Горная индустрия 4.0 : Номинанты 2021

Цифровой двойник оператора флотации

Цифровизация обогатительного передела
#машинноеОбучение
#цифровыеСоветчики
#стабилизацияКачества
#человеко-машинноеВзаимодействие

Предприятие: Талнахская обогатительная фабрика ПАО ГМК «Норильский никель», Норильск

Отрасль: Металлургическое сырье 

Период реализации проекта: конец 2019 – начало 2021

Предпосылки: 
Количество и состав руды, приходящей на обогатительную фабрику, может сильно варьироваться даже в течение одного дня. В силу загруженности оператор не всегда может отследить эти изменения и вовремя принять меры для оптимального хода технологического процесса. Опережающие управляющие воздействия с применением методов машинного обучения позволяют максимизировать извлечение на переделах флотации и стабилизировать процесс, удерживая концентраты и хвосты флотации в требуемых для технологии диапазонах.

Три цели проекта:
Разработка алгоритма с использованием методов машинного обучения, управляющего участком коллективной флотации:
1. Работа в режиме подсказчика-советчика оператору.
2. Увеличение извлечения никеля на участке флотации – до 0,5% (значительный прирост с учетом существующего извлечения никеля).
3. Удержание значений содержаний никеля/меди в концентрате и хвостах в требуемых диапазонах.

Изменения целей/ задач по ходу реализации:
Hабота в режиме подсказчика-советчика была заменена на автоматическое управление процессом в течение максимально возможного времени, поскольку оператор мог отвлекаться на советы системы и все равно зачастую был вынужден принимать решения об управлении самостоятельно.

Решения:
Собственные ИТ-разработки, в т.ч. на базе коробочных решений вендоров.

Что изменилось:
До начала проекта на изменяющийся состав руды реагировали значительно позже. Реакция иногда могла быть была настолько запоздавшей, что принятые управляющие воздействия оказывали обратный (негативный) эффект.  
В итоге проекта участок коллективной флотации 80% времени управляется цифровым двойником. Реакция на изменчивость руды идет своевременно (за счет чего отмечен рост извлечения). Произошла общая стабилизация процесса по всему фронту флотации, тк участок коллективной флотации расположен в начале процесса обогащения.

Ключевые результаты: 
80% времени процессом напрямую управляет математический алгоритм.
0,35+-0,08% - прирост извлечения никеля в концентрат коллективной флотации 
С 68% до 84% выросло попадание в диапазоны, заданные технологами по никелевому концентрату, с 60% до 76% - по медному концентрату, с 63% до 75% - по никелевым хвостам.