Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Кабибуллин Мадьяр Даниярович «8D07102 – Автоматтандыру және басқару» білім беру бағдарламасы бойынша «Каталитикалық риформинг қондырғысының жұмыс режимдерін таңдау бойынша шешімдер қабылдайтын зияткерлендірілген жүйені әзірлеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Жүйелік талдау және басқару кафедрасы» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - қазақ тілінде
Ресми рецензенттер:
Мырзашева Айгүл Нармағанбетовна – техника ғылымдарының кандидаты, «Х.Досмұхамедов атындағы Атырау университеті» КеАҚ, «Математика және математиканы оқыту әдістемесі» кафедрасының қауымдастырылған профессоры, (Атырау қ., Қазақстан Республикасы);
Бегалиева Каламкас Балтабековна – PhD, «С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық зерттеу университеті» КеАҚ, «Компьютерлік ғылымдар» кафедрасының аға оқытушысы (Астана қ., Қазақстан Республикасы).
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Кадыролдина Альбина Талапжановна – PhD, «Д. Серікбаев атындағы Шығыс Қазақстан техникалық университеті» КеАҚ, Сандық технологиялар және жасанды интеллект мектебінің қауымдастырылған профессоры м.а., Хирш индексі – 4 (Өскемен қ., Қазақстан Республикасы);
Жирнова Оксана Викторовна – PhD, «InnoTrend ҚадамАртта» ЖШС Бас директоры, Хирш индексі – 6 (Алматы қ., Қазақстан Республикасы);
Аттокуров Урмат Тологонович – техникалық ғылымдар кандидаты, М.М. Адышев атындағы Ош технологиялық университетінің Инновациялар және ақпараттық технологиялар институтының «Қолданбалы информатика» кафедрасының профессоры (Ош қ., Қырғыстан Республикасы).
Ғылыми кеңесшілері:
Оразбаев Батырбай Бидайбекович – техника ғылымдарының докторы, Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, «Жүйелік талдау және басқару» кафедрасының профессоры (Астана қ., Қазақстан Республикасы);
Махутов Буркит Набатбаевич – техника ғылымдарының кандидаты, доцент, Нижневартовск мемлекеттік университетінің Бірінші проректоры, экономика және даму жөніндегі проректоры (Нижневартовск қ., Ресей Федерациясы).
Қорғау 2025 жылғы 22 ақпан, сағат 15:00-де Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D07102 – Автоматтандыру және басқару» білім беру бағдарламасы бойынша «8D071 – Инженерия және инженерлік іс» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі аралас форматта (оффлайн және онлайн) өткізіледі деп жоспарлануда.
Мекен-жайы: Астана қ., Пушкин көшесі, 11, №2 ғимарат, Конференц зал (№222 ауд.).
Аңдатпа (қаз.): Кабибуллин Мадьяр Данияровичтің 8D07102 «Автоматтандыру және басқару» білім беру бағдарламасы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алуға ұсынылған «Каталитикалық риформинг қондырғысының жұмыс режимдерін таңдау бойынша шешімдер қабылдайтын зияткерлендірілген жүйені әзірлеу» диссертациялық жұмысы. Зерттеу тақырыбының өзектілігі. Қазіргі таңда автомобильдік бензиндерге, олардың сапасына деген талаптардың экологиялық тұрғыдан жоғарылауына байланысты моторлық отындарды өндіру процестерінде бензин сапасын риформингтеу арқылы арттыру мұнай өңдеуде ең маңызды процестердің бірі болып табылады. Сондықтан каталитикалық риформинг қондырғысының жұмыс режимдерін оптимизациялау және тиімді басқару сұрақтары қазіргі кезде мұнай өңдеу технологияларында маңызды мәселе болып саналады. Бұл мәселе практикада аталған қондырғының оптималды жұмыс режимі шешім қабылдау тәсілдері мен компьютерлік жүйелер көмегімен оперативті және тиімді шешілетініне негізделген. Риформинг процесінің математикалық модельдері арқылы анықталатын оптималды параметрлері, өз кезегінде