система адаптивного регулирования биореактора

НАША КОМАНДА
  • Ксения Балабаева
    Старший ML специалист, руководитель проекта
  • Салима Габитова
    Старший разработчик ML систем
  • Владимир Меркулов
    Старший разработчик ML систем
  • Василий Вологдин
    Team Lead
  • Владислав Маслов
    Старший ML инженер
  • Василий Лисовский
    Старший инженер-программист АСУТП
  • Диденко Александр
    Программист
  • Дикушин Глеб
    Инженер
  • Дудкина Анна
    Аналитик, физик и математик
  • Кузьмина Арина
    Дизайнер
  • Плякин Егор
    Программист
Проблема стабилизации параметров в биореакторе
В биореакторах выращивают клетки для производства лекарственных препаратов.
Нестабильные условия ухудшают состояние клеток, из-за чего снижается количество и доступность лекарств.
Мы разработаем адаптивный алгоритм регулирования для лучшей стабилизации системы.
Состояние клеток ухудшается на 20-50%.
Более 50000 пациентов нуждаются и покупают препараты компании BIOCAD.

Адаптивный регулятор может улучшить стабилизацию процесса на 20-50%.

Сейчас в биореакторах применяют PID-регуляторы, но они не обеспечивают достаточной стабильности параметров.

Преимущества адаптивного регулятора

Поддержка работы с разными объемами без перенастройки

Работа без постоянного участия оператора

Автоматическая подстройка, нет фиксированных настроек

Уменьшение затрат на сырье, ресурсы, обслуживание

Точность и качество управления

цель проекта
Наша цель: разработать адаптивный алгоритм для стабилизации уровня растворенного кислорода и других параметров в биореакторе, чтобы сделать жизненно важные препараты доступнее для пациентов.
задачи
Изучение теории, сборка и настройка биореактора
Тестирование алгоритмов, проведение экспериментов
Выбор лучшего алгоритма и анализ результатов
  1. PID без настройки параметров
  2. Нечеткая логика
  3. Градиентный спуск
  4. LLM
  5. Многорукие бандиты
  6. Ручное управление
Изучив теорию, для тестирования в биореакторе выбрали стандартный PID-регулятор, а также адаптивные алгоритмы: Fuzzy, MPC, MRAC и нейросетевой.
Выбрали алгоритмы
По результатам экспериментов, выбрали и объединили алгоритмы с минимальным временем стабилизации.
Выбрали лучшие алгоритмы
этапы работы
1
2
3

Провели эксперименты

Результаты экспериментов

Сравнение графиков адаптивного регулятора с обычным PID-регулятором.
В результате экспериментов разработанный нами регулятор работает эффективнее.
Это позволит стабилизировать систему и улучшить производство лекарств.
Также мы хотим объединить два самых эффективных алгоритма - Fuzzy и градиентный спуск.
ФОТООТЧЕТ
Телефон: +7 (812) 380-49-33
Email: biocad@biocad.ru