Коллажды жасаған Зәуреш СМАҒҰЛ, «EQ»
Осыған байланысты бүгінгі таңда отандық компаниялар өз үдерістерін белсенді түрде автоматтандырып, әртүрлі IT-шешімді енгізіп, бұлтты технологиялар мен онлайн-сервистерді пайдалануға көшіп жатыр. Өйткені цифрлық тұрғыда даму үшін компанияларға технологиялық іргетас қажет.
2023 жылғы Әл-Фараби атындағы Мемлекеттік сыйлыққа ұсынылған «Цифрлық технологияларды өнеркәсіптік игеру базасында Қазақстанның тау-кен өндіру саласы кәсіпорындарының жоғары тиімді жұмысын қамтамасыз ету» атты жұмыстың негізгі мақсаты – тау-кен жұмыстарының орналасқан жерін жоғары дәлдікпен анықтау және осы ақпараттар арқылы өндірісті ахуалдық орталықтан басқару. Бұлтты технологияларға негізделген автоматтандырылған басқару жүйелерін енгізу өндірістің қауіпсіздігі мен тиімділігінің деңгейін арттыруға мүмкіндік беретіні белгілі. Бұл жұмыстың авторлары Л.С.Шамғанова (жетекші), А.А.Балтиева, С.Ж.Ғалиев, В.Е.Махонин, Е.А.Шабельников, Н.К.Әбдібеков, А.И.Самсоненко, Н.М.Темірбеков елімізде алғаш рет әлемдік деңгейдегі жаңа ақпараттық жүйелердің құрылымдарын әзірлеп, оны ғылыми негіздеді. Нәтижесінде, жоғары дәлдіктегі спутниктік позициялау және навигация жүйесінің бағдарламалық-аппараттық кешені өндіріске пайдалануға енгізілді.
Бұл жүйелер қағаз жүзінде ғана жасалып, сөреде шаң басып жатқан жоқ, қазіргі таңда екі шахтада (Ақтөбе облысындағы «Восход» кенішінде және Шығыс Қазақстан облысындағы «Суздальское» кен орнында) іске асырылды және «Юбилейный» кен орнына орнатылып жатыр. Ал бұл жерасты тау-кен орындарына байланысты жұмыстың бір ғана блогі.
Бұл жұмыстың басты бағыты мен жетістігі цифрландыру арқылы тау-кен кәсіпорындарының табыстылығын арттыру ғана емес, тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігіне және тау-кен кәсіпорындары қызметкерлерінің өмірі мен денсаулығын сақтауға бағытталған. Авторлар ақаусыз жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін тау-кен жабдықтары мен адамдардың мертігуіне жол бермейтін соқтығысуға қарсы автоматтандырылған жүйелер жасаған. Елімізде өндірістік аймақтардағы оқыс оқиғалар, ормандағы өрт салдарынан жарақат алу, тіпті мерт болу жоғары деңгейде сақталып отырған жағдайда бұл өте өзекті мәселе.
Жұмыстың авторлары карьерлер үшін бірқатар автоматтандырылған жүйені әзірледі, олар тау-кен кәсіпорнының пайдасын арттырумен қатар, тау-кен жұмыстарының қауіпсіздігін жақсартады және қоршаған ортаға зиянды әсерді азайтады. Сондықтан жұмысты оңтайландыру арқылы карьердегі тау-кен-көлік кешенінің зиянды шығарындылары 10-15%-ға азайды.
Бұл жүйелер Соколов-Сарыбай тау-кен өндістік бірлестігі, «Шұбаркөл-Көмір», «Сарыарқа-Көмір», «Қостанай минералдары» сияқты бірқатар кәсіпорында пайдалануға берілген. Ал ECO Modeling экологиялық геоақпараттық жүйесі Шығыс Қазақстан облысында жұмыс істеп тұр. Жалпы экономикалық тиімділік 2,5 млрд теңгеден астам қаржыны құрайды.