риформинг қондырғысының тиімді жұмыс режимдерін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Ал каталитикалық риформинг қондырғысының тиімді жұмыс режимдерінде оның мақсаттық өнімі – жоғары сапалы автомобильдік бензиннің максималды көлемін және жоғары сапа көрсеткіштерін қамтамасыз етеді. Технологиялық процестер мен нысандарды басқаруда шешім қабылдау мәселелеріне көптеген зерттеу жұмыстары арналған. Алайда бұл мәселелер, яғни математикалық модельдер негізінде шешім қабылдау сұрақтары бастапқы ақпараттың жетіспеушілігі мен айқын еместігі жағдайларында әлі де жете зерттеліп, толықтай шешілмеген. Сондықтан аталған жағдайларда шешім қабылдау есептерін тиімді шешу үшін, ақпараттың айқынсыздығы кезінде технологиялық нысандарды басқару бойынша шешім қабылдауға мүмкіндік тудыратын өз ара байланысқан технологиялық нысандардың модельдер жүйесін (пакетін) құруға қажетті жүйелік тәсілдеме мен айқын емес жиындар аппараты қолдануы керек. Аталған шешім қабылдау тәсілдері өндірістегі шешім қабылдаушы тұлғалар (ШҚТ), яғни технологиялық қондырғынының жұмыс режимдерін басқаруда мол тәжірибесі бар өндірістік мамандардың, эксперттердің білімі, тәжірибесі, түйсігі (интеллектісі) негізінде тиімді шешім қабылдауға мүмкіндік береді. Ал аталған ШҚТ интеллектісі, яғни оның тәжірибесі, білімі, ой-пікірі мен түйсігі айқын емес, вербальді (табиғи тілде пайымдау, қорытындылау, сөздер мен сөйлемдер) формада формализацияланады. Ал мұндай айқын емес ақпаратты дәстүрлі математикалық тәсілдер өңдей алмайтыны белгілі. Мұндай адамның табиғи тілінде ұсынылатын айқын емес ақпаратты жинау, формализациялау, өңдеу және айқынсыз ортада нысанды модельдеу, оптимизациялау және басқаруда қолдануда эксперттік бағалау, айқын емес жиындар теориясы тәсілдері сияқты бейформалды тәсілдерді қолдану қажет. Айқынсыз ортада шешім қабылдау есептерін формализациялау мен шешуде жинақталған айқын емес ақпарат максималды қолданылуы тиіс, ал ол үшін ШҚТ қатысуымен жүзеге асырылатын эвристикалық тәсілдерді қолдану қажет болып табылады. Сонымен өндірісте кей көрсеткіштері айқынсыздықпен сипатталатын каталитикалық риформинг қондырғысының жұмыс режимдерін таңдау үшін ШҚТ интеллектісі негізінде интеллектуалдандырылған шешім қабылдау жүйесін әзірлеуге арналған бұл дисссертациялық жұмыстың тақырыбы ғылым мен практикада аса өзекті болып табылады. Сонымен қатар жұмыстың маңыздылығы мен өзектілігі айқын емес ақпарат негізінде сандық күрделі сипатталатын нысандардың модельдерін құру мен оның жұмыс режимдерін оптимизациялау бойынша шешім қабылдау тәсілдерінің айқынсыздықта дамытумен де негізделеді. Диссертациялық жұмыстың мақсаты – каталитикалық риформинг қондырғысында риформинг процесін тиімді басқару үшін интеллектуалдандырылған шешім қабылдау жүйесіне модельдер пакеті мен шешім қабылдаудың эвристикалық алгоритмдерін айқын емес ақпараттарды қолдана отырып әзірлеу болып табылады. Зерттеу міндеттері: – риформинг технологиясы мен процесінің ғылыми-техникалық негіздерін, риформинг блогының негізгі параметрлерінің өндірілетін өнімнің көлемі мен сапасына әсерлерін зерттеу. Риформинг процесінің модельдеу негіздері мен мәселелерінің жағдайын талдау; – риформинг блогы мысалында бастапқы ақпарат тапшылығы және айқынсыздығымен сипатталатын ХТЖ модельдер пакетін құру әдістемесін жасақтау. Ұсынылған әдістеме негізінде Атырау МӨЗ ЛГ-35-11/300-95 қондырғысы риформинг блогының негізгі агрегаттарының модельдері пакетін құру. Риформинг блогы модельдерін құруда эксперттік бағалау тәсілдерін қолдану сұрақтарын тұжырымдау; – математикалық модельдері негізінде