- научные основы создания автоматизированной системы анализа и прогнозирования производственных ситуаций доменного цеха;
- функциональная модель процессов и подсистем для решения технологических задач доменного производства;
- структуры подсистем формирования и визуализации отчётных показателей в действующей системе управления доменной плавкой, оценки и прогнозирования газодинамического, шлакового и теплового режимов доменной плавки, оптимального распределения топливно-энергетических ресурсов в группе доменных печей, оптимального состава доменной шихты;
- алгоритмическое обеспечение отдельных подсистем, включая инфологическое моделирование базы данных подсистем, а также проектирование расчётных блоков математических моделей;
- рекомендации по определению оптимальной основности шлакового режима доменных печей в меняющихся сырьевых условиях с использованием АИС АППС ДЦ.
1.Компьютерные методы моделирования доменного процесса / О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.Л. Терентьев, Л.Ю. Гилева, В.Ю. Рыболовлев, И.Е. Косаченко, В.В. Лавров, А.В. Терентьев; под ред. Н.А. Спирина. Екатеринбург: УГТУ–УПИ. 2005. 301 с.
2.Модельные системы поддержки принятия решений в АСУ ТП доменной плавки / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев, О.П. Онорин, И.Е. Косаченко; под ред. Н.А. Спирина. Екатеринбург: УрФУ, 2011. 462 с.
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК РФ
3.Распределение технологического кислорода между печами доменного цеха / Н.А. Спирин, Ю.В. Федулов, Ю.Н. Овчинников, В.В. Лавров // Известия вузов. Чёрная металлургия. 1993. № 11/12. С. 68–72.
4.Прогноз теплового состояния низа доменной печи по температуре фурменной зоны / Ю.В. Федулов, А.М. Поляков, Н.А. Спирин, В.В. Лавров // Известия вузов. Чёрная металлургия. 1995. № 5. С. 54–56.
5.Прогноз температурных полей газа и материала в шахте доменной печи / Н.А. Спирин, В.С. Новиков, Ю.В. Федулов, В.С. Швыдкий, В.В. Лавров // Сталь. 1995. № 12. С. 12–16.
6.Диагностика футеровки доменной печи с использованием модели ее нестационарного теплообмена / В.С. Швыдкий, Ю.В. Федулов, Н.А. Спирин, В.В. Лавров // Известия вузов. Чёрная металлургия. 1997. № 8. C.40–43.
7.Диагностика состояния футеровки доменных печей по температурному полю кладки / Н.А. Спирин, Ю.В. Федулов, В.С. Новиков, В.С. Швыдкий, В.В. Лавров // Сталь. 1997. № 10. С. 13–16.
8.Математическое моделирование теплообмена в фурменном очаге доменной печи / Н.А. Спирин, В.С. Швыдкий, Ю.Н. Овчинников, В.В. Лавров // Известия вузов. Чёрная металлургия. 1998. № 4. С. 51–54.
9.Контроль температур шихты и газа в шахте доменной печи / Н.А. Спирин, В.С. Швыдкий, В.В. Лавров, Д.В. Швыдкий, А.А. Гусев // Сталь. 1998. № 7. С. 15–18.
10.Модельное исследование температуры стенки воздушной фурмы доменной печи / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, В.Ю. Рыболовлев // Известия вузов. Чёрная металлургия. 2000. № 2. С. 46–49.
11.Компьютерные методы моделирования газодинамического и шлакового режима доменной плавки / О.П. Онорин, Н.А. Спирин, В.В. Лавров // Сталь. 2005. № 6. С. 55–58.
12.Модельная поддержка принятия решений распределения природного газа и кислорода в доменном производстве / В.В. Лавров, И.А. Бабин, Н.А. Спирин // Известия вузов. Чёрная металлургия. 2007. № 12. С. 46–49.
13.Повышение эффективности работы доменного цеха за счёт оптимального использования топливно-энергетических ресурсов / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, И.А. Бабин, А.И. Перминов, А.А. Бурыкин // Сталь. 2008. № 4. С. 10–14.
14.Решение технологических задач выбора состава железорудного сырья в аглодоменном производстве с использованием современных информационно-моделирующих систем / Н.А. Спирин, А.И. Перминов, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев, И.А. Бабин // Новые огнеупоры. 2008. № 4. С. 59–64.
