Прогнозирование выхода концентрата кремниевой руды с помощью методов машинного обучения
- Авторы: Буслаева О.С.1, Конов В.А.1, Палей А.Г.1, Ушаков Н.А.1
-
Учреждения:
- Южно-Уральский государственный университет
- Выпуск: Том 12, № 2 (2025)
- Страницы: 142-149
- Раздел: Интеллектуальные технические системы в производстве и промышленной практике
- URL: https://journals.eco-vector.com/2313-223X/article/view/689244
- DOI: https://doi.org/10.33693/2313-223X-2025-12-2-142-149
- EDN: https://elibrary.ru/RBANJL
- ID: 689244
Цитировать
Полный текст



Аннотация
В статье рассматривается применение методов машинного обучения для прогнозирования выхода концентрата кремниевой руды. Проблема контроля содержания кремнезема является существенной для горнодобывающей промышленности, так как от этого зависит качество конечного продукта и его себестоимость [9; 10]. В процессе исследования данные, полученные с флотационной фабрики после проведения их предварительной обработки, были использованы на предмет выделения наиболее динамично изменяющихся факторов (показателей флотации). Были обучены модели случайного леса и рекуррентной сверточной нейронной сети LSTM с разным набором входных признаков. Оценка качества используемых моделей производилась с помощью метрик среднеквадратичной ошибки (MSE), средней абсолютной ошибки (MAE) и коэффициента детерминации (R-squared). В результате экспериментов было установлено, что моментальные показатели флотации в меньшей степени влияют на улучшение качества прогноза, а уникальные переменные, взятые с различным лагом, приводят к повышению точности. Результаты исследования могут быть использованы на предприятиях, занимающихся переработкой кремниевой руды, для более полной автоматизации и оптимизации процессов управления флотацией.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Ольга Станиславовна Буслаева
Южно-Уральский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: buslaevaos@susu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7763-527X
SPIN-код: 7432-6003
Scopus Author ID: 57221265394
кандидат технических наук; доцент, кафедра цифровой экономики и информационных технологий
Россия, г. ЧелябинскВячеслав Анатольевич Конов
Южно-Уральский государственный университет
Email: konovva@susu.ru
ORCID iD: 0009-0004-8489-2997
SPIN-код: 2502-5832
кандидат технических наук; доцент, кафедра цифровой экономики и информационных технологий
Россия, г. ЧелябинскАлександр Гилич Палей
Южно-Уральский государственный университет
Email: paleiag@susu.ru
ORCID iD: 0009-0005-3793-301X
SPIN-код: 5542-6772
Scopus Author ID: 57205615841
кандидат технических наук; доцент, кафедра цифровой экономики и информационных технологий
Россия, г. ЧелябинскНиколай Александрович Ушаков
Южно-Уральский государственный университет
Email: kashak2000@gmail.com
аспирант, кафедра цифровой экономики и информационных технологий
Россия, г. ЧелябинскСписок литературы
- Pavlov A.V., Polinov A.A., Spirin N.А. et al. Use of model systems for solving new technological problems in blast-furnace production // Metallurgist. 2017. No. 61 (5-6). Pp. 448–454. doi: 10.1007/s11015-017-0516-7.
- Spirin N.A., Polinov A.A., Gurin I.A. et al. Information system for real-time prediction of the silicon content of iron in a blast furnace // Metallurgist. 2020. No. 63 (9-10). Pp. 898–905. doi: 10.1007/s11015-020-00907-y.
- Павлов А.В. и др. Информационно-моделирующая система прогнозирования состава и свойств конечного шлака в доменной печи в режиме реального времени // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2023. Т. 66. № 2. С. 244–252. doi: 10.17073/0368-0797-2023-2-244-252.
- Song J., Xing X., Pang Z., Lv M. Prediction of silicon content in the hot metal of a blast furnace based on FPA-BP model // Metals. 2023. No. 13. P. 918. doi: 10.3390/met13050918.
- Спирин Н.А., Лавров В.В., Рыболовлев В.Ю. и др. Цифровая трансформация пирометаллургических технологий: состояние, научные проблемы и перспективы развития // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2021. № 64 (8). С. 588–598. doi: 10.17073/0368-0797-2021-8-588-598.
- Zhou H., Zhang Y., Yang C., Sun Y. Deep learning based silicon content estimation in ironmaking process // IFAC-PapersOnLine. 2020. Vol. 53. No. 2. Pp. 10737–10742. doi: 10.1016/j.ifacol.2020.12.2854.
- Фомичева С.Г., Конев А.В. Адаптивная система управления содержанием оксида кремния в шлаках при переработке медно-никелевых руд // Программные продукты и системы. 2014. № 3 (107). С. 131–140. EDN: TPOVTV.
- Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Концептуальные основы оценивания и анализа качества моделей и полимодельных комплексов // Известия РАН. Теория и системы управления. 2004. № 6. С. 6–16. EDN: OSKXTP.
- Kaung P.A., Isakov A.E., Panfilov I.A. et al. Principles for forming environmentally safe and economically effective sustainable development of geo resources // MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2024. No. 7-1. Pp. 159–175.
- Yang K., Hu C. A prediction method of silicon content in hot metal of blast furnace // Metallurgiya. 2022. Vol. 61. No. 3-4. Pp. 581–584.
- Drumond P., Kappes D., Moraes C. de et al. Soft sensor: Machine learning tradicional ou deep learning? // 22°. Seminário de Automação e TI. São Paulo, 2018. Pp. 231–242. doi: 10.5151/2237-0234-31915.
Дополнительные файлы
