АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Keywords:
цифровой двойник, кабельная машина, Industry 4.0, киберфизические системы, предиктивная диагностика, техническое состояние, математическое моделирование, интеллектуальные системы управления, промышленный интернет вещей; оптимизация производственных процессов.Abstract
В работе рассматриваются теоретические и прикладные аспекты разработки цифровых двойников в промышленности с акцентом на кабельное производство. Проведен анализ современных подходов к построению цифровых двойников технологического оборудования, их архитектуры и функциональных возможностей в рамках концепции Industry 4.0. Особое внимание уделено применению цифровых двойников для мониторинга технического состояния, прогнозирования отказов, оптимизации режимов работы и повышения эффективности производственных процессов. Обоснована актуальность разработки цифрового двойника кабельной машины общего типа, учитывающего конструктивные особенности оборудования, динамику взаимодействия функциональных узлов и нелинейный характер технологических процессов. Показано, что внедрение цифровых двойников позволяет повысить надежность эксплуатации оборудования, снизить эксплуатационные затраты и обеспечить переход к интеллектуальным системам управления производством.
References
1. Grieves M. Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication. – 2014.
2. Tao F., Zhang M., Liu Y., Nee A. Y. C. Digital Twin Driven Smart Manufacturing. – Academic Press, 2019.
3. Fuller A., Fan Z., Day C., Barlow C. Digital Twin: Enabling Technologies, Challenges and Open Research // IEEE Access. – 2020. – Vol. 8. – P. 167685–167708.
4. Negri E., Fumagalli L., Macchi M. A Review of the Roles of Digital Twin in CPS-based Production Systems // Procedia Manufacturing. – 2017. – Vol. 11. – P. 939–948.
5. Lu Y., Liu C., Wang K. I.-K., Huang H., Xu X. Digital Twin-driven smart manufacturing: Connotation, reference model and applications // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. – 2020. – Vol. 61. – Art. 101837.
6. Kritzinger W., Karner M., Traar G., Henjes J., Sihn W. Digital Twin in manufacturing: A categorical literature review and classification // IFAC-PapersOnLine. – 2018. – Vol. 51(11). – P. 1016–1022.
7. Aheleroff S., Xu X., Zhong R. Y., Lu Y. Digital Twin as a Service (DTaaS) in Industry 4.0 // Advanced Engineering Informatics. – 2021. – Vol. 47. – Art. 101225.
8. Boschert S., Rosen R. Digital Twin – The Simulation Aspect // In: Mechatronic Futures. – Springer, 2016. – P. 59–74.
9. Uhlemann T. H.-J., Lehmann C., Steinhilper R. The Digital Twin: Realizing the Cyber-Physical Production System for Industry 4.0 // Procedia CIRP. – 2017. – Vol. 61. – P. 335–340.
10. ISO 23247-1: Automation systems and integration — Digital Twin framework for manufacturing — Part 1: Overview and general principles. – International Organization for Standardization, 2021.
11. Wang J., Wang L., Shi J. Digital Twin-driven product design, manufacturing and service with big data // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2021. – Vol. 114. – P. 3411–3433.
12. Jovanovic V., Kuzlu M., Cali U. et al. Digital twin in Industry 4.0 and beyond applications // In: Digital Twin Driven Intelligent Systems and Emerging Metaverse. – Springer Nature, 2023. – P. 155–174.