15.Решение задач управления сырьевыми ресурсами сложных энергонасыщенных комплексов в металлургии в условиях экономического кризиса (на примере доменного производства) / Н.А. Спирин, В.Ю. Рыболовлев, В.В. Лавров, А.В. Краснобаев, А.А. Бурыкин // Новые огнеупоры. 2009. № 9. С. 45–52.
16.Разработка программного комплекса автоматизированного рабочего места технолога доменного цеха с использованием современных информационных технологий / В.В. Лавров, А.А. Бурыкин, А.И. Перминов, А.В. Краснобаев, Н.А. Спирин // Автоматизация и современные технологии. 2009. № 8. С. 11–17.
17.Создание программного комплекса «АРМ технолога доменного цеха» на основе современных информационных технологий / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, А.В. Краснобаев // Сталь. 2010. № 1. С. 17–21.
18.Технология и средства разработки информационно-моделирующих систем для решения технологических задач в металлургии / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, А.А. Бурыкин, А.В. Краснобаев, А.Г. Быков // Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 316. № 5. С. 156–162.
19.Разработка и программная реализация комплекса математических моделей для управления пуском доменной печи / Н.А. Спирин, К.А. Щипанов, В.В. Лавров, И.Е. Косаченко // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2010. № 4. С. 119–121.
20.Комплекс модельных систем поддержки принятия решений для управления технологией доменной плавки / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев, И.Е. Косаченко, А.А. Бурыкин // Металлург. 2010. № 9. С. 29–32.
21.Разработка системы отображения отчётных показателей доменного производства на основе Reporting Services / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, А.В. Краснобаев // Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 317. № 5. С. 68–73.
22.Разработка функциональной модели автоматизированной информационной системы анализа и прогнозирования работы доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, А.В. Краснобаев, Н.В. Новикова // Известия Томского политехнического университета. 2011. Т. 318. № 5. С. 137–143.
23.Реализация модельных систем поддержки принятия решений для управления технологией доменной плавки / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Полинов, А.В. Краснобаев, И.Е. Косаченко, О.П. Онорин // Сталь. 2011. № 9. С. 11–14.
24.Использование управляемого программного кода на платформе .NET Framework при разработке автоматизированной информационной системы анализа и прогнозирования работы доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев // Известия Томского политехнического университета. 2011. Т. 319. № 5. С. 92–97.
25.Проблемы создания современных информационно-моделирующих систем технологических процессов в металлургии / В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев, Н.А. Спирин, В.В. Лавров // Известия вузов. Чёрная металлургия. 2012. № 10. С. 61–65.
26.Разработка и внедрение автоматизированной системы анализа и прогнозирования производственных ситуаций доменного цеха на ОАО «ММК» / В.Ю. Рыболовлев, В.В. Лавров, А.В. Краснобаев, Н.А. Спирин // Известия вузов. Чёрная металлургия. 2012. № 12. С. 62–66.
27.Технология и средства разработки программного обеспечения информационно-моделирующих систем для решения технологических задач доменного производства / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, А.В. Краснобаев // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах: международный сборник научных трудов. Магнитогорск, 2012. С. 147–152.
28.Разработка информационно-моделирующей системы расчёта оптимального состава доменной шихты / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, Е.А. Девятых, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев // Автоматизация и современные технологии. 2013. № 3. С. 15–20.
29.Оценка формы зоны вязко-пластичных масс железорудных материалов в доменной печи методом математического моделирования / О. П. Онорин, Н. А. Спирин, В. В. Лавров, И. Е. Косаченко, В. Ю. Рыболовлев // Известия вузов. Чёрная металлургия. 2013. № 4. С. 34-38.
30.Разработка моделирующей системы расчёта теплообменных процессов и оценки параметров зоны вязко-пластичного состояния железорудных материалов в доменной печи / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, О.П. Онорин, И.Е. Косаченко, А.В. Краснобаев, В.Ю. Рыболовлев // Известия вузов. Чёрная металлургия. 2013. № 6. С. 24-29.