риформинг блогы жұмыс режимдерін басқару бойынша айқынсыздықта шешім қабылдау есептерін формализациялап, математикалық қойылымдарын тұжырымдау және түрлі оптималдық принциптерін айқынсыздыққа модификациялау арқылы қойылған есептерді шешудің эвристикалық алгоритмдерін құру. Айқынсыздықта шешім қабылдау есептерін шешу үшін құрылған эвристикалық алгоритмдерінің негізгі қасиеттерін зерттеу және өндірістік жағдайға байланысты нақты алгоритмді таңдау методикасын әзірлеу; – айқынсыздықта риформинг блогының жұмыс режимдерін басқару бойынша нақты шешім қабылдау есебін математикалық тұжырымдап, оны ұсынылған эвристикалық алгоритм негізінде шешу; – риформинг блогының жұмыс режимдерін басқару үшін шешім қабылдауды қолдау жүйесінің құрылымын жасақтау, оның негізгі функционалдық блоктарын әзірлеп, сипаттау. Шешім қабылдауды қолдау жүйесін әзірлеу және негізгі интерфейстерін сипаттау. Зерттеу тәсілдері. Диссертациялық зерттеуде келесі зерттеу тәсілдері қолданылады: жүйелік талдау тәсілдері; математикалық модельдеу, оптимизациялау және шешім қабылдау тәсілдері, соның ішінде айқынсыздық жағдайда айқын емес ақпаратты жинақтау, формализациялау және қолдануда эксперттік бағалау мен және айқын емес жиындар теориясы тәсілдері; программалау орталары мен тілдері; нәтижелерді эксперименттік тәсілдермен тексеру. Зерттеудің ғылыми жаңалығы: 1. Математикалық сипаттауға қажетті бастапқы ақпараттың жетіспеушілігі жағдайында күрделі формализацияланатын ХТЖ агрегаттарының модельдер пакетін құру үшін жасақталған жүйелік әдістеменің жаңашылдығы жүйелік талдау методологиясын пайдалана отырып, түрлі қолжетімді ақпараттар негізінде ХТЖ-ның әр агрегатына ең тиімді моделін құруға және алынған модельдерді бір модельдер пакетіне біріктіруінде. 2. Ұсынылған жүйелік әдістеме көмегімен құрылған Атырау МӨЗ риформинг блогының математикалық модельдерінің жаңашылдығы қолжетімді түрлі сипаттағы, соның ішінде айқын емес ақпараттар негізінде құрылып және бір модельдер пакетіне біріктірілуінде және риформинг блогы жұмысын жүйелік модельдеу мүмкіндігінде. Мұндай өзара байланысқан модельдер пакеті риформинг блогы жұмысын жүйелі модельдеу арқылы оның «жіңішке» жерін анықтап және оны шешу негізінде жүйе өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. 3. Риформинг блогы жұмыс режимдерін басқару бойынша айқын емес ортада қойылған шешім қабылдау есептерінің және оларды шешуге ұсынылған эвристикалық тәсілдердің жаңашалдығы түрлі оптималдық принциптері комбинацияларын айқынсыздыққа модификациялау негізінде есептер айқынсыздықта қойылып, шешілуінде. Жиналған айқын емес ақпараттың айтарлықтай бөлігін жоғалтуға алып келетін айқын емес есепті α деңгейлі жиын көмегімен айқын есептерге түрлендіруіге негізделген белгілі тәсілдерден айырмашылы, ұсынылған айқын емес тәсілдемеде жиналған айқын емес ақпарат, ШҚТ, эксперттер тәжірибесі, білімі, интуициясы толықтай қолданылады. Сондықтан айқынсыздықпен сипатталатын шынайы өндірістік есептің тиімді және барынша адекватты шешімі қамтамасыз етіледі. 4. Риформинг блогы жұмыс режимдерін басқару бойынша шешім қабылдауды қолдау жүйесінің ұсынылған құрылымының артықшылығы, оның айқын емес ортада тиімді жұмыс жасауын қамтамасыз ететін эксперттер білімі, тәжірибесі негізінде құрылған риформинг блогының математикалық модельдер пакеті мен ШҚТ шығармашылық қабілеті, интеллектісін пайдаланатын эвристикалық алгоритмдер есебінен интеллектуалдандырылғандығында. Сонымен қатар шешім қабылдауды қолдау жүйесінің алынған құрылымы оның құрамында модельдер параметрлерін идентификациялау функционалдық блогымен ерекшеленеді және, қосымша блоктар мен функцияларды қосуға мүмкіндік беретін, ашық жүйелер принципін жүзеге асырады. Қорғауға шығарылатын ғылыми нәтижелер (ғылыми ережелер): 1. Риформинг блогы мысалында бастапқы ақпарат тапшылығы және айқынсыздығымен сипатталатын ХТЖ әр агрегатының түрлі қолжетімді ақпараттарды пайдалана отырып, құрылуы тиімді моделін анықтап, құруға және құрылған модельдерді бір пакетке біріктіруге мүмкіндік беретін жүйелік әдістеме. 