердых отвальных металлургических шлаков. A.c. СССР N1729987 от 30 июня 1991 г.

28. Сулейменов Б.А. и др. Способ измельчения высокообразивных металлургических шлаков. A.c. СССР N1729585 от 24 декабря 1990г. - 7с.

29. Тохтабаев Г.М., Сулейменов Б.А.Опыт интеграции научно-исс-кислоты // Материалы IV Всероссийской конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии", Ярославль, 14-16 октября 1994 г. с. 4-5.

31. Сулейменов Б.А. Методы создания новых автоматизированных технологий в цветной металлургии // Материалы Г/ Всероссийской конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии", Ярославль, 14-16 октября 1994 г. с. 6-7.

32. Сулейменов Б.А. Создание автоматизированных технологий гидрометаллургической переработки полидисперсного сырья в кипящем слое // Сборщк "Депонированные рукописи", вып Ш.- Алматы: КазГосИНТИ, 1994. с. 51-52.

33. Сулейменов Б.А. Применение низкотемпературной плазмы в ироизиодстзе редких металлов // Сборник "Депонированные рукописи", выл Ш.- Алматы: КазГосИНТИ, 1994. с. 50-51.

34. Сулейменов Б.А. Новая технология гидрометаллургической переработш полидисперсного сырья в кипящем слое // Сб. научных трудов:

"Актуальные вопросы современной науки и техники". - Алматы: КазНТУ, 1994. с. 282-286.

35. Ищанов Т.К., Сулейменов Б.А., Колесников A.B. Применение низкотемпературной плазмы для переработки свинцовых шламов редкометально-о производства // Сб. научных тр: "Актуальные вопросы современной науки и техники'.-Алматы: КазНТУ, 1994.

с.282-286.

36. Сулейменов Б.А. и др. Низкотемпературная плазма и перспективы ее применсадя в цветной металлургии Казахстана // В сб. научных трудов КазНИПИцветмет. - Алматл, 1994. с 160-174.

37. Сулейменов Б.А. Опыт интеграции научно-исследовательской деятельности п учебного процесса в условиях рынка // Материалы международной научно-практически! конференции "Рынок и высшее образование". - Алматы: Минобр PK,1993. с. 145-147.

38. Сулейменов Б.А., Закирьянов М.М. Интеллектуальная система управления отбором и транспортом газа при производстве серной кислоты. // Материалы IV Всероссийской конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии", Ярославль, 1994. с 37-38.

39. Сулейменов Б.А. Опыт применения теории решения изобретательских задач в учебном процессе // Сб. научных тр: "Актуальные вопросы преподавания гумупитарных дисциплин в техническом университете". - Алматы: КазНТУ, 1994. с. 185-190.

40. Сулейменов Б.А. и др. Способ переработки твердых металлургических шлаков. Патент PK N2314 от 9 ноября 1995 г.

41. Сулейменов Б.А. и др. Сухой электрофильтр. Патент PK N1699 от 9 ноября 1995 г.

42. Сулейменов Б.А., Закирьянов М.М. Создание интеллектуальных систем управления-технологическими процессами в цветной металлургии // Материалы научно-практической конференции. - Алматы: HAH PK, 1995. с. 35-43.

43. Сулейменов Б.А.,Удьярова P.A. Разработка принципов и методологии применения низкотемпературной плазмы для пиро- и гидрометаллургических производств // Энергетика и топливные ресурсы Казахстана, N1. - Алматы: КазГосИНТИ, 1995. с. 80-81.

44. Сулейменов Б.А. Основные принципы и методология применения

низкотемпературной плазмы для пиро- и гидрометаллургических произ-водств цветной металлургии Казахстана. Отчет о НИР (заключительный), Алматы,1995, госрегистрация N0195PK00288.- 69 с.

45. Сулейменов Б.А. Теория, методы и средства создания новых автоматизированных технологий в цветной металлургии. Отчет о НИР (заключительный), Алматы, 1995, Nrocper. 0194РК00693. 150с.