Патенты
31.Патент Российской Федерации, SU 1838743 А3, МКИ F27 D 19/00, 21/04. Способ контроля работы печи / Н.А. Спирин, В.С. Новиков, Ю.В. Федулов, В.В. Мадисон, М.Я.Принц, В.В. Лавров, М.Ф. Сафронов, Ю.Н. Овчинников, Я.М. Гордон, А.Б. Цветков. №5012652/02 (077077). Заявл. 22.11.91. Опубл. 30.08.93. Бюл.№ 32.
32.Патент Российской Федерации, RU 2025495 С1, МКИ C21 B 7/24. Способ контроля теплообмена в доменной печи / Н.А. Спирин, В.С. Новиков, М.Ф. Сафронов, В.С. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко, В.В. Лавров, Ю.Н. Овчинников. №504989/02 (026888). Заявл. 4.06.92. Опубл. 30.12.94. Бюл. № 24.
33.Патент Российской Федерации RU 2095422 «Способ контроля температуры шихтовых материалов» / Н.А. Спирин, В.С. Новиков, Ю.В. Федулов, В.С. Швыдкий, В.В. Лавров // Опубл. 10.11.97. Бюл. № 31.
34.Патент Российской Федерации RU 2479633. Способ ведения доменной плавки / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, О.П. Онорин, А.В. Чевычелов, В.А. Бегинюк, И.Е. Косаченко, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев, Л.Ю. Гилева // Заявл. 12.08.2011. Опубл. 20.04.2013. Бюлл. № 11.
Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ и баз данных
35.Технический отчёт доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012614644 от 24.05.2012 г.
36.Информационно-моделирующая система газодинамического режима доменной плавки / В.В. Лавров, Н.А. Спирин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612256 от 29.02.2012 г.
37.Оптимизация распределения топливно-энергетических ресурсов в группе доменных печей / В.В. Лавров, Н.А. Спирин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612257 от 29.02.2012 г.
38.Расчет теплового баланса доменной печи / В.В. Лавров, Н.А. Спирин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612258 от 29.02.2012 г.
39.Настройка автоматизированного рабочего места инженерно-технологического персонала доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612259 от 29.02.2012 г.
40.Отображение динамики изменения среднесменных и среднесуточных показателей работы доменных печей / В.В. Лавров, Н.А. Спирин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612260 от 29.02.2012 г.
41.Информационно-моделирующая система шлакового режима доменной плавки / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612261 от 29.02.2012 г.
42.Визуализация отчетных показателей работы доменного цеха в корпоративной сети предприятия / В.В. Лавров, Н.А. Спирин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612262 от 29.02.2012 г.
43.Сравнение отчетных показателей работы доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин // Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012612263 от 29.02.2012 г.
44.Визуализация отчётных показателей работы доменного цеха в корпоративной сети предприятия / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, П.Ю. Довженко, А.А. Бурыкин, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620900 от 08.08.2013 г.
45.Настройка приложений автоматизированного рабочего места инженерно-технологического персонала доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, П.Ю. Довженко, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620846 от 24.07.2013 г.
46.Технический отчет доменного цеха / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, П.Ю. Довженко, А.А. Бурыкин, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620899 от 08.08.2013 г.
47.Сравнение отчётных показателей и решение технологических задач доменного производства / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, П.Ю. Довженко, В.Ю. Рыболовлев, А.В. Краснобаев. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620896 от 08.08.2013 г.
48.Показатели теплового баланса доменных печей / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620897 от 08.08.2013 г.
49.Показатели шлакового режима доменной плавки / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620898 от 08.08.2013 г.
50.Показатели газодинамического режима доменной плавки / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин. Свидетельство государственной регистрации базы данных № 2013620901 от 08.08.2013 г.
51.Информационно-моделирующая система выбора оптимального состава доменной шихты / В.В. Лавров, Н.А. Спирин, А.А. Бурыкин, Е.А. Девятых. Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013617315 от 08.08.2013 г.
Публикации в зарубежных изданиях
52.Prediction of temperature fields of gas and materials in shaft of blast furnace / N.A. Spirin, V.S. Novikov, Yu.V. Fedulov, V.S. Shvydkij, V.V. Lavrov // Steel in Translation. 1995. № 12. P. 12–16.
