Подход к формированию виртуальной метаструктуры цифрового проектного двойника корпоративной информационной системы машиностроительного предприятия

Автор: Сапожников Алексей Юрьевич, Кузнецов Александр Андреевич, Маврина Анна Сергеевна, Куликов Григорий Геннадьевич

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr

Рубрика: Информатика и вычислительная техника

Статья в выпуске: 2 т.21, 2021 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время формируется методология системной инженерии, продуктом которой является, как правило, создание информационных моделей реальных объектов, дополненных виртуальными составляющими, и наоборот, виртуальных объектов, дополненных реальными составляющими. Например, информационная модель технологического объекта - спецификация реального оборудования, дополненная спецификацией приобретаемого оборудования какого-либо технологического процесса и наоборот. По аналогии с общей инженерией в области технической деятельности метаструктуры таких информационных моделей должны удовлетворять V-образной структуре процессов валидации и верификации. То есть модели в течение их жизненного цикла должны регулярно проверяться путем оценки степени соответствия её структуры и параметров реальным и виртуальным объектам. Сегодня существуют условия совместного решения задачи системного информационного моделирования технологических объектов с учетом их внутренней (физической) структуры и внешней структуры цифровой среды. В общетеоретическом плане в основе построения системных моделей лежит проблема формального непротиворечивого описания (грамматического исчисления) структуры и функциональных закономерностей множества объектов и их связей в исследуемой предметной области. В основу излагаемого подхода системного моделирования рассматриваемой предметной области положена классическая модель учебно-производственной деятельности машиностроительного предприятия (МП) и вуза. Цель исследования. Применить принципы проектного подхода для формирования метаструктуры цифрового двойника корпоративной информационной системы (КИС) машиностроительного предприятия, исследовать перспективы его применения, определить ключевые информационные компоненты в управлении предметно-ориентированными знаниями и данными, а также возможность масштабирования технологий при формировании цифровой среды для архитектуры современного МП, повышения эффективности взаимодействия участников бизнес-процессов. Методы исследования, использованные в работе: принципы методологии системной инженерии (процессного подхода, жизненного цикла и др.); комплексный подход и структурный анализ процесса проектирования по методологии SADT (Structured Analyze and Design Technology); методология TOGAF (The Open Group Architecture Framework). Результаты. Предложенный подход системного моделирования рассматриваемой предметной области является развитием работ коллектива авторов; демонстрируется возможность его масштабирования на примере взаимодействия участников НОЦ с использованием в составе вуза цифрового двойника КИС предприятия реального сектора экономики. Показана необходимость разработки модели управления знаниями, возрастающая роль информационно-поисковых систем. Заключение. Предложенный подход расширяет применение метаструктуры цифрового двойника, позволяет скорректировать архитектуру предприятия для повышения эффективности бизнес-процессов.

Еще

Архитектура предприятия, TOGAF, системное моделирование бизнес-процессов, информационная платформа, PLM-система, базовая кафедра, информационно-поисковая система

Короткий адрес: https://sciup.org/147233816

IDR: 147233816   |   DOI: 10.14529/ctcr210201

Список литературы Подход к формированию виртуальной метаструктуры цифрового проектного двойника корпоративной информационной системы машиностроительного предприятия