Пайдалы қазбалар кен орындарын ашық әдіспен игерудегі геотехнологиялық үдерістерді корпоративтік басқарудың автоматтандырылған жүйесі жасалды. Жерасты тау-кен жұмыстарында өнеркәсіптік қауіпсіздікті қамтамасыз етудің автоматтандырылған жүйесі (жергілікті позициялау және «соқтығысқа қарсы» жүйелер) енгізілді.
Жұмыстың авторлары еңбек өнімділігін арттыруға, ықпал етуге арналған инновациялық әдістемелерді, бағдарламалық өнімдер мен ақпараттық жүйелерді әзірлеу, жаңғырту және интеграциялау негізінде өндірістік кешендердің бірегей ақпараттық-технологиялық жүйелерін құру есебінен шығарылатын өнімнің бәсекеге қабілеттілігі, ел үшін өзекті және жоғары әлеуметтік-экономикалық маңызы бар еңбек жасаған. Көрнекті ғалымдар жасаған жаңа жүйе қазақстандық цифрлық технологияларды шетелге трансфер ретінде шығаруға болатындай әлеуетке ие. Сондықтан тау-кен өндірісінің өңірлік және әлемдік деңгейде Қазақстан ғылымының жетекші позицияларын қамтамасыз етеді.
Жұмыста теориялық зерттеулер, таукен кәсіпорындары жұмысының қазақстандық және шетелдік тәжірибесін талдау әрі зерделеу, пайдалы қазбалар кен орындарын игерудің тау-кен-геологиялық жағдайларын талдау, шынайы эксперимент, зертханалық зерттеулер, тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар, баламалы және математикалық модельдеуді қамтитын кешенді тәсіл қолданылды. Күрделі және ауқымды жүйелер ретінде геотехнологиялық кешендерді басқарудың технологиялық тәсілі негізінде қарау, объектілеріне жүйелік көзқарас шеңберінде орындалған зерттеулерде негізгі әдіс ретінде тау-кен-технологиялық, тау-кен-геометриялық, тау-кен-геологиялық, ұйымдастырушылық және олардың экономикалық жағдайда жұмыс істеуі, адекватты операциялық есебін қамтамасыз ететін үдерістерді имитациялық логикалық-статистикалық модельдеу әдісі қолданылды. Зерттеулер салыстырмалы техникалық-экономикалық талдауды қолдана отырып, нұсқалар әдісімен жүргізілді.
Атап айтқанда, кен орындарын барлау және барлауға дейінгі жұмыстар арқылы елдің минералды-шикізат базасын толықтыру және кеңейту есебін шешу үшін геохимиялық, геофизикалық бөліктерден және геохимия мен геофизиканың кері есептерінің әдістері мен цифрлық модельдеуден тұратын кешенді болжамдық-минерагендік модельдің математикалық аппаратына тоқталғым келеді. Кері есептердің дискретті аналогтерін шешудің градиенттік әдістерін сандық жүзеге асыру үшін тиімді алгоритмдер қолданылған. Геологиядағы ғылыми зерттеулерді ақпараттық қамтамасыз ету үшін геохимиялық, геофизикалық және геологиялық деректерді жинау, ретке келтіру, жүйелеу, іздеу, сақтау, өңдеу жөніндегі жұмыстарды жүргізу әдістері мен әдістемесі әзірленген. Сонымен қатар қатаң математикалық зерттеу әдістері және математикалық геофизиканың кері есептерін сандық шешу әдістері қолданылған.
Әзірленген геоақпараттық жүйе Оңтүстік Алтайдың Жаңа Хайрузов учаскесінің деректері бойынша, Қалба-Нарым және Батыс-Қалба құрылымдық-металлагениялық аймағы бойынша терең іздестірулерді цифрландыруды жүргізу кезінде пайдаланған. Жүйені әзірлеу үшін математикалық геохимия мен геофизиканың кері есептерін сандық шешу үшін, регуляризация әдістері, түйіндес теңдеулер және базистері Лежандр вейвлеттері болатын проекциялық сандық әдістер қолданылған. Жүйе жаңа цифрлық ақпаратты жинауға, реттеуге және жүйелеуге мүмкіндік береді.