53.The optimal utilization of fuel power resources in blast furnace production / N.Spirin, V.Novikov, J.Ovchinnikov, V.Shvydkiy, V.Lavrov // Collection of Materials of Intern. Seminar «Modeling, advanced proess technology, expert and control systems of heat and mass transfer phenomena». Ekaterinburg: USTU. Russia/ 1996. P. 75–76.
54.A Diagnostics System for Refractory Lining Conditions in Metallurgical Furnaces / Y.Gordon, N.Spirin, V.Svidkiy, Yu, Yaroshenko, V.Lavrov // Advanced Technology Symposium «Extending Blast Furnace Campaign Life». Radisson at Kingston Plantation Myrtle Beach. South Carolina. November 16–18. 1997.
55.Diagnostics of the current state of the blast furnace lining using the lining temperature field / N.A. Spirin, Yu.V. Fedulov, V.S. Novikov, V.S. Shvydkij, V.V. Lavrov // Steel in Translation. 1997. No 10. P. 13–16.
56.Methods of mathematical modeling for the analysis of blast-furnace smelting / N.A. Spirin, V.S.Shvydkii, Yu.V. Fedulov, V.S. Novikov, V.V. Lavrov // Metallurgist. 1997. Vol. 41. No 12. P. 426–427.
57.Mathematical modeling of heat transfer in blast furnace raceway / N.A. Spirin, V.S. Shvydkii, Yu.N. Ovchinnikov, V.V. Lavrov, A.A. Gusev // Steel in Translation. 1998. Vol. 28. No. 4. P. 5–8.
58.Blast Furnace Models to Analyze Raceway Zone Formation and to Predict Lining Life / Y.Gordon, V.Shvidkiy, Yu.Yaroshenko, N.Spirin, V.Lavrov, D.Shvidkiy // 2nd International Congress on the Science and Technology of Ironmaking and 57th Ironmaking Conference Proceedings. Vol.57. Toronto Meeting. March. 22–25. 1998. P. 351–361.
59.The Analysis of Phenomena in Tuyere Zone of Blast Furnace / V.Shvidkiy, Yu.Yaroshenko, Ya.Gordon, N.Spirin, V.Lavrov, D.Shvidkiy // «Mathematical Modeling, Control and Advanced Technological Processes». Series: Heart and Mass Transfer, Energy and Environment. Collection of scientific works. No. 1. Ekaterinburg. Russia. 1999. P. 89–104.
60.Selecting the optimal natural-gas and oxygen distribution in blast furnaces by means of a model / V.V. Lavrov, I.A. Babin, N.A. Spirin // Steel in Translation. 2007. Vol. 37. No. 12. P. 998–1001.
61.Current Data Simulation Systems and Composition Choice for Iron Ore in Blast Furnace Production / N.A. Spirin, A.I. Perminov, V.V. Lavrov, V.Yu. Rybolovlev, A.V. Krasnobaev, I.A. Babin // Refractories and Industrial Ceramics. 2008. Vol. 49. No. 3. P. 221–224.
62.Creation of software for blast-furnace workstations on the basis of up-to-date information technology / V.V. Lavrov, N.A. Spirin, A.A. Burykin, A.V. Krasnobaev // Steel in translation. 2010. Vol. 40. No. 1. P. 31–34.
63.Complex of model systems for supporting decisions made in managing blast-furnace smelting technology / N.A. Spirin, V.V. Lavrov, A.A. Burykin, V.Yu. Rybolovlev, A.V. Krasnobaev, I.E. Kosachenko // Metallurgist. 2011. Vol. 54. No. 9–10. P. 566–569.
64.Information and simulation systems in metallurgical technology / V.Yu. Rybolovlev, A.V. Krasnobaev, N.A. Spirin, V.V. Lavrov // Steel in Translation. 2012. Vol. 42. Issue 10. P. 716–720.
65.Simulation of heat-transfer processes and assessment of the viscoplastic parameters of iron ore in blast furnaces / V.V.Lavrov, N.A.Spirin, A.A.Burykin, O.P.Onorin, I.E.Kosachenko, A.V.Krasnobaev, V.Yu.Rybolovlev // Steel in Translation. April 2013. Vol. 43. Issue 4. P. 171–175.