Логико-семантическое определение цифрового двойника производственного процесса

Цели. В настоящее время активно развивается методология обобщения и представления знаний об исследуемых предметно-ориентированных областях (ПОО) на базе «модельной гипотезы» определения выделяемых объектов и их связей. Такие системные модели определяют знания о ПОО в любой информационной системе. Методы системной инженерии уже сегодня позволяют создавать информационные модели реальных объектов, дополненные виртуальными составляющими, и наоборот, модели виртуальных объектов, дополненные реальными составляющими. Так, например, наличие информационных моделей технологических и производственных объектов и их связей с реальным оборудованием позволит создавать и управлять реально-виртуальными производственными процессами (ПП) в соответствии с методологией Industry 4. В теоретическом аспекте в основе разработки системных моделей объектов и их связей в ПОО лежит проблема формального непротиворечивого описания (грамматического исчисления) функциональных закономерностей данного множества объектов и их связей. Цель исследования – разработать подход и принципы методологии системного моделирования производственных объектов и их связей для замкнутого управления (прогнозирования, планирования, учета, регулирования и др.) в производственной среде машиностроительного предприятия в форме их цифровых двойников (ЦД).
Методы. Использованы базовые положения теории множеств, теории графов, и, в частности, положения теории категорий множеств, положения теории формальной логики, теории управления. Применены методы теории системной инженерии, методы организации и управления машиностроительным производством.
Результаты. Обоснован подход к формированию метаструктуры цифрового двойника производственного процесса (ЦД ПП) на основе моделей производственных объектов и их связей, разработаны порядок и правила построения системной модели ЦД ПП, разработан подход к структурно-параметрической идентификации моделей ЦД с учетом логико-семантических ограничений.
Выводы. Представлен пример идентификации базового множества объектов ЦД организации ПП на основе логико-семантического анализа производственной деятельности и положений единых стандартов Единой системы технологической подготовки производства для машиностроительного производства как исследуемой предметной области, подтверждающий основные положения предлагаемой методологии построения ЦД ПП.

1. Речкалов А.В., Артюхов А.В., Куликов Г.Г., Новиков В.Н. Концепция системного представления предметной области при формировании цифрового двойника производственного процесса машиностроительного предприятия. Вестник УГАТУ. 2022;26(1–95):120–135. https://doi.org/10.54708/19926502_2022_26195120

2. Шваб К. Четвертая промышленная революция = The Fourth Industrial Revolution: пер. с англ. M.: Эксмо; 2018. 285 c. ISBN 978-5-699-98379-7

3. Толстых Т.О., Гамидуллаева Л.А., Шкарупета Е.В. Ключевые факторы развития промышленных предприятий в условиях цифрового производства и индустрии 4.0. Экономика в промышленности. 2018;11(1):11–19. https://doi.org/10.17073/2072-16332018-1-11-19

4. Дозорцев В.М. Цифровые двойники в промышленности: генезис, состав, терминология, технологии, платформы, перспективы. Часть 1. Возникновение и становление цифровых двойников. Как существующие определения отражают содержание и функции цифровых двойников? Автоматизация в промышленности. 2020;9:3–11 https://doi.org/10.25728/avtprom.2020.09.01

5. Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт; под научн. ред. проф. Боровкова А. 1-е изд., исправл. и доп. М.: ООО «АльянсПринт»; 2020. 401 с. ISBN 978-5-98094-008-9

6. Фролов Е.Б., Климов А.С., Зин Мин Хтун. MES – основа для создания «цифрового двойника» производственной системы. Вестник МГТУ СТАНКИН. 2019;2(49):52–56.

7. Соломенцев Ю.М., Фролов Е.Б. «Цифровой двойник» производственной системы – перспективный инструмент повышения эффективности станочного парка машиностроительного предприятия. Станочный парк. 2018;8:36–39.

8. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRP II. Серия: Теория и практика менеджмента. СПб.: Питер; 2003. 352 с.

9. Эшби У.Р. Введение в кибернетику: пер. с англ. М.: Ленанд; 2021. 432 с. ISBN 978-5-453-00197-2