М.С. Антоненко1, М.С. Анисимова2, М.В. Колистратов3

1–3 Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС» (Москва, Россия)
1 antonenko.ms@misis.ru, 2 anisimova.ms@misis.ru, 3 kolistratov.mv@misis.ru

Постановка проблемы. В настоящее время крупные промышленные предприятия сталкиваются с такой проблемой, как высокая стоимость энергоресурсов, что в условиях роста цен на продукты энергетики и внедрения энергоемких технологий создает финансовые риски и требует системного подхода к управлению энергопотреблением. Существующие автоматизированные системы учета (АСТУЭ, АИИС ТУЭ) зачастую не обеспечивают необходимого всестороннего анализа и адаптивности для эффективного управления энергией, особенно на предприятиях с неоднородной структурой затрат.

Цель. Разработать подходы к созданию и внедрению цифровых систем энергоменеджмента на крупных промышленных предприятиях, включающих в себя аналитические модули на базе математического моделирования и методы машинного обучения.

Результаты. Обоснована необходимость модернизации традиционных систем учета в направлении интеллектуальных платформ с объектно-ориентированной архитектурой. Предложена архитектура аналитического модуля, включающая в себя математические модели (регрессионный анализ, метод наименьших квадратов) и методы прогнозирования остаточного ресурса оборудования (метод Каплана–Майера). На примере трехфазных рудно-термических и дуговых печей показана возможность повышения энергоэффективности за счет совершенствования алгоритмов управления САУ, контроля температуры и положения электродов, а также предиктивной диагностики состояния футеровки.

Практическая значимость. Внедрение предложенных решений позволяет промышленным предприятиям снизить удельный расход электроэнергии, оптимизировать затраты на закупку энергоресурсов за счет точного планирования, уменьшить количество внеплановых простоев и продлить срок службы оборудования.

Антоненко М.С., Анисимова М.С., Колистратов М.В. Интегрированные системы управления энергоресурсами в промышленности: методы, модели и практическая реализация на примере дуговых печей // Динамика сложных систем. 2026. Т. 20. № 3.
С. 74−81. DOI: 10.18127/j19997493-202603-08

1. Смолий В.А., Косарев А.С., Яценко Е.А., Гольцман Б.М. Разработка технологии производства эффективного энерго­сберегающего ячеистого теплоизоляционного строительного стекломатериала // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2015. № 4 (185). С. 128–132.
2. Гусева Т.В., Бегак М.В., Молчанова Я.П., Аверочкин Е.М., Вартанян М.А. Перспективы внедрения наилучших доступных технологий и перехода к комплексным экологическим разрешениям в производстве стекла и керамики (обзор) // Стекло и керамика. 2014. № 7. С. 26–36.
3. Папко Л.Ф., Павлюкевич Ю.Г. Огнеупоры для стекловаренных печей. Минск: БГТУ. 2008. 100 с.
4. Мартынова Е.С. Автоматизированный контроль теплового состояния электрических печей при регулировании мощности электрической дуги // Дисс. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. по специальности 05.13.06. СПб., 2019. 132 с.
5. Гаспарян М.Д. Новые типы плавленолитых высокоглиноземистых огнеупоров // Автореф. дисс. на соиск. учен. степени канд. техн. наук. по специальности 05.17.11. М., 2005. 21 с.
6. Соколов В.А., Гаспарян М.Д., Киров С.С. Плавленолитые высокоглиноземистые огнеупоры и перспективы их производств // Новые огнеупоры. 2022. № 1. С. 13–17.
7. Семенов Б.А., Озеров Н.А. Двухфакторная математическая модель процесса высокотемпературной коррозии бадделеито-корундовых огнеупоров в условиях контакта с расплавом стекломассы // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2012. № 7-8. С. 87–96.
8. Папко Л.Ф., Павлюкевич Ю.Г. Огнеупоры для стекловаренных печей. Минск: БГТУ. 2008. 100 с.
9. Ионов К.Е. Актуальные проблемы управления запасами // Вестник науки. 2022. Т. 3. № 4 (49). С. 52–60.
10. Меркер Э.Э., Карпенко Г.А., Тынников И.М. Тонкие наукоемкие технологии // Энергосбережение в промышленности и эксергетический анализ технологических процессов. 2020. № 1. С. 45–84.
11. Никоноров Н.В., Евстропьев С.К. Оптическое материаловедение: основы прочности оптического стекла: Учеб. пособие, курс лекций. СПб.: СПбГУ ИТМО. 2009. 102 с.
12. Аксельрод Л.М., Антонов Г.И. Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок. Справочное издание / Под ред. И.Д. Ка­щеева, Е.Е. Гришенкова. Кн. 2. Служба огнеупоров. М.: Интермет Инжиниринг. 2002. 656 с.
13. Галдина Н.М., Чернина Л.Л. Электроплавленые огнеупоры для стекловаренных печей. М.: Стройиздат. 1975. 182 с.
14. Ячиков И.М., Костылева Е.М. Характеристики электрических дуг трехфазного тока, горящих на горизонтальную поверхность, при их электромагнитном взаимодействии // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Сер.: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2020. Т. 20. № 2. С. 125–137.
15. Савалык Н.А., Каллистратов М.В., Фарнасов Г.А. Управление электрическим режимом работы дуговых печей // Электро­металлургия. 2001. № 11.
16. Тимонин В.И., Ермолаева М.А. Оценки Каплана-Мейера в статистиках типа Колмогорова-Смирнова при проверке гипотез в испытаниях с переменной нагрузкой // Электромагнитные волны и электронные системы. 2010. Т. 15. № 7. С. 18–26.
17. Якимов И.А. Обоснование тиристорного регулирования напряжения трансформатора дуговой сталеплавильной печи // Электротехнические системы и комплексы. 2017. № 2 (35). С. 41–48.
18. Голованов О.А., Тырсин А.Н. Регрессионный анализ данных на основе метода наименьших модулей в динамических задачах оценивания // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 5. С. 71–80.
19. Абляминов Р.Ф. Применение корреляционного и регрессионного анализа в системе прогнозирования технологического процесса // Научные высказывания. 2023. Т. 21. № 45. С. 24–28.