46. Шайхутдинов Е.М. , Лю Б.Н. , Сулейменов Б.А. Технический уни-всрситет и копштивные знания // Сб . научных тр. "Актуальные проблемы организации и проведения учебного процесса".-Алматы: КазНТУ, 1996, с. 4-10.

47. Сулейменов Б.А. Разработка когнитивных методов создания новых, хорошо управляемых технологий в цветной металлургии // Межвузовский сб. научн. тр.^'Информатизация и автоматизация технических систем". - Алматы: КазНТУ, 1997, с. 411.

48. Сулейменов Б.А. Синтез новых хорошо управляемых технологий в цветной металлургии // Межвузовский сб. научн. тр.:"Информатизация и автоматизация технических систем". - Алматы: КазНТУ, 1997, с. 11-15.

49. Сулейменов Б.А., Афанасьев A.A. Когнитивные методы создания хорошо управляемых и экологичных технологий в цветной металлургии // материалы Первого международного конгресса: «Экологическая методология возрождения человека и планеты Земля» - Алматы: HAK «Экология», 1997, с. 201-207.

50. Сулейменов Б.А., Мутанов Г.М. Когнитивные методы создания хорошо управляемых технологий в цветной металлургии // Материалы республиканской научно-практической конференции. - Петропавловск: СКУ, 1997, с. 157-159.

51. Сулейменов Б.А., Мутанов Г.М. Разработка методов анализа управляемости и синтеза новых технологий в цветной металлургии // Материалы Республиканской научно-практической конференции. - Петропавловск: СКУ, 1997, с. 171-172.

52. Сулейменов Б.А., Мутанов Г.М. Управление технологическими процессами в цветной металлургии. - Алматы: Гылым, 1997, - 267 с.

Сулемен Батырбек Айтбай улы

Турл1 mycmi м еталлургия д агы жаца аетаматтырымин тех пол огиялар гд&уыяыц гылыш негЫерт, когнитивна эдктгрш мш щгралдарын впдеу.

Жумью маврагы - жща автомштыржш техшлэгаялврды iftpy эдцекрн ендеу. Жумьпыц методикалья$ нега - бао^арышшн обьекш^ бааррулуыньш^ ecyi жуйенш, ташдщпне апарады, уйпеет бэр1 жуйжр оздашен уйымдастырылуга жэне оздшнен баскарулуга умтылады.

Жуйелис тэсш автомахшрьтган течншюгаядарды ijypy концепцияеш усынуга мумкщщк берда. Осы концепция - объект жвман баа^арыжа онда оны жаг^сы басв^рылатын ^ылу керек.

Жасагщы интеллжг теорижыны^ жэне ойшпхабу теориясыньп^ эдетфн врдщшып усынган концепцияны iace асыру уппн басщзылатындьшртн таддау жэне жаца жа^сы бас^арылатын технологияларды синтездеу.

Ондан баскр, когнив-ri зертеу журпзу, жа^а пиромеггаллургиялы^. пен гидрометалдургиялы^ технолюгияларды жобалау, жузепе жыру мет тиражшу эдцстер1 усьмылган. ввделген эдхстер автормен тусп металлургия саласында 40 тан кеп техникалыв, шеппмдерп кел кезшдев^одданган.

Batirbek A. Suldmenov

Development of methods and took of making of new automated technologies inmetaOugy.

Aim of work is development of methods of making new automated technologies. Ivfethodical base of entire work is one of the main statments of system analyse - incheasing of controllability of automation object to direct to increasing of system efficiency for every system is intended to sdt - controlling and sdf -organizing.

System apprach allowed to offer a concept of making of new automated technology. Accoroling to it if the obgect is bad - controlled then it must be made wit - controlled.

For realiation of the offered concept with antiffical intdlegence and solvirg theory of invented tasks methods, methods of analyse of controllabilities and syntezof new well controlled technologies.

Also, cognitive reseach designing, putting into operation methods of nov pirometallurgical technologies.

Eevdopped methods wos used by authou when he was making more then О new technical Solution in the field of metallurgy.