2. Қолжетімді, түрлі сипаттағы, соның ішінде айқын емес ақпараттар негізінде және ұсынылған жүйелік әдістеме көмегімен құрылған Атырау МӨЗ ЛГ-35-11/300-95 қондырғысы риформинг блогының математикалық модельдерінің пакеті. 3. Математикалық модельдері негізінде риформинг блогы жұмыс режимдерін басқару бойынша айқынсыздықта шешім қабылдау есептерінің тұжырымдалған математикалық қойылымдары және түрлі оптималдық принциптерін айқынсыздыққа модификациялау арқылы қойылған есептерді шешудің эвристикалық алгоритмдері. 4. Риформинг блогының жұмыс режимдерін басқару үшін ұсынылған интеллектуалдандырылған шешім қабылдауды қолдау жүйесінің құрылымы мен негізгі функционалдық блоктары. Зерттеу нәтижелерінің практикалық маңыздылығы. Бастапқы ақпараттың тапшылығы мен айқынсыздығы жағдайында айқынсыздықпен сипатталатын күрделі ХТЖ-ның модельдерін құру жүйелік тәсілдеме негізінде құру әдістемесі ЛГ-35-11/300-95 қондырғысы риформинг блогы негізгі агрегаттарының модельдер пакетін құруда қолданылып тиімді нәтижеге қол жеткізеді. Сондай-ақ ұсынылған жүйелік тәсілдеме басқа да өндіріс салаларының, мысалы мұнай химиясы, химия, металлургия т.б. өндірістердің күрделі, ақпараттың тапшылығы және айқынсыздығымен сипатталатын ХТЖ модельдерін құру мен олардың жұмыс режимдерін басқаруда қолданылуы мүмкін. Айқынсыздықта шешім қабылдау есептерінің тұжырымдалған қойылымдары мен оларды шешу үшін жасақталған эвристикалық алгоритмдер мұнай өңдеу және басқа да өндірістердің технологиялық нысандарының тиімді жұмыс режимдерін анықтап, таңдауға мүмкіндік береді. Ғылымның даму бағыттарына немесе мемлекеттік бағдарламаларға сәйкестігі. Диссертациялық жұмыс Қазақстанда ғылымның басымқы даму бағыттарының бірі – 3) Озық өндіріс, цифрлық және ғарыштық технологиялар (Передовое производство, цифровые и космические технологии) сәйкес келеді. Диссертациялық зерттеу осы бағыттағы ҚР ҒЖБМ ҒК қаржыландыруымен АР08855680 – «Каталитикалық риформинг қондырғысы жұмыс режимдерін басқару үшін шешім қабылдаудың интеллектуалдандырылған жүйесі (2020-2022) жж» атты гранттық ғылыми жоба аясында орындалған. Докторанттың әрбір жариялымды дайындауға қосқан үлесінің сипаттамасы. Диссертациялық зерттеуді орындау кезінде алынған нәтижелердегі ізденушінің жеке үлестері мыналар: – зерттеу мақсатын анықтап, міндеттерін тұжырымдау және оларды шешу жолдары мен тәсілдерін анықтап, негіздеу; – зерттеу міндеттерін шешу тәсілдерін таңдау және жасақтау; – қорытындылар мен негіздемелерді және қорғауға ұсынылған ғылыми қағидалар мен нәтижелерді тұжырымдау; – риформинг блогы мысалында бастапқы ақпарат тапшылығы және айқынсыздығымен сипатталатын ХТЖ модельдер пакетін құру әдістемесі жасақталған. Ұсынылған әдістеме негізінде Атырау МӨЗ ЛГ-35-11/300-95 қондырғысы риформинг блогының негізгі агрегаттарының модельдері пакеті құрылған; – ЛГ-35-11/300-95 қондырғысының риформинг блогы негізгі агрегатарының математикалық модельдері пакетін құру; – айқынсыздыққа түрлі оптималдық принциптерін модификациялау арқылы айқын емес ортада шешім қабылдау есептерін тұжырымдау мен оларды шешудің эвристикалық алгоритмдерін