Команда ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета создала компьютерную систему анализа технологических процессов. Один из модулей программы показывает, как меняется процесс и концентрация веществ в зависимости от исходных данных и условий. С помощью второго модуля система подбирает оптимальные условия и параметры для получения нужного результата.
В программе можно менять исходные данные, например температуру сырья, время реакции, чтобы затем увидеть, как будет проходить химическая реакция и как будет меняться концентрация полученных веществ. Также можно делать обратное: вводить параметры, которые должны получиться в результате реакции, а программа будет показывать, при каких исходных данных ее получится провести. Это будет работать для процесса получения любого соединения — от серной кислоты до товарного бензина.
Сегодня у операторов на заводах есть система, которая показывает, как идет процесс, но только в режиме реального времени, а программы, которая может его смоделировать при разных температурах, времени или мольном составе, на отечественном рынке нет.
«Мы разработали такое программное обеспечение, которое отражает любой химико-технологический процесс: от реакции в лаборатории до крупной заводской установки. Данные на входе вводятся в зависимости от того, что мы хотим увидеть на выходе: как пройдет реакция или что нужно сделать, чтобы получить максимальное количество продукта», — рассказала руководитель проекта, доктор физико-математических наук Камила Коледина.
Чтобы пользователи не вводили каждый раз параметры вручную, команда проекта разрабатывает базу исходных данных. Также идет работа по внедрению технологии машинного обучения для создания информационной системы, которая с помощью искусственного интеллекта будет выдавать оптимальную рецептуру смешения продуктов нефтепереработки для получения товарного бензина. На производстве пропорции для этого задают операторы, и правила, по которым определяется соотношение ингредиентов, не совсем очевидны. Новое ПО поможет упорядочить этот процесс и минимизировать вероятность ошибки из-за человеческого фактора.
Сейчас программу используют научные работники на кафедрах, с ее помощью можно обучать студентов — показывать, как будет вести себя технологический процесс в разных условиях. Сначала в программе ученые моделируют химические реакции, выбирают лучшие условия, а затем уже проводят опыты.
Разработанная программа будет полезна химикам и технологам, работающим в лабораториях и проводящим эксперименты, а также операторам на заводах, контролирующим технологические процессы на установках. Она позволит заменить зарубежное ПО для моделирования химических процессов, лицензии которого сейчас недоступны.
Работа ведется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