Сондай-ақ бұл жұмыста кен орындарын игерудің негізгі мәселелерінің бірі саналатын қоршаған ортаның ластану мәселесі математикалық әдістермен шешілген. Атап айтқанда, тау-кен өнеркәсібі объектісінің ауа бассейнінің ластану дәрежесін бағалау үшін геоақпараттық жүйе әзірленген, оның негізінде атмосфераның шекаралық қабатының математикалық моделі кірістірілген және химиялық элементтердің трансформациясын ескере отырып, зиянды заттардың қоспаларының тасымалдануын анықтаған. Автоматтандырылған бақылау стансаларының деректерін өңдеу алгоритмі қолданылған. Бақылау стансаларының жұмысын «Экосервис-C» ЖШС, ал бұлтты есептеулерді «Академсеть» ЖШС-ның деректер орталығы жүргізеді. Бұлтты есептеу технологияларын пайдаланып әзірленген ECO Modeling геоақпараттық жүйесі республикалық «Қазгидромет» мемлекеттік мекемесінің Шығыс Қазақстан филиалында атмосфералық ауаны бақылау саласындағы жұмыстарында қолданылады.
Осылайша, елімізге бүкіл әлемдегідей технологиялық жаңғырту үдерісі үдемелі қарқынмен дамып келеді. Математиктер және электроника саласындағы мамандармен бірлесіп жұмыс істейтін біздің ғалым-кеншілердің жұмыстары Индустрия 4.0 кезеңінде экономиканың тұрақты даму үдерісін қамтамасыз етеді.
Авторлық ұжымның мүшесі, профессор Н.Темірбековті студент кезінен бері білемін. Ол есептеу математикасы мен есептеу гидродинамикасының математикалық әдістерінің және компьютерлік модельдеудің қазақстандық ғылыми мектебінің белді мүшесі. АҚШ-тың Клей математикалық институты «көп жылдар бойы шешілмеген маңызды классикалық есептер» ретінде анықтаған жеті математикалық есепті 2000 жылы мыңжылдық есептері деп жариялады. Әзірге оның біреуі ғана, Пуанкаре гипотезасы ғана шешілді. Мыңжылдық есептерінің қатарында Навье-Стокс теңдеулері де бар. Нұрлан Мұқанұлының ғылыми жұмыстары да осы теңдеулерді электрондық есептеу машиналарында сандық есептеулермен тығыз байланысты. Ол компьютерде күрделі есептеу эксперименттерін жүргізу арқылы Навье-Стокс теңдеулерінің табиғи үдерістерді сипаттайтын қасиеттерін анықтады. Навье-Стокс теңдеулерін шекарасы қисықсызықты күрделі аймақтарда шешу үшін тиімді жаңа әдістер ұсынды, ақырлы-айырымдық схемалар жасады, оның аппроксимациясын, орнықтылығын, жинақтылығын қатаң математикалық жолмен дәлелдеді.
Тау-кен саласының, геофизиканың, экологияның қолданбалы есептері сандық түрде шешіліп, олардың шешімдері график, компьютерлік анимация түрінде алынды. Бұл ғылыми нәтижелерді Нұрлан Мұқанұлы геофизика, геохимия, өндірістің атмосфералық ауасының мониторингі саласында ақпараттық жүйе жасау үшін кеңінен қолданды. Ол негізін қалаған өндірістің атмосфералық ауасының мониторингін талдау мен цифрлық игеруге арналған автоматтандырылған ECO Modeling ақпараттық жүйесі 10-нан астам физикалық, химиялық шамаларды қамтиды. Бұл ақпараттық жүйелерге жердің терең қабатындағы пайдалы қазбаларды анықтау модельдерімен қатар, Нұрлан Мұқанұлының өзі ұсынған кері, қисынсыз есептерді сандық шешудің жаңа алгоритмдері және атмосфераның жер қыртысына жақын қабатындағы ауаның таралуын компьютерлік модельдеудің тиімді әдістері бар.
