Лазер и ИИ заменят долгие лаборатории
Манипальская академия высшего образования (Manipal Academy of Higher Education, MAHE) и производитель химической продукции GHCL Limited подписали меморандум для совместной разработки интеллектуальной системы контроля качества углеродного топлива.
Проект объединит технологию лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) с алгоритмами искусственного интеллекта и машинного обучения. Создаваемый комплекс предназначен для оперативного измерения высшей теплоты сгорания (Gross Calorific Value, GCV — количества теплоты, выделяемого при полном сгорании единицы топлива с учётом конденсации водяного пара) непосредственно в момент приёмки сырья на предприятии.
Традиционный контроль качества углеродного топлива на промышленных объектах опирается на лабораторные анализы, что приводит к задержкам при выработке оперативных решений при изменении характеристик поступающего сырья. В новой системе высокоэнергетический лазерный импульс фокусируется на поверхности образца топлива и создаёт плазму, спектральный анализ излучения которой позволяет мгновенно определить элементный состав. Затем обученные алгоритмы машинного обучения обрабатывают полученные оптические данные и рассчитывают энергетическую ценность топлива без необходимости ожидать результатов из внешней лаборатории.
В реализации проекта со стороны академического сектора участвует Манипальский институт прикладной физики (Manipal Institute of Applied Physics). Меморандум подписали вице-президент GHCL по коммерческой деятельности Санжай Гупта (Sanjay Gupta) и регистратор MAHE доктор П. Гиридхар Кини (P. Giridhar Kini). Руководитель операционной деятельности завода GHCL в Сутрападе Маюреш Хеде (Mayuresh Hede) отметил, что интеграция аналитики реального времени в управление качеством топлива позволит повысить эффективность технологических процессов нагрева и снизить неопределённость при сжигании сырья. Вице-канцлер MAHE доктор Шарат К. Рао (Sharath K. Rao) охарактеризовал сотрудничество как пример адаптации научных разработок под запросы промышленности.
Для энергоёмких химических производств колебания теплоты сгорания напрямую влияют на объём получаемой энергии и стабильность технологических циклов.
Внедрение технологии позволит перейти от запоздалых отчётов к управлению производством на основе данных в реальном времени, хотя для полноценной эксплуатации системы разработчикам предстоит решить задачи калибровки моделей и предотвращения дрейфа данных при работе с различными марками углеродного топлива.