  • Международная энциклопедия CALS. Авиационно-космическое машиностроение / под ред. А.Г. Братухина. - М.: ОАО «НИЦАСК», 2015. - 608 с.
  • Фролов, Д. Обзор возможностей ANSYS Mechanical для решения инженерных задач // САПР и графика. - 2010. - № 11.- С. 46-49.
  • Решения Siemens PLM Software модернизируют производство российских авиадвигателей // САПР и графика. - 2010. - № 3.- С. 54-57.
  • Григорьев, А.А. Характеристика, структура, организация систем управления ERP, ERPII и ERP III / А.А. Григорьев, В.А. Титов // Фундаментальные исследования. - 2017. -№ 2.- С. 48-51.
  • Кизина, И.Д. Математическое моделирование и прикладные информационные технологии для MES-уровня управления / И.Д. Кизина // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2008. - № 4. - С. 37-44.
  • Киселев, А.Г. Концепция структуры КИС промышленного предприятия (ERP&MES&SCADA+ PDM) и проблема подготовки специалистов / А.Г. Киселев // Инновации в условиях развития информационно-коммуникационных технологий. - 2008. - № 1. - С. 220-223.
  • Хисамутдинов, М.Р. Аспекты интеграции ERP с информационными системами PLM и MES при импортозамещении IT продуктов / М.Р. Хисамутдинов // Научно-технический вестник Поволжья, 2015. - № 6. - С. 208-212.
  • Cimatronit - компьютерное проектирование и производство /Л.И. Зильбербург, С.М. Марья-новский, В.И. Молочник, Е.И. Яблочников. - СПб.: КПЦ «Мир», 1998. - 166 с.
  • Ризванов, К.А. Информационная система поддержки процессов испытаний ГТД на основе организационно-функциональной модели: автореф. дис. ... канд. техн. наук / К.А. Ризванов. -Уфа, 2008. - 16 с.
  • Sow a, J.F. Extending and Formalizing the Framework for Information System Architecture / J.F. Sowa, J.A. Zachman //IBM Systems Journal. - 1992. - Vol. 31, no. 3. - P. 17-25.
  • Harmon, P. Software: System Architect 9.0 /P. Harmon //Business Process Trends. - 2002. -P. 1-8.
  • Зиндер, Е.З. «Информационно-технологическая модель прикладной» - модель трансформирующейся системы /Е.З. Зиндер //Директор ИС. - 2000. - № 4. - С. 12-15.
  • Куликов, Г.Г. Информационно-технологическая модель прикладной цифровой платформы базовой кафедры в наукоемких отраслях промышленности / Г.Г. Куликов, А.Ю. Сапожников, А.А. Кузнецов // Управление экономикой: методы, модели, технологии: материалы XIXМежду-нар. науч. конф. - Уфа: РИК УГАТУ, 2019. - С. 282-285.
  • Подход к применению концепции цифровых двойников для трансформации корпоративной информационной системы под требования INDUSTRY 4.0 (на примере создания единого информационного пространства «вуз - предприятие») /Г.Г. Куликов, А.Ю. Сапожников, А.А. Кузнецов и др. //Вестник УГАТУ. - 2019. - Т. 23, № 4 (86). - С. 154-160.
  • Радионов, А.А. Условия эффективности деятельности базовых кафедр вузов / А.А. Ра-дионов, А.Д. Рулевский //Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование. Педагогические науки». - 2016. -Т. 8, № 1. - С. 87-93. DOI: 10.14529/ped160112
  • Фахруллина, А.Р. Модели и методы проектирования программных систем для обработки разнородных данных (на примере программного обеспечения образовательно-производственной среды): автореф. дис. ... канд. техн. наук/А.Р. Фахруллина. - Уфа, 2016 - 16 с.
  • Темненко, В. Быть или не быть TOGAF: распространение архитектуры предприятия за границы RUP / В. Темненко. - http://ibm.com/developerworks/ru/library/r-temnenco (дата обращения: 20.01.2021).
  • Рыбаков, М.Ю. Бизнес-процессы: как их описать, отладить и внедрить. Практикум / М.Ю. Рыбаков. - М.: Изд-во Михаила Рыбакова, 2016. - 392 с.
  • Разработка алгоритма экспертной системы для контроля КД в ЕИП предприятий машиностроения / А.Г. Лютов, В.А. Огородов, А.Ю. Сапожников, А.С. Маврина // Всероссийская научно-практическая конференция «Станкостроение и инновационное машиностроение. Проблемы и точки роста»: материалы. - Уфа: РИК УГАТУ, 2019. - С. 152-159.
  • Разработка технологии автоматизированного контроля КД с использованием PLM-системы /А.С. Маврина, Д.И. Загидуллин, В.А. Огородов, А.Ю. Сапожников //XIIIВсероссийская молодёжная научная конференция «Мавлютовские чтения». - Уфа, 2019. - Т. 4, ч. 1. - С. 29-35.
  • Franclin, M. From databases to datespaces: a new abstraction or information monedement / M. Franclin, A. Halevy, D. Maier. - http: //www.citforum.ru//databe/articles/from_ab_to_ds/ (дата обращения: 20.01.2021).
  • Бармин, А.А. Структурирование контента информационного пространства под решаемые в предметной области задачи / А.А. Бармин // Труды второй международной конференции «Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений», 18-21 мая 2014, Уфа, Россия. - Уфа, 2014. - С. 148-154.
  • Структурирование контента информационного пространства технического университета с использованием процессного подхода и семантической идентификации / С.Ф. Бабак, Г.Г. Куликов, А.А. Бармин, Г.В. Старцев //Вестник УГАТУ. - 2014. - Т. 18, № 4 (65). - С. 105-114.
Еще
Статья научная