жасақтау. Диссертация нәтижелерінің апробациясы және жарияланымдар. Диссертациялық жұмысты орындау барысында алынған негізгі нәтижелер баяндама ретінде келесі халықаралық ғылыми конференцияларда: «Development of a method for controlling the reforming unit in a fuzzy environment». (Madrid, 2023) апробацияланған. Сонымен қатар жұмыста алынған негізгі зерттеу нәтижелері Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ «Жүйелік талдау және басқару» кафедрасы мен М. Өтемісов атындағы Батыс Қазақстан университетінің «Информатика және IT мамандарын дайындау» БББ-ның ғылыми семинарларында талқыланған. Диссертациялық жұмыста алынған негізгі нәтижелері 8 ғылыми мақалаларда жарияланған, соның ішінде ҚР ҒжЖБМ Сапаны қамтамасыз ету комитетінің ғылыми нәтижелерді жариялауға ұсынған ғылыми журналдарда – 2 мақала: 1. Оптимизация режимов работы реакторов риформинга установки каталитического риформинга на основе компьютерного моделирования // News of the academy of sciences of the republic of Kazakhstan аl-Farabi Kazakh National University._ Series information technology. – 2022. – Vol. 3, №343. – С. 71-90. 2. Күрделі химиялық-технологиялық жүйелер агрегаттарының модельдерін бастапқы ақпараттың жетіспеушілігі мен айқынсыздығы жағдайында құру // Известия национальной академии наук РК Казахский национальный университет имени аль-Фараби. – 2023. – №2(346). – С. 154-171. Отандық ғылыми басылымдарда 1 мақала: 1. Разработка эвристического метода решения задачи управления технологическим процессом риформинга в нечеткой среде // Вестник КазНИТУ. – 2021. – №2. – С. 627-636. РИНЦ базасына енетін және РФ ВАК тізіміне енетін ғылыми журналдарда – 1 мақала: 1. Исследование проблем моделирования и принятия решений при управлении установкой риформинга и подходы к решению// Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2022. – Т. 14, №2(53). – С. 82-95. Web of Sciencec, Scopus базасындағы журналдарда – 3 ғылыми мақала жарияланған: 1. A Systematic Approach to the Model Development of Reactors and Reforming Furnaces With Fuzziness and Optimization of Operating Modes // IEEE Access. – 2023. – Vol. 11. – Р.74980-74996. 2. Heuristic approach to fuzzy control of the reforming process in refining and geology // NEWS of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan Series of geology and technical sciences. – 2022. – Vol. 6, №456. – Р. 156-168. 3. Reforming unit operation control in oil and gas refining technology // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. – 2023. Диссертациялық жұмыста алынған негізгі зерттеу нәтижелері Scopus базасына ендірілген келесі халықаралық ғылыми конференцияда баяндалып, жарияланған: 1. «Development of Models and Control Algorithm for Distributed Automated Cobalt Production Process Control System», 8th International Conference on Computing, Control and Industrial Engineering (CCIE2024), Lecture Notes in Electrical Engineering vol 1252, Springer. Singapore 2024, рр. 453-459. Енгізу актісі Әзірленген шешім қабылдауды қолдау жүйесі Атырау МӨЗ-дың ЛГ-35-11/300-95 қондырғысының риформинг блогында өндірістік жағдайда сынақтан сәтті өткізіліп, қолданысқа ендірілді. Диссертациялық зерттеу жұмысының құрылымы және көлемі. Диссертациялық зерттеу жұмысының құрылымы талапқа сәйкес кіріспеден, 4 бөлімнен тұратын негізгі тараудан және қорытынды мен 180 пайдаланылған ақпарат көздері тізімінен және 6 қосымшаларды құрайды. Жұмыстың жалпы көлемі 159 бетті қамтиды, соның ішінде, 6 кесте мен 11 сурет келтірілген.
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/jZgVjA05_cc
