Цифровые двойники как инструмент мониторинга производственных процессов в индустрии 4.0
Автор: Халиулин Р.А.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 2 т.25, 2023 года.
Бесплатный доступ
В статье представлено описание трендов применения цифровых технологий в производственных процессах в промышленном комплексе российской экономики в условиях индустрии 4.0. В частности, проведен динамический анализ внутренних затрат на развитие цифрового производства; представлены структура затрат на развитие цифрового производства и структура использования цифровых технологий на предприятиях промышленного производства; выявлены тренды доли промышленных организаций, использующих специальные программные средства по управлению производством - CRM, ERP, SCM - системы, системы автоматизированного управления производством, системы проектирования производственно-технологических процессов. Цель статьи заключается в обобщении направлений развития индустрии 4.0 в сфере промышленного производства российской экономики с акцентом на возможности и перспективы совершенствования технологий использования цифровых двойников как инструмента мониторинга процесса производства в цепочках создания стоимости продукции. Особое место в статье отведено анализу и перспективам внедрения в промышленном комплексе цифровых двойников и цифровых теней, как инструментов мониторинга на стадиях проектирования изделия и последующего его производства и эксплуатации. Представлена обобщенная схема использования инструментов мониторинга производственного процесса с применением программно-технологической платформы. По результатам исследования сделаны выводы: во-первых, в российской промышленности отмечается ежегодный рост использования цифровых технологий по всех этапах жизненного цикла изделий, в том числе в рамках интегрированных цепочек создания добавленной стоимости; во-вторых, цифровые технологии в настоящее время используются как необходимый инструмент для повышения конкурентоспособности промышленного производства, повышения его ресурсоэффективности, гибкости, точности и оперативности принимаемых управленческих решений; в-третьих, решающее значение в ближайшее время будут иметь интегрированные платформенно-технологические решения, позволяющие создавать сквозные физические и информационные потоки, направленные на формирование и развитие передовых производств и технологий в промышленном комплексе.
Цифровой двойник, мониторинг, индустрия 4.0, промышленное производство, цифровая тень, программно-технологическая платформа, производственный процесс, цифровое производство
Короткий адрес: https://sciup.org/148326676
IDR: 148326676 | УДК: 658.5 | DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-2-45-50
Digital twins as a tool for monitoring production processes in industry 4.0
The article presents a description of the trends in the use of digital technologies in production processes in the industrial complex of the Russian economy in the conditions of industry 4.0. In particular, a dynamic analysis of internal costs for the development of digital production was carried out; the cost structure for the development of digital production and the structure of the use of digital technologies in industrial production enterprises are presented; trends in the share of industrial organizations using special software for production management - CRM, ERP, SCM - systems, automated production control systems, systems for designing production and technological processes have been identified. The purpose of the article is to summarize the directions of development of industry 4.0 in the industrial production of the Russian economy, with an emphasis on the possibilities and prospects for improving the technologies for using digital twins as a tool for monitoring the production process in the value chains of products. A special place in the article is given to the analysis and prospects for the introduction of digital twins and digital shadows in the industrial complex as monitoring tools at the stages of product design and its subsequent production and operation. A generalized scheme for using tools for monitoring the production process using a software and technological platform is presented. Based on the results of the study, the following conclusions were drawn: firstly, in the Russian industry there is an annual increase in the use of digital technologies at all stages of the life cycle of products, including within integrated value chains; secondly, digital technologies are currently used as a necessary tool for increasing the competitiveness of industrial production, increasing its resource efficiency, flexibility, accuracy and efficiency of managerial decisions; thirdly, in the near future, integrated platform and technological solutions will be of decisive importance, allowing the creation of end-to-end physical and information flows aimed at the formation and development of advanced industries and technologies in the industrial complex.
Список литературы Цифровые двойники как инструмент мониторинга производственных процессов в индустрии 4.0
- Сырицкий, А.Б. Четвертая промышленная революция: цифровое производство и промышленный интернет вещей / А.Б. Сырицкий, К.Г. Потапов, М.И. Киселев, А.С. Комшин // Стандарты и качество. – 2018. – № 6. – С. 64-68.
- Голов, Р.С. Технологии цифровой трансформации промышленных предприятий в условиях четвертой промышленной революции / Р.С. Голов, В.В. Мыльник // СТИН. – 2022. – № 5. – С. 56-57.
- Горбунов, Д.В. Экспансия экспертной деятельности при развитии технологий Big Data в условиях четвертой промышленной революции / Д.В. Горбунов, А.Я. Дмитриев, Т.А. Митрошкина // Вестник Самарского университета. Экономика и управление. – 2022. – Т. 13. – № 1. – С. 17-24.
- Хомяков, Н.В. Применение системы бережливого производства в четвертой промышленной революции / Н.В. Хомяков, П.А. Сидоров // Наука и бизнес: пути развития. – 2022. – № 1 (127). – С. 84-87.
- Барсегян Н.В. Специфика бережливой организации структуры управления нефтехимическим предприятием / Н.В. Барсегян // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2020. – Т. 22. – № 2 (94). – С. 100-106.
- Андреев, В.Н. Четвертая промышленная революция и цифровая трансформация: технологический суверенитет и повышение конкурентоспособности предприятий / В.Н. Андреев, Е.Д. Коршунова, Г.Д. Волкова, С.В. Лукина, В.Р. Алиев // Российский экономический интернет-журнал. - 2022. – № 3.
- Прудкий, А.С. Потенциальные угрозы реализации четвертой промышленной революции / А.С. Прудкий, Н.С. Шайтура // Славянский форум. – 2022. – № 4 (38). – С. 289-301.
- Кандилов, В.П. Инновационная активность и конкурентоспособность экономики Республики Татарстан / В.П. Кандилов, О.М. Краснова, С.С. Кудрявцева // Вопросы статистики. – 2013. – № 4. – С. 61-69.
- Абдрахманова, Г.И. Цифровая экономика: 2022: краткий статистический сборник / Г.И. Абдрахманова, С.А. Васильковский и др. – М.: НИУ ВШЭ, 2022. – 124 с.
- Росстат [Электронный ресурс] – URL: https://rosstat.gov.ru (дата обращения 12.03.2023).
- Пудовкина, О.Е. Методический подход к созданию представлений цифрового двойника в рамках концепции «цифрового производства» / О.Е. Пудовкина, Е.А. Балашова, Е.О. Бобков // Отходы и ресурсы. – 2022. – Т. 9. – № 1.
- Кошелева, О.Э. Роль интеллектуальных ресурсов России в расширении сферы применения цифровых двойников и ускорении цифрового прогресса / О.Э. Кошелева, А.О. Павлова // Бюллетень инновационных технологий. – 2022. – Т. 6. – № 4 (24). - С. 29-33.
- Холопов, В.А. Методика создания цифрового двойника параметризованной системы базирования заготовок / В.А. Холопов, С.С. Жлуктов, Е.В. Копытова, М.А. Макаров // Автоматизация. Современные технологии. – 2022. – Т. 76. – № 11. – С. 490-493.
- Салов, И.В. Применение цифровых двойников и киберфизических систем на объектах генерации тепловой и электрической энергии / И.В. Салов, И.А. Щербатов, Ю.А. Салова // International Journal of Open Information Technologies. – 2022. – Т. 10. – № 3. – С. 57-62.
- ГОСТ Р 57700.37–2021 «Компьютерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий» [Электронный ресурс] – URL: https://files.stroyinf.ru/Data/758/75810.pdf (дата обращения 10.03.2023).