Н.Темірбеков – есептеу математикасы және есептеу гидродинамикасы саласындағы белгілі маман. Ол коэффициенттері жылдам өзгеретін Навье-Стокс теңдеулері үшін айырымдық схемалардың аппроксимациясы, орнықтылығы және жинақтылығының математикалық мәселелеріне іргелі зерттеулер жүргізді. Навье-Стокс теңдеулер жүйесін кез келген ортогональды қисық сызықты координаталарға түрлендіріп сандық шешімін алды. Геометриясы күрделі аймақтарда гидродинамика есептерін сандық шешудің тиімді әдістерін ұсынды. Қысым мен толық тегеурін шекаралық шарттарын модельдеу бойынша жаңа әдісті компьютерде алғашқы болып санаған ғалым. Н.Темірбеков есептеу математикасы және ақпараттық жүйелер саласындағы өзінің бай тәжірибесі мен білімін тау-кен өндіру саласының қолданбалы есептерін, геофизика мен геохимияның кері есептерін шешу үшін пайдаланды. Еліміздің өнеркәсіптік объектілерінен бөлінетін зиянды заттардың таралуын модельдеу және болжау үшін Навье-Стокс теңдеулерімен сипатталатын атмосфераның шекаралық қабатының моделін пайдаланып, оны геоақпараттық жүйенің негізі ретінде кірістірді.
Бүгінгі таңда заманауи технологияларды іске асыру үшін жобалық тәсіл керек. Сондықтан бұл бағытта да әртүрлі саладағы ғалымдар бірлесіп жұмыс істеген. Атап айтқанда, тау-кен өндірісі саласының маман-ғалымдары, электронды құрылғылар бойынша мамандар, қолданбалы математика саласының ғалымдары, жүйелік-бағдарламашылар, экологтер, бұлтты технологиялар саласының мамандары. Ғылыми зерттеулердің мақсаты – жаңа білім алу екені баршаға белгілі жайт. Ал ғылыми әзірлемелердің мақсаты – алынған білімді қолдану. Онсыз ғылым өндірістік күшке айнала алмайды. Қарастырылып отырған жұмыстың авторлары тақырып бойынша іргелі және қолданбалы зерттеулер жүргізіп, көптеген ғылыми мақала жариялаған, конференцияларда баяндамалар жасаған. Бұдан кейін тәжірибелік-конструкторлық, технологиялық және сынақ жұмыстарын орындаған. Нәтижесінде, 23 патент алынған және әзірлемелер өндіріске енгізілген, нақты қаржылай тиімділік бар. Бұл ғалымдардың ғылыми жұмыстары нәтижесінде әзірленген геоақпараттық жүйелеріне сұраныс жасайтын кәсіпорындар бар.
Жоғарыдағы дәлелдерді алға тарта отырып, «Цифрлық технологияларды өнеркәсіптік игеру базасында Қазақстанның тау-кен өндіру саласы кәсіпорындарының жоғары тиімді жұмысын қамтамасыз ету» атты ғылыми жұмыстары үшін белгілі ғалымдар Л.С.Шамғанова (жетекші), А.А.Балтиева, С.Ж.Ғалиев, В.Е.Махонин, Е.А.Шабельников, Н.К.Әбдібеков, А.И.Самсоненко, Н.М.Темірбеков 2023 жылғы Әл-Фараби атындағы ғылым мен техника саласындағы мемлекеттік сыйлығын алуға лайықты деп санаймын.
Мұхтарбай ӨТЕЛБАЕВ,
Әл-Фараби атындағы Мемлекеттік сыйлықтың лауреаты,